DE1530459C3

DE1530459C3 - Isolierstossfreie Gleisstromkreise für Eisenbahnsicherungsanlagen

Info

Publication number: DE1530459C3
Application number: DE1966ST025617
Authority: DE
Inventors: Hans Prof. Dr.-Ing. Fricke; Alfred Dipl.-Ing. Isensee
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1966-07-08
Filing date: 1966-07-08
Publication date: 1981-02-26
Also published as: BE701107A; DE1530459A1; DE1530459B2; NL6709310A

Description

Das Hauptpatent 14 55 427 betrifft isolierstoßfreie Gleisstromkreise für Eisenbahnsicherungsanlagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gleisstromkreise werden für verschiedene Zwecke in Eisenbahnsicherungsanlagen verwendet. So können sie z. B. zum Anzeigen der Anwesenheit von Schienenfahrzeugen auf der Gleisanlage, zur Beeinflussung von an der Strecke angeordneten Signalen, zur Freigabe von Weichen und zur Anzeige der Annäherung eines Zuges bei schienengleichen Bahnübergängen verwendet werden.

In einem bekannten Gleisstromkreis für Eisenbahn-Signalanlagen (DE-AS 1111 237), der einen elektronischen Sender zur Erzeugung eines Wechselstromsignals vorgegebener Frequenz und einen auf diese Frequenz abgestimmten Empfänger enthält, und bei dem die Übertragung der Signale über einen Resonanzkreis

ίο erfolgt, sind der Sender und Empfänger über eine Verbindungsschaltung gekoppelt, welche die beiden in verhältnismäßig nahe beieinanderliegenden Einspeisungspunkten angeschlossenen Schienen des Gleises in Reihenschaltung enthält und die einen Resonanzkreis darstellt, wenn über die Achsen eines Schienenfahrzeuges eine praktisch widerstandslose Querverbindung zwischen den Schienen innerhalb eines vorbestimmten Abstandes von der Einspeisungsstelle hergestellt wird, derart, daß der Empfänger nur dann anspricht, wenn der Resonanzfall durch einen in der Nähe der Anschlußpunkte der Schienen vorliegenden Achskurzschluß auftritt. Weiterhin kann die vorgegebene Frequenz unter Berücksichtigung der Schienenlängsimpedanz so gewählt werden, daß der Empfänger nicht anspricht, wenn sich die Querverbindung außerhalb des vorgegebenen Abstandes von der Einspeisungsstelle befindet, und wobei die Kapazität in der die Schienenschleife enthaltenden Verbindungsschaltung so bemessen ist, daß Reihenresonanz vorliegt, wenn zwischen den Schienen eine Querverbindung in einem kurzen, von Null verschiedenen Abstand von der Einspeisungsstelle besteht.

Weiterhin ist ein selbsttätiger Streckenblock mit nichtisolierten Gleisstromkreisen von großer Länge zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen bekannt (DE-AS 11 90 492), bei dem jedes Signal zwischen zwei kurzen, mit höherer Frequenz betriebenen Gleisstromkreisen angeordnet ist, von denen der eine außerhalb und der andere innerhalb des zu dem Signal gehörenden Blockabschnittes liegt und deren Frequenzen, Längen und Abstände zwischen den Anschlußpunkten ihrer Sender und Empfänger am Gleis derart bestimmt sind, daß nur ein sehr schmaler Überdeckungsbereich dieser beiden Gleisstromkreise in der unmittelbaren Nähe des betreffenden Signals möglich ist, in Kombination mit einem zwischen den beiden mit höheren Frequenzenbetriebenen End-Gleisstromkreisen des Blockabschnittes angeordneten Gleisstromkreis großer Länge und einer wesentlich tieferen Frequenz entsprechend einer

von jedem der beiden angrenzenden End-Stromk'reise mit höherer Frequenz bestimmten Länge, dessen Wirkungsbereich innerhalb der beiden End-Gleisstromkreise allmählich abnimmt, ohne das Wirkungsbereichende der letzteren zu überschreiten. Bei dieser bekannten Einrichtung werden die beiden Schienen eines Gleises zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gleisstromkreisen mit unterschiedlichen Frequenzen in an sich bekannter Weise mittels zweier Impedanzen derart verbunden, daß die erste Impedanz einen kapazitiven Widerstand für die niedrigere Frequenz des einen Gleisstromkreises und einen verschwindend geringen Widerstand für die höhere Frequenz des anderen Gleisstromkreises darstellt, während die zweite Impedanz einen verschwindend geringen Widerstand für die niedrigere Frequenz des einen Gleisstromkreises und einen kapazitiven Widerstand für die höhere Frequenz des anderen Gleisstromkreises darstellt, wodurch aus den Schienen jedes Gleisstromkreises

zusammen mit den Impedanzverbindungen ein Abschlußstromkreis für jede der beiden verwendeten Frequenzen gebildet ist.

Die Erfindung löst die Aufgabe, durch einen Gleisstromkreis nicht nur den Frei- und Besetztzustand eines dem Gleisstromkreis zugeordneten Streckenabschnittes anzuzeigen, sondern auch ein zusätzliches Richtungskriterium für die in den betreffenden Strekkenabschnitt ein- und ausfahrenden Fahrzeuge zu erzeugen. Dies geschieht erfindungsgemäß mit Hilfe der 10" im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale.

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird einerseits die Änderung des Stromes der durch den Achskurzschluß eines in dem außerhalb des durch die Anschlüsse des betreffenden Senders und Empfängers i^r> begrenzten Gleisabschnitt, auf der Empfängerseite anschließenden Gleisabschnitte befindlichen Fahrzeu-. ges beeinflußten frequenzselektiven Kurzschlußeinrichtung für die Anzeige des Besetztzustandes dieses anschließenden Gleisabschnitts verwendet und andererseits werden als Kriterium der Fahrrichtung für die Gleisstromkreise beeinflussende Fahrzeuge die von der Lage der Achskurzschlüsse dieser Fahrzeuge, bezogen auf die Anschlüsse des Empfängers am Gleis abhängi¹ gen Änderungen des in der frequenzselektiven Kurz- 2^r>^:; Schlußeinrichtung fließenden Stromes ausgewertet.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen beispiels-, _v.; weise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Ersatzschaltbild eines Gleisstrom—--kreises mit der Anordnung des Senders und der· 30:: frequenzselektiven Kurzschlußeinrichtung und die Beeinflussung des in der Kurzschlußeinrichtung fließenden Stromes in Abhängigkeit ,von der jeweiligen Lage einer Fahrzeugachse;

Fig.2 stellt den Stromverlauf in Abhängigkeit von r> der jeweiligen Lage unterschiedlicher Achskurzschlußwerte für einen mit einer bestimmten Frequenz betriebenen Gleisstromkreis dar.

In den Figuren sind nur die zur Erläuterung der Erfindung unbedingt erforderlichen Schaltungsteilc dargestellt.

Im oberen Teil der F i g. 1 ist ein Ersatzschaltbild des erfindungsgemäßen isolierstoßfrcien Gleisstromkreises wiedergegeben.

Der Gleisstromkreis setzt sich aus den beiden 4^r> Gleisabschnitten 1 und /1 zusammen. Diesen Abschnitten 1 und /1 sind die entsprechenden Scheinwiderstände RS und RSi zugeordnet, die die Längsinduktivität und die Längs- und Querwiderstände des betreffenden Gleisteilcs beinhalten. Der Gleisabschnitt 1 wird ^r> <> einerseits durch die Schienenanschlüsse, des eine bestimmte Frequenz erzeugenden Senders S und andererseits durch die Anschlüsse der frequenzselektiven Kurzschlußeinrichtung SK festgelegt. Der Sender 5 legt über seinen Innenwiderstand Ri eine Spannung U ^r>^r> an den Gleisstromkreis an, die in der frequenzselektiven Empfangseinrichtung SK bei nicht beeinflußtem Gleisstromkreis — kein Fahrzeug im Wirkungsbereich des Gleisstromkreises — in Abhängigkeit des Schienenwiderstandes /?5und den Schein- und Verlustwiderstän- bo den der Kurzschlußeinrichtung SK einen Strom JsO, bei besetztem Gleisstromkreis einen Strom Js, erzeugt. Die Frequenz des Senders S wird abhängig von der Länge des zu überwachenden Gleisabschnittes 1 gewählt. Die frequen/selekiive Kurzschlußeinrichtung SK ist bei ν\ nicht beeinflußtem Gleisstromkreis zu dieser Frequenz um einen bestimmten Betrag kapazitiv verstimmt, so daß bei Annäherung eines Fahrzeuges auf der Empfängerseite außerhalb des durch die Anschlüsse des Senders S und Empfängers S/C begrenzten Gleisabschnitt 1 durch die über den Achskurzschluß RA des Fahrzeuges der Empfängereinrichtung SK parallelgeschaltete im Scheinwiderstand RSi enthaltene Schieneninduktivität die kapazitiv verstimmte Kurzschlußeinrichtung "auf Resonanz abgeglichen wird. Die erforderliche Größe der Schieneninduktivität ist abhängig von dem Betrag der kapazitiven Verstimmung der Kurzschlußeinrichtung SK, so daß die Länge des die ■Schieneninduktivität RS I beinhaltenden Gleisabschnittes /1 in bestimmten Grenzen wählbar ist.

Durch den erfindungsgemäßen Gleisstromkreis wird erreicht, daß der in^; der Empfangseinrichtung SK fließende Strom Js mit der Besetzung des außerhalb der Empfangseinrichtung liegenden Gleisabschnittes /1 durch ein Fahrzeug größer wird als der in der Einrichtung SK fließende Strom JsO bei nicht beeinflußtem Gleisstromkreis.

■·. Der untere Teil derVFig. 1 zeigt den Verlauf des Stromes /5 in der frequenzselektiven Kurzschlußeinrichtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage χ des Achskurzschlusses RA .in der normierten Darstellung Js/JsO' unter der Annahme, daß der Sender 5 ⁱuhabhähgig vom Widerstand des Empfängers SK als Belastung den Wellenwiderstand des Gleises sieht. -.Dabei soll der Wellenwiderstand des Gleises wesentlich größer sein als der Widerstand des Empfängers. Aus der Figur ist zu entnehmen, daß nach der Frei- bzw. vor der Besetztmeldung des Gleisstromkreises — je nach Fahrtrichtung des Zuges — außerhalb des Kreises auf der Empfängerseite der Ruhewert Js/JsO= 1 überschritten wird und erst in einiger Entfernung der letzten Achse außerhalb des Kreises auf der Empfängerseite wieder dem Ruhewert zustrebt. Durch diesen Verlauf des Stromes Js in Abhängigkeit vom Ort χ der Achse kann nun ein weiterer außerhalb des Gleisabschnittes 1 auf der Empfängerseite anschließender Gleisabschnitt /1 beispielsweise auf den Frei- bzw. Besetztzustand überwacht werden. Außerdem kann ein Richtungskriterium für das Befahren des Gleisstromkreises durch einen Zug abgeleitet werden, da der in der Empfangsrichtung SK fließende Strom Js größer als der im Ruhezustand fließende Strom JsO wird, wenn sich ein Fahrzeug außerhalb des Gleisabschnittes 1 von der Empfängerseite her nähert bzw. da der Strom /5 kleinerals der Strom JsO wird, wenn ein Fahrzeug von der Senderseite her in den zu überwachenden Gleisabschnitt 1 einfährt.

In der Fig.2 ist beispielsweise der errechntete Stromverlauf Js als Funktion des Ortes χ der Fahrzeugachse eines Fahrzeuges für einen erfindungsgemäßen Gleisstromkreis mit einer Gleisabschnittslänge / von ca. 30 m dargestellt. Hierbei ist das Verhältnis des Stromes Js zu dem Ruhestrom /5 0 abhängig von der Lage χ in m des Achskurzschlusses RA im Einwirkungsbereich des Gleisstromkreises in einer Kurve dargestellt. Der Verhältnis wert 1,0 wird wiederum bei nicht beeinflußtem Gleisstromkreis erreicht. Im vorliegenden Beispiel wurde eine Sendefrequenz von 98 kHz und eine kapazitive Verstimmung der frequenzselektiven Kurzschlußeinrichtung von 2 kHz gewählt, so daß die Resonanzfrequenz des hier als frequenzselektive Kurzschlußeinrichtung wirksamen Reihenschwingkreises bei 100 kHz liegt. Weiterhin zeigen die Kurven, daß unterschiedliche Achskurzschlußwerte z.B. /M = O₁I Ω bzw. RA = 0,5 die Ansprechsicherheit der dem Gleisstromkreis zugeordneten Überwachungsorgane nicht

beeinflussen, wenn beispielsweise die Ansprechschwel- eines Richtungskriteriums bei einem Verhältnis Js/ len der Organe für die Besetztmeldung der beiden zu Js 0 = 0,5 bzw. 1,5 liegen, überwachenden Gleisabschnitte bzw. für die Ermittlung

Isolierstoßfreie Gleisstromkreise für Eisenbahnsicherungsanlagen
(Zusatz zu Patent 14 55 427)

Verzeichnis der verwendeten Bezeichnungen

Bezugszeichen	Ursprungssprache
ι 1 *η Ί*	Gleisabschnitte
S	Sender
SK	Kurzschlußeinrichtung
Ri	Innenwiderstand
U	Spannung
RS	Schienenwiderstand
Js \ JsO I	Strom
RA	Achskurzschluß
RSi	Scheinwiderstand
χ	Lage
1,0	Verhältniswert
	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Isolierstoßfreie Gleisstromkreise für Eisenbahnsicherungsanlagen, bei denen die räumliche Länge der zu überwachenden Gleisabschnitte durch die Einspeisungspunkte eines eine bestimmte Frequenz erzeugenden Senders und die Anschlußpunkte eines auf die zugehörige Frequenz abgestimmten Empfängers an den Schienen des betreffenden Gleises festgelegt ist und als Empfänger in an sich bekannter Weise eine frequenzselektive Kurzschlußeinrichtung vorgesehen ist, in der die Größe des durch die Spannung des Senders im Gleisstromkreis erzeugten selektiven Kurzschlußstromes zum Anzeigen des Frei- und Besetztzustandes des zu überwachenden Gleisabschnittes verwendet wird, wobei der Innenwiderstand des diesen Gleisabschnitt begrenzenden Senders gegenüber dem Scheinwiderstand des betreffenden Gleisabschnittes so klein ist, daß die vom Sender erzeugte, an den Einspeisepunkten der Schienen anliegende Spannung unabhängig von dem Frei- und Besetztzustand nahezu konstant ist, nach Patent 1455427, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzselektive Kurzschlußeinrichtung (SK, Fig. 1) bei nicht beeinflußtem Gleisstromkreis derartig um einen bestimmten Betrag kapazitiv verstimmt ist, daß bei Annäherung eines Fahrzeuges außerhalb des durch die Anschlüsse des betreffenden Senders (S) und Empfängers (SK) begrenzten Gleisabschnittes in Richtung auf den Empfänger (SK) hin dieser durch die über den Kurzschluß (RA) der Fahrzeugachse (n) parallelgeschaltete, dem Gleisabschnitt zwischen dem Empfänger (SK) und dem Achskurzschluß (RA) zugeordnete Schieneninduktivität (RS 1) auf Resonanz abgeglichen wird.

2. Isolierstoßfreie Gleisstromkreise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Stromes (Js, F i g. 1) der durch den Achskurzschluß (RA) eines in dem außerhalb des durch die Anschlüsse des betreffenden Senders (S) und Empfängers (SK) begrenzten Gleisabschnitt, auf der Empfängerseite anschließenden Gleisabschnitts befindlichen Fahrzeuges beeinflußten frequenzselektiven Kurzschlußeinrichtung (SK) für die Anzeige des Besetztzustandes dieses anschließenden Gleisabschnitts (z. B. von der Länge /1) verwendet wird.

3. Isolierstoßfreie Gleisstromkreise nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium der Fahrrichtung für die Gleisstromkreise beeinflussende Fahrzeuge die von der Lage (x, F i g. 1 und 2) der Achskurzschlüsse (RA) dieser Fahrzeuge, bezogen auf die Anschlüsse des Empfängers (SK) am Gleis abhängigen Änderungen des in der frequenzselektiven Kurzschlußeinrichtung fSKJ fließenden Stromes (Js) ausgewertet werden.