DE1755871A1 - Verfahren zur eisenbahnsignaltechnisch sicheren Feststellung der Abweichung eines bestimmten Spannungswertes einer Wechselspannung - Google Patents

Description

• Verfahren zur eisenbahnsignaltechnisch sicheren Feststellung der Abweichung einex bestimmten Spannungswertes einer Wechselspannung Die Erfindung betrifft ein Verfahron zur eisenbahnsignaltechnisch sicheren Feststellung der Abweichung eines bestimmten Spaanungswertes einer Wechselspannung von eimem vorgegebenen Sollwert.
• Es ist bekannt, zur Automatisierung von Bahnen, insbesondere Unterpflaster-Stra#enbahnen, zwischen die Schienen eines Gleises Schleifen zu verlegen, in die e Wechselströme eingespeist worden. Die Lange der Schleifen richtet sich nach dem gewünschten Auflösungsvermögen fUr die Strecke; für Stra#enbahnen entspricht dies ene Stra#enbahnzug, also etwa 30-50 Meter. Innerhalb jeter Schleife werden Empfangsspulen angeordnet. Befindet sich tuber einer Schleife kein Fahrzeug, so wird in die Empfangsspu-Ion innerhalb der Schleifo durch dos Wechselfeid der Schleife eine Vechclapannung. induziert. Die Empfangsspulen wind über Leitungen mit oinem Strockengerät verbunden und melden vomit bei Bapfang der Wechselspannung: "Schleife nicht besetzt". Fährt jedoch ein Fahrzoug über eine solche Empfangsspule, so cordon in fahrzeugboden Wirbelströme induziert, und es ontstohou durch die ahrzeugachoen Gleis-Kurzschlu#schleifen. Dadurch bricht die an der Empfangsspule empfangene Spannung zusammen; dieser Spannungseinbruch bedeutet dann: "Schleife besetzt". Vom Strckkengerat können in Abhängigkeit der Meldungen über die Streckenbesetzung Strockensignale gesteuert werden.
• Für das eisenbahnsignaltechnisch @ichers Arbeiten diesos Signalsystems iot eine Reihe von Bedingungen Einzuhalten. Eino dieser Bedingungen besteht darin, da# der in eine Schleife eingespeiste Wechaelatrom konatant gehalten wird oder zumindest einen beatimmten Betrag nicht überschreitet. Die Ma#nahmen zur Einhaltu dieser Bedingung lot bereits in veiner anderon Patentanmeldung vorgeschlagen worden. Fiir dieaen konatanten oder hochaten Wert des eingespeiston Wechselstroms möge unter normalen Bedingungen bei Nicht-Beaotzung der Schleife eine Spannung Uf im Streckengerat empfangen werden, bei Bestsung inkt dièse Spunnung eventuell bis zum Wert Null, ab. Bei den folgenden Betrachtungen soi von einer direkten Verstärkung der in die Bmpfangaspule induzierten Spannung abgeeehen : Da allein die Amplitude der empfangenen Wechaelapannung entscheidend ist für die Feststellung, ob eine Schleife beuotzt iat oder nicht, muß aichergosalit soin, dan bei Unterschreiten des Spannungawortea WL eine Beaetztmeldung orfolgt. Diese Meldung mu# eisenbahnsignaltechnisch sicher afin, d. h. in jadem Falle einer möglichen Störung.
• Pei so durch Ausfall eines Bauelements, durch den Bruch einer Leitung, durch Kurzschluß, darf nie aus einer "Besotztmoldung" eine "Freimeldung" werden und bei einer "Freimeldung" mu# die Störung zu einer"Beaetztmeldung"führen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe susrunde, ein Verfahren zur Feststellung der Abweichung eines beatimmten Spannungwwertea der Wechselapannung von einem vorgegebenen Scllwert anzugeben, bei dam diese Feststellung eisenbahnsignaltechnisch sicher erfolgt. Die Aufgabe wird durch da Verfahren zur eisenbahnsignaltechnisch sicheren teatatellung der Abweichung eines beatinmten Spannungawertea einer Wechselspannung von einem vorgegebenen Sollvert nach der Erfindung dadurch geldt, daß de Eingang veiner Triggerachaltung mit gober Hysterese eine Wechselspannung mit aux ihr gewonnener, ihr überlagertor Gleichspannung zugeffthrt wird, derart, da# die Gleichspannung im Arbeitsbereich einen grdßeren Betrag hot &1J die Wechsolspannung, robe4 das Potential der Wechaelapannung durch die Qleichapannung in der Seize verachoben wird, da# eine Auagangswechaelapannung nur dann abgegeben wird, wenn die Summe aus der Gleich « und der Wechaolapannung am BMngang der Triggerachaltung aowohl die obere Hystereseschwelle nach abon als auch die untere Hyatereeeachwellc nach unit-n überechreitet.
• Die Erfindung wird im m folgonden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Wachsolopannung Ut, dix in die Schienenschleife eingespeist wird, wird gleichzeitig einer Üborwochungaachaltung zugeführt, die in Fig. 1 dargestollt ist. U1 lient an einem Eingangsübertrager 1. An dienen iat ein Netzwerk geschaltet, bertehend *us Dioden 2 und 3 sowie Kondensatoren 4 und 5. Zur Einstellung des Arbeitspunktes A des nachfolgenden Schmitt-Trigger 6 dient eine Impedenzwandleratufe, bestohond ana don Widerständen 7, 8, 9, 10 und dem Transistor 11. Am Ausgang des Schmitt-Triggers 6 befindet lch In Ausgangsverstärker, der AU einer Diode 13 und lao weiteren Transistor 13 sotie einen Ausgangsübertrager 14 besteht. ta wird mit Sicherheit nur dann eine Ausgangsspannung Ua abgegraben, wcnn die Eingangsspannung U1 von einem bestimmten voreingestellten Sollwert nicht abweicht. Beim Ausfall irgendeines Beueloeentee wird in keinem Fall eine Ausgangsspannung abgegeben.
• < In Fig. 2 let das Netzwerk am Eingang des Schmitt-Triggers in Einzelhoiten dargoatellt. Die e Eingangswechselspannung gelangt über don Übertrager i in eine Spannungsverdopplerschaltung, die@ aus den Diolen und 3 und don Kondensatoren 4 und 5 besteht.
• An den Klemmen 15 und 16 lä#t sich eine Gleichspannung abnehmen, die doppolt so grogs wio der Spitzenwert der Eingangswechselspannung ist. Dieae Gleichapannung wird überlagert von der Wechselspannung auc der aie gewonnen ist. An don Elammen 16, 17 wird die mit der Wechselspaming überlagerte Gleichspannung abgenommen, wobei die Gleichspannung also doppelt so groß ißt wie die Wechselspannung. Aus Sicherheitsgründen wird dus Spannungsgemiach über don Impodanzwandlor auf den für die Triggerschaltung notwendigen Pegel gebracht.
• Die Wirkungsweise wird anhand des Spannungsdiagramms in Fig. 3 erklärt. Die Abszisse stellt darin die Eingangsspancung U dar und die Ordinate die Spannung am Eingang des Schmitt-Triggers.
• Der Trigger arbeitet nur dann, wenn sowohl die untere als auch die obère Hystoreseschwelle des Triggers von dem Spannungagemisch überschritten ist. Erhöht sich die EingangsspannungU1 langsam, so wird ausgehend von Arbeitspunkt A das Spannungsgemisch aufgebaut, wobei die gebildete Gleichspannung den Nullpunkt der überlagerten Wechselspannung verschiebt. Im Bere4ch I wird keine der beiden Schwellen des Triggers berührt. Bei der weiteren Erhöhung der Spannung U1 wird im Bereich II zwar die obere 8chu, nicht ber die untero durchschritten. Der Triggor arbeitet ebenfalls nicht. trst in dem schmalon Bereich III haben die Wechaelspannung und die dberlagorto Gleichspannung eine solche Grö#e, daß sowohl die obere ale auab die uatore Schwello durchstoßen cordon und der Trigger arboitet. Im Boreich IV wird die obere Schwelle nicht Mehr berührt. weil die Gloichspannung atlrker ansteigt als die Wechselspannung. Dadurch hart der Trigger auf zu arbeiten. Der Bereich III laßt sich in seiner Brette durch die groin Wahl des Verhältnisses zwischen Gleich- und Wechselspannung verändern.
• Aue Gründen der eisenbahnsignaltechnisch sicheren Funktionsweise der Schaltung wird die Impedanzwandlerstufe zwischen dem Eingangsnetzwerk und dem Trigger folgendermalen dimensioniert: Die Widerstände 7 und 8 sind gleich gro#, während die Widerstände 9 und 10 ein Verhältnis von 4:1 haben.
• Es ist vollkommen gleichgültig, welches der Bauelemente eventuell ausfällt. In jeden Fall wird entweden das Spannungsgemisch an THgang des Triggers so weit in den durch die Hystereseschwellen angegebenen Grenzen verschoben, da# der Trigger nicht arbeitet odsr daB der Trigger selbst seinen Arbeitspunkt so stark verschiebt, da# er die vorgegebenen Bedingungen nicht nahr erfüllt und somit keine Ansgangswechselspannung mehr abgibt.
• Die Schaltung reagiert gleichzeitig mit der gleichen Sicherheit und im gleichen Toleransbereich auf die Einhaltung der Stromversorgungsspannung.

Claims (3)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Verfahren zur eisenbahnsignaltechniach sicheren Feststellung der Abweichung eines bestimmten Spannungswertes einer Wechselspannung von einem vorgegebenen Sollwort, dadurch gekennzeichnet, da8 dem Eingang einer Triggerschaltung mit gro#er Hysterese eine Wechselspannung mit aus ihr gewonnener, ihr überlagerter 6leiohapannung zugeführt wird, derart, da# die Gleichspannung im Arbeitsbereich einen grö#eren Betrag hat als die Wechselspannung, wobei das Potential der Wechselapannung durch die Qleichepennung in der weiee verechoben wird, d-ß eine Ausgangswechselspannung nur dann abgegeben wird, wenn die Summe aus der Gleich- und der Wechselspannung am Ein-< gang der Triggerachaltung Jcwobl die obere Hyatereeeechwelle nach oben ale auch die untere Hystereseschwelle nach unten überschreitet.
2. 2. Schaltungsanordnung sur Durohführung duc Verfahrene nach Anepruch 1 dadurch gekennzeichnet, da# vor dem Eingang zur Triggerschaltung ein Eingangsübertrager, an dem die Wechselxpannung liegt, geschaltet iat, an den sich ein Netzwerk nua Dioden und Kondensatoren anschlie#t, das mit dem Schmitt-Trigger über eine Impedanzwandlerstufe aus Widerständen und Transistoren verbunden ist, und da# am Ausgang des Schmitt-Triggers ein Ausgangsverstärker, bestehend aus einer Diode und eine Tranaietor, mit einem Ausgangsübertrager, von dem die Ausgangsspannung abgenommen wird, verbunden ist.
3. 3. Schaltanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da# das sich an den Eingangsübertrager anschlie#ende Netzwerk aus einer Reihenschaltung aus zwei gleichsinnig gerichteten Dioden mit parallel geschaltetem ersten Kondensator und einea an don Verbindungspunkt beider Dioden geschalteten zweiten Kondeneator zusammensetzt, wobei der zweite Condensator mit seinem sweiten Anschlu# zusammen mit einer Ausgangeleitung der Sekundärwicklung dut Eingangsübertragers an die Versorgungsspannung führt, und der erste Kondensator einerseits an die ai Gangaleitung der Sekundärwicklung, andererseits auf die Impedanzwandlerstufe geführt int.

   . Schaltanordnung zurDurchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impedanzwaadler eingangs-8titi aus eiasm ratez Spannungsteiler mit dem Widerstandsverhältnis 1 : 1 besteht, wobei der Spannungsteiler einerseits an den Ausgang des Netzwerks, andererseits an die Versorgungsspannung angeschlossen ist und der Abgriff auf die Basis eines Transistors führt, der Transistor ait seinem Kollektor an die Versorgungsspannung und der Emitter über einen zweiten Spannungsteiler mit dem Widerstandsverhältnis 4:1 an Nullpotential angeschlossen t, wobei der Abgritt dss zweiten Spannungsteilers an den Eingang des Schmitt-Triggers führt.