DE1121104B

DE1121104B - Vehicle operated track device

Info

Publication number: DE1121104B
Application number: DES66585A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kreipe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-01-11
Filing date: 1960-01-11
Publication date: 1962-01-04

Description

Fahrzeugbetätigtes Gleisgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein fahrzeugbetätigtes Gleisgerät mit einer wechselstromerregten Sendespule, einer von dieser induzierten Empfangsspule und einer Anzeigeeinrichtung für die aus der durch die Fahrzeuge geänderten Spannung an der Empfangsspule und einer konstanten Gegenspannung resultierende Spannung. Derartige Geräte werden zur Anzeige des Gleiszustandes bei Eisenbahnen benutzt, bei denen die Anwendung von Gleisstromkreisen wegen fehlender Schienenisolierung, Verschmutzung der Schienen und/oder Durchnässung der Bettung nicht möglich ist wie z. B. bei Grubenbahnen.Vehicle-operated track device The invention relates to a vehicle-operated track device Track device with an alternating current excited transmitter coil, one of which is induced Reception coil and a display device for the changes made by the vehicles Voltage at the receiving coil and a constant counter voltage resulting voltage. Such devices are used to display the track condition on railways, where the use of track circuits due to lack of rail insulation, Soiling of the rails and / or soaking of the bedding is not possible as z. B. mine railways.

Die zur Ein- und Auszählung der Achsen dienenden Geräte werden in den bekannten Ausführungen durch die Eisenmassen der Räder, insbesondere durch die Spurkränze, betätigt. Sie sind aber für Grubenbahnen nicht geeignet, da einmal infolge des kleineren Spurkranzes der Räder dieser Fahrzeuge die Geräte nur unsichere Impulse liefern, zum anderen aber auch deshalb, weil sie für eine sichere Wirkungsweise in Schienenhöhe angebracht werden müssen und daher durch entgleiste Fahrzeuge leicht beschädigt werden können. Würde man, um diesen Nachteil zu vermeiden, die Geräte so anordnen, daß diese Gefahr nicht mehr bestünde, also beispielsweise unterhalb der Schwellenoberkante, so tritt eine Beeinflussung der Geräte durch die Räder bzw. Achsen der Fahrzeuge wegen der großen Entfernung von diesen nicht mehr auf.The devices used to count the axes in and out are stored in the known designs by the iron masses of the wheels, in particular by the Wheel flanges, actuated. But they are not suitable for mine railways, because once as a result the smaller flange of the wheels of these vehicles the devices only insecure impulses deliver, on the other hand because they are responsible for a safe mode of operation must be attached at rail height and therefore easily due to derailed vehicles can be damaged. In order to avoid this disadvantage, one would use the devices arrange so that this risk would no longer exist, for example below the upper edge of the threshold, the devices are influenced by the wheels or Axles of the vehicles no longer open because of the great distance from them.

Andere bekannte Impulsgeber nutzen zur Impulsgabe die Schienendurchbiegung aus; diese kann beispielsweise bei Anlagen von Grubenbahnen, die von unterschiedlich beladenen Wagen befahren werden, so gering sein, daß der Impulsempfänger nicht mit Sicherheit anspricht.Other known pulse generators use the rail deflection to generate pulses the end; this can, for example, be the case with systems of mine railways, which differ from loaded car are driven on, be so small that the pulse receiver does not Security appeals.

Auch die wechselstrombetriebenen Impulsgeber, die so geschaltet sind, daß bei freiem Gleis eine resultierende Spannung zu Null kompensiert wird, erfordern eine Anbringung in Schienenhöhe. Bei diesen Anordnungen ergibt sich ferner noch der zusätzliche Nachteil, daß sich ein Leitungsbruch nicht bemerkbar macht, sondern die Anzeigeeinrichtung auch bei besetztem Gleis in derselben Lage verharrt wie bei freiem Gleis, was zu erheblichen Betriebsgefährdungen führen kann.The alternating current operated pulse generators, which are connected in this way, that a resulting voltage is compensated to zero when the track is free an attachment at rail height. With these arrangements the following also arises the additional disadvantage that a line break is not noticeable, but the display device remains in the same position as at free track, which can lead to considerable operational hazards.

Ein fahrzeugbetätigtes Gleisgerät, bei dem die Nachteile dieser bekannten Gleisgeräte vermieden werden, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die Anordnung der Sende- und Empfangsspulen zwischen den Schienen, vorzugsweise unterhalb des ; Schienenfußes, im Abstand von mindestens einer Schwellenteilung, durch die Verwendung einer phasenempfindlichen Anzeigeeinrichtung und eine derartige Bemessung einer Gegenspannung, daß die resultierende Spannung bei freiem Gleis eine bestimmte Größe und Phasenlage in bezug auf eine Vergleichsspannung hat und bei Beeinflussung der Kopplung zwischen Sende- und Empfangsspule durch das Fahrzeug ihre Phasenlage zu dieser Vergleichsspannung ändert. Dabei kann es zweckmäßig sein, Sende- und Empfangsspulen zum Schutz gegen äußere mechanische Beschädigung in die Schwellen einzubauen. Zur Überwachung eines längeren Streckenabschnittes können zwei von einer Sendespule gespeiste Empfangsspulen so in Reihe geschaltet werden, daß ihre Empfangsspannungen sich geometrisch addieren. Mit Hilfe einer die Phasenlage der resultierenden Spannung überwachenden Anzeigeeinrichtung wird dann der Besetztzustand des Gleises so lange eindeutig angezeigt, wie mindestens eine Achse sich im Raum zwischen den beiden Empfangsspulen befindet, ohne daß Achszähler, die einen verhältnismäßig hohen Aufwand benötigen, erforderlich sind.A vehicle-operated track device in which the disadvantages of this known Track devices are avoided, is characterized according to the invention by the arrangement the transmitter and receiver coils between the rails, preferably below the ; Rail foot, at a distance of at least one sleeper division, through the use a phase sensitive display device and such a dimensioning of a Counter-tension, that the resulting tension when the track is free is a certain size and has phase relation with respect to a comparison voltage and when influencing the Coupling between the transmitter and receiver coil through the vehicle to their phase position this equivalent voltage changes. It can be useful to have transmitting and receiving coils to be installed in the sleepers to protect against external mechanical damage. To the A longer section of the route can be monitored by two from one transmitter coil fed receiving coils are connected in series so that their receiving voltages add up geometrically. With the help of the phase position of the resulting voltage The monitoring display device will then keep the track occupied for so long clearly indicated how at least one axis is in the space between the two Receiving coils are located without the need for axle counters, which is a relatively high effort need, are required.

Die Erfindung ist in den Figuren beispielsweise dargestellt und im folgenden erläutert: In Fig. 1 sind in einer Draufsicht und in Fig. 2 in einer Seitenansicht zwischen den Schienen liegende Sende- und Empfangsspulen dargestellt. Die Spulen sind entweder Luftspulen oder auf einen Kern K aus lamelliertem Weicheisen gewickelt und unterhalb des Schienenfußes angeordnet. Seitlich neben der Sendespule S sind im Abstand von mindestens einer Schwellenteilung eine oder mehrere Empfangsspulen E 1 und E 2 angeordnet. Die Sendespule S wird mit Wechselstrom erregt. Dadurch wird in der Empfangsspule E 1 eine Spannung bestimmter Größe und Richtung induziert. Beim Besetzen des Gleises durch ein Fahrzeug wird durch die Anwesenheit von Eisenteilen in dem Raum zwischen Sende- und Empfangsspule die Koppelinduktivität der beiden Spulen S und E 1 und damit die in der Empfangsspule E1 induzierte Spannung geändert. Diese Änderung betrifft sowohl die Amplitude als auch die Phasenlage der induzierten Spannung. Bei der im folgenden näher beschriebenen Empfangsschaltung wird jedoch nur die Phasendrehung zur Anzeige des Gleiszustandes ausgewertet.The invention is shown, for example, in the figures and explained below: In FIG. 1, transmission and reception coils lying between the rails are shown in a plan view and in FIG. 2 in a side view. The coils are either air-core coils or wound on a core K made of laminated soft iron and arranged below the rail foot. To the side of the transmitter coil S, one or more receiver coils E 1 and E 2 are arranged at a distance of at least one threshold division. The transmitter coil S is excited with alternating current. As a result, a voltage of a certain magnitude and direction is induced in the receiving coil E 1. When the track is occupied by a vehicle, the presence of iron parts in the space between the transmitter and receiver coil changes the coupling inductance of the two coils S and E 1 and thus the voltage induced in the receiver coil E1. This change affects both the amplitude and the phase position of the induced voltage. In the receiving circuit described in more detail below, however, only the phase rotation is evaluated to display the track status.

Die Schaltung der Empfangsspule E1 ist in Fig. 3 dargestellt. Die Speisespannung für die Sendespule S und für einen Phasenschieber PS zum Erzeugen der Gegenspannung sowie zweckmäßigerweise auch die Vergleichsspannung für die als Phasenmesser ausgebildete Anzeigeeinrichtung PM liefert ein Netz mit der Spannung U-. Dem Phasenschieber PS wird eine derartige Gegenspannung Ug entnommen, daß sich aus der geometrischen Addition der Gegenspannung Ug und der bei freiem Gleis in der Empfangsspule E1 induzierten Spannung Ue0 eine resultierende Spannung Ur 0 ergibt, die, wie in Fig. 4 dargestellt, von geringer Größe ist und gegenüber der dem Netz entnommenen Speisespannung U- um den Winkel cpo phasenverschoben ist. Werden die Schienen von einem Fahrzeug befahren, so wird infolge Änderung der Koppelinduktivität der Sende- und Empfangsspulen in der Empfangsspule E1 die Spannung Uel induziert, die gegenüber der Spannung Ue0 nach Größe und Phase verschieden ist (Fig. 5). Da die Gegenspannung konstant bleibt, ergibt sich jetzt eine resultierende Spannung Ur 1 mit dem Phasenwinkel q71 in bezug auf die Vergleichsspannung U-.The circuit of the receiving coil E1 is shown in FIG. The supply voltage for the transmitter coil S and for a phase shifter PS for generating the counter voltage and, expediently, also the comparison voltage for the display device PM designed as a phase meter is supplied by a network with the voltage U-. A counter voltage Ug is taken from the phase shifter PS such that the geometric addition of the counter voltage Ug and the voltage Ue0 induced in the receiving coil E1 when the track is free results in a resulting voltage Ur 0 which, as shown in FIG. 4, is of low magnitude and is phase shifted by the angle cpo with respect to the supply voltage U- taken from the network. If the rails are driven on by a vehicle, as a result of the change in the coupling inductance of the transmitting and receiving coils in the receiving coil E1, the voltage Uel is induced, which differs in size and phase from the voltage Ue0 (FIG. 5). Since the counter voltage remains constant, there is now a resulting voltage Ur 1 with the phase angle q71 in relation to the comparison voltage U-.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, bleibt die absolute Größe der resultierenden Spannung etwa konstant, dagegen eilt die Spannung Url der Vergleichsspannung U-## etwa um den gleichen Phasenwinkel vor wie die Spannung Ur0 nacheilte, d. h. W ^ - @PoIn Fig. 6 ist der Verlauf des Phasenwinkels in Abhängigkeit von einer Fahrzeugbewegung dargestellt. Wenn beispielsweise die erste Achse eines Fahrzeuges in Pfeilrichtung P über die Empfangsspule E 1 rollt, ändert der Phasenwinkel sich um annähernd 180° von dem Wert wo auf den Wert 991. Dieser Wert q71 des Phasenwinkels bleibt so lange bestehen, bis die letzte Achse in Pfeilrichtung über die Sendespule S bzw. beim Vorhandensein einer zweiten Empfangsspule E 2, die mit der Empfangsspule E 1 in Reihe geschaltet ist, über diese hinweggefahren ist. Danach wird sich der Phasenwinkel wieder auf den Wert (7o einstellen. Diese Winkeldrehung der resultierenden Spannung kann beispielsweise durch ein als Phasenmesser verwendetes Motorrelais angezeigt werden.As can be seen from FIGS. 4 and 5, the absolute magnitude of the resulting voltage remains approximately constant, whereas the voltage Url leads the comparison voltage U - ## by approximately the same phase angle as the voltage Ur0 lagged, ie W ^ - @PoIn 6 shows the profile of the phase angle as a function of vehicle movement. For example, if the first axle of a vehicle rolls over the receiver coil E 1 in the direction of arrow P, the phase angle changes by approximately 180 ° from the value where to the value 991. This value q71 of the phase angle remains until the last axis in the direction of the arrow has passed over the transmitting coil S or when a second receiving coil E 2 is present, which is connected in series with the receiving coil E 1. The phase angle will then return to the value (7o. This angular rotation of the resulting voltage can be displayed, for example, by a motor relay used as a phase meter.

Es ist zweckmäßig, die Anzeigeeinrichtung mit einer gewissen Verzögerung zu versehen, um sie unempfindlich gegen kurzzeitige Störungen zu machen. Diese Störungen können durch magnetische Gleichfelder hervorgerufen werden, die beispielsweise durch eine wirksam geschaltete Magnetschienenbremse auftreten können. überfährt nämlich ein bremsender Zug mit großer Geschwindigkeit die Beeinflussungsstelle, dann wird unter dem Einftuß der Bremse eine verhältnismäßig hohe Spannung in der Spule hervorgerufen, jedoch nur für sehr kurze Zeit. Diese kurzzeitige Störung wird aber durch eine verzögert arbeitende Anzeigeeinrichtung unwirksam gemacht.It is useful to delay the display device to make them insensitive to short-term disturbances. These disorders can be caused by constant magnetic fields, for example by an effectively switched magnetic rail brake can occur. namely runs over a braking train with great speed the influence point, then becomes caused a relatively high voltage in the coil under the influence of the brake, but only for a very short time. This short-term disruption is delayed by a working display device made ineffective.

Bei wechselstrombetriebenen Bahnen kann es zusätzlich von Vorteil sein, zur Ausschaltung von störenden Triebströmen in der Anzeigeeinrichtung für die Speisung des erfindungsgemäßen Gerätes einen Strom mit vom Fahrstrom abweichender Frequenz zu wählen oder frequenzselektive Mittel, z. B. Filter, vorzusehen.In the case of AC-powered railways, it may also be advantageous to switch off disruptive drive currents in the display device for the supply of the device according to the invention to choose a current with a frequency different from the traction current or to select frequency-selective means, e.g. B. filter to be provided.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf das erläuterte Beispiel beschränkt. Beispielsweise können an Stelle von Motorrelais auch andere bekannte Einrichtungen, z. B. elektronische Schaltungen, zur Auswertung der Phasen der resultierenden Spannung verwendet werden.The application of the invention is not to the illustrated example limited. For example, other known relays can also be used instead of motor relays Facilities, e.g. B. electronic circuits, to evaluate the phases of the resulting Voltage can be used.

Es ist zweckmäßig, bei großem Abstand der Spulen E 1 und S einen Verstärker für die resultierende Spannung vorzusehen. Soll die Besetzung eines längeren Gleisabschnittes, beispielsweise des zwischen den Empfangsspulen E 1 und E 2 liegenden Abschnittes, durch eine einzige Anzeigeeinrichtung gemeldet werden, so werden die gleichphasigen Spannungen beider Spulen E 1 und E 2 durch Reihenschaltung der Spannungen addiert und durch eine gemeinsame Gegenspannung kompensiert.It is advisable to provide an amplifier for the resulting voltage if the coils E 1 and S are far apart. If the occupancy of a longer track section, for example the section between the receiving coils E 1 and E 2, is to be reported by a single display device, the in-phase voltages of both coils E 1 and E 2 are added by connecting the voltages in series and compensated for by a common counter voltage .

Claims

PATENTAN SPRING: 1. Vehicle-operated track device with an alternating current excited transmitter coil, a receiver coil induced by this and a display device for the voltage resulting from the voltage changed by the vehicles on the receiver coil and a constant counter voltage, characterized by the arrangement of the transmitter and receiver coils between the Rails, preferably below the rail foot, at a distance of at least one sleeper division, through the use of a phase-sensitive display device and such a dimensioning of the counter-voltage that the resulting voltage with a free track has a certain magnitude and phase position in relation to a reference voltage and when the coupling is influenced between the transmitter and receiver coil changes its phase position relative to this reference voltage by the vehicle.

2. Track device according to claim 1, characterized in that the in-phase voltages one in the longitudinal direction of the track in front of and behind the transmitter coil by means of a series connection of the coils can be added and compensated by a common counter voltage.

3. Track device according to claims 1 and 2, characterized in that for generating the Counter voltage a phase shifter connected to the supply voltage of the transmitter coil is provided.

4. Track device according to claim 1 to 3, characterized in that the transmitter and receiver coils to protect against mechanical damage in the sleepers are built in.