DE1780040A1

DE1780040A1 - Signalsystem zur Bestimmung der Anwesenheit eines Fahrzeuges bzw.eines Zuges auf einem elektrisch leitenden Gleis mit zwei Schienen

Info

Publication number: DE1780040A1
Application number: DE19681780040
Authority: DE
Inventors: Thorne-Booth George M
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1967-08-23
Filing date: 1968-07-26
Publication date: 1972-01-13
Also published as: US3526378A; SE344714B; BE719024A; FR1577700A; JPS4819646B1; GB1199353A; CH507830A; DE1780040C2

Description

Düsseldorf, 25,JuIi 1968

faus Neubecker

Patentanwalt

4 Düsseldorf-Eller

Am Straussenkreuz 53,Tel.722ö56

WE 39,002 6837

Westinghouse Electric Corporation Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Signalsystem zur Bestimmung der Anwesenheit eines Fahrzeuges bzw. eines Zuges auf einem elektrisch leitenden Gleis mit zwei Schienen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Signalsystem zur Bestimmung der Anwesenheit eines Fahrzeuges bzw. eines Zuges auf einem elektrisch leitenden Gleis mit zwei Schienen, die durch das Fahrzeug bzw. den Zug kurzgeschlossen werden, wobei das Signalsystem eine mit dem Gleis gekoppelte, signalerzeugende, zur Speisung des Gleises mit einem Gleissignal geeignete Senderanordnung sowie eine dem Gleis zugeordnete, zum Empfang der Gleissignale geeignete Empfangsanordnung aufweist. Dabei macht die vorliegende Erfindung von Gedanken und Überlegungen Gebrauch, wie sie in einer älteren, auf dieselbe Anmelderin wie die vorliegende Anmeldung zurückgehenden Anmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen P 17 55 204.4 , eingereicht am 11. April 1968 , enthalten sind.

109883/0612

Zum störungsfreien Betrieb ist es allgemein erforderlich, daß eine einzelne bzw. mehrere zusammentreffende Störungen einer Signalanordnung ein dem Belegtzustand des Gleises entsprechendes Signal hervorrufen, damit für aufeinanderfolgende Züge stets ausreichend sichere Abstände voneinander eingehalten werden. Ferner ist es notwendig, daß Standort und Fortbewegung des Zuges bzw. eines Schienenfahrzeuges an bestimmten Stellen des Gleises sehr genau überwacht werden, z. B. dort, wo der Zug in den Gleisabschnitt einläuft oder diesen verläßt, wo sich ein Zug nähert oder auch innerhalb eines Bahnhofs bzw. im Bereich einer Haltestelle.

Beim Betrieb von Signalsystemen zur Zugsteuerung ist es seit einiger Zeit üblich, das Gleis in mehrere Signalblöcke zu unterteilen, die elektrisch voneinander isoliert sind. Bei neueren Gleisanlagen ist man jedoch bereits dazu übergegangen, geschweißte Gleise mit längeren Schienenabschnitten einzusetzen, die sich nicht für die Verwendung isolierender Verbindungen eignen, was die Bestimmung der Anwesenheit eines Zuges bei solchen Gleisanlagen erschwert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher in erster Linie die Schaffung eines Signalsystems zur Bestimmung der Anwesenheit eines Zuges auf einem Gleis, bei dem auf die elektrische Isolierung der Gleisabschnitte verzichtet werden kann, das dennoch aber genau und störungsfrei arbeitet.

109883/06 12

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Signalsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß kurzschließende Querverbindungen geringer Impedanz zwischen die Schienen des Gleises geschaltet sind, die den Bereich der Sendeanordnung auf ein Gebiet begrenzen, das durch zwei benachbarte, auf gegenüberliegenden Seiten der Sendeanordnung befindliche Querverbindungen bestimmt ist, und daß die Empfangsanordnung so ausgelegt ist, daß sie ein Ausgangssignal mit einem ersten vorgegebenen Wert abgibt, bevor das Fahrzeug die Empfangs anordnung erreicht, und die ein Ausgangssignal mit einem zweiten vorgegebenen Wert abgibt, wenn das Fahrzeug die Empfangsanordnung passiert hat.

Ein zwischen einem Signalsender und einem diesem Sender zugeordneten Signalempfänger befindlicher Zug stellt zwischen den Schienen eine Kurzschlußverbindung her und führt damit zu einem Abfall des Ausgangssignals des Signalempfängers, so daß störungssicher angezeigt wird, daß der betreffende Signalblock zwischen dem Sender und dem zugeordneten Empfänger von dem Zug belegt ist. Jeder Signalsender wird dabei ständig in Betrieb gehalten und moduliert, unabhängig davon, ob sich ein Zug in dem zugehörigen Signalblock befindet oder nicht.

Zur Feststellung der Anwesenheit eines Fahrzeuges innerhalb eines Signalblockes können der maßgebliche Signalsender und damit zusammenwirkende Empfänger längs des Gleises angeordnet sein.

109883/061 2

Ein Luftkerntransformator kann dazu dienen, die Signal-Sendeenergie für das Gleis in die kurzschließende, zwischen den Schienen an dem Ende jedes Signalblocks befindliche Querverbindung einzukuppeln. Der Sender arbeitet dabei nach dem " Frequenzumtastverfahren und liefert fortlaufend mit der einen oder der anderen der beiden Frequenzen Energie. Insgesamt werden sechs Frequenzen für den Betrieb des Signalsystems verwendet , wobei zwei solcher Frequenzen durch einen Sender mittels Modulation seiner Frequenz erhalten werden können.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung werden nachstehend an&hand von Auführungsbeispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform des Signalsystems nach der Erfindung;

Fig. 2 schematisch im Verhältnis zueinander sowie zu dem Gleis die Zuordnung der aufeinanderfolgenden Sender und der damit zusammenwirkenden Empfänger;

Fig. 3 den von einem Signalsender induzierten Strom, der von einem an dem entfernten Ende des Signalblocks sowie von einem innerhalb des Signalblocks angeordneten Empfänger erfaßt wird;

Fig. 4 eine typische Aufeinanderfolge mehrerer Signalblocks;

109883/0612

Fig. 5 eine geeignete Ausführungsform für die Kopplung eines Signalsenders mit einer Querverbindung;

Fig. 6 eine geeignete Ausführungsform für die Erfassung des in einer Schiene fließenden Signalstroms;

Fig. 7 eine günstige Ausführungsform einer erfindungsgemäß verwendeten Empfangsanordnung;

Fig. 8 das praktische Verhalten verschiedener Signalsysteme, wobei Fig. 8a und 8b sich auf Systeme mit Konstantspannungsquellen und Fig. 8c und 8d sich auf Systeme mit Konstantstromquellen beziehen;

Fig. 9 eine zum Empfang der Signale dienende Antennenordnung, bei der wenigstens eine Zwischen-Empfangsantenne vorgesehen ist; und

Fig« 10 allgemein eine günstige Ausführungsform eines Signalsystems in Verbindung mit einem zwischen zwei Gleise geschalteten Weichenabschnitt.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Signalsystems nach der Erfindung mit zwei Schienen 10 und 12, die im wesentlichen durchlaufend ausgebildet und aus mehreren, ohne isolierende Verbindungen zusammengeschweißten Abschnitten bestehen können. Längs des von den beiden Schienen 10, 12 gebildeten Gleises kann sich ein Schienenfahrzeug 14 bewegen. An eine Antenne 18 ist ein bei einer Frequenz Fl arbeitender Signalsender 16 so angeschlossen, daß in den Schienen 10 und 12

109883/0612

1780G4Q

ein Signal der Frequenz Fl induziert wird. Befindet sich das Schienenfahrzeug 14 in der mit strichpunktierten Linien angedeuteten Stellung links einer Antenne 20, die mit einem zum Auffangen des Signals mit der Frequenz Fl geeigneten Empfänger 22 zusammenwirkt, so wird das Signal mit der Frequenz Fl von dem Signalempfänger 22 mit großer Amplitude empfangen und damit angezeigt, daß das Fahrzeug 14 sich nicht zwischen der Antenne 18 und der Empfangsantenne 20 befindet. Die Empfangsantenne 20 ist mit einer kurzschließenden, als Stange oder Leiter ausgebildeten Querverbindung 24 gekoppelt, die mit den Schienen 10 und 12 in Höhe der Empfangsantenne 20 elektrisch verbunden ist. In ähnlicher Weise ist in Höhe der Antenne 18 eine kurzschließende, ebenfalls etwa als Stange oder Leiter ausgebildete Querverbindung 26 elektrisch mit den Schienen 10 und 12 verbunden. Die Antenne 18 ist dabei jedoch so angeordnet, daß die Kopplung des von dem Signalsender 16 abgegebenen Signals der Frequenz Fl mit den Schienen 10 und 12 nicht beeinträchtigt wird. Die Empfangsantenne 20 ist so ausgelegt, daß sie das Gleissignal der Frequenz Fl erfaßt, das die Querverbindung 24 zwischen den Schienen 10 und 12 durchläuft.

Wenn jedoch das sich von links nach rechte bewegende Fahrzeug 14, insbesondere dessen Vorderräder 27_?die Stelle der kurzschließenden Querverbindung 24 passieren, so stellen die Vorderräder 27 einen Kurzschluß zwischen den Schienen 10 und 12 her, so daß ein wesentlich kleinerer Anteil des Gleissignales

109883/061 2

17800A0

der Frequenz Fl durch die Querverbindung 24 fließt und somit die Empfangsantenne 20 dann einen wesentlich geringeren Wert des Gleissignales der Frequenz Fl erfaßt. Der Signalempfänger 22 erhält damit die Anzeige, daß sich das Fahrzeug 14 nun in dem Bereich zwischen der sendenden Antenne 18 und der Empfangsantenne 20 befindet.

In Höhe der kurzschließenden Querverbindung 24 befindet sich außerdem eine Antenne 28, die ein Signal mit einer Frequenz F3 aussendet und dazu dient, die Lage des Fahrzeuges 14, wie diese mit Fig. 1 angedeutet ist, in Verbindung mit einem auf der Frequenz F3 arbeitenden Signalempfänger zu bestimmen, der nicht dargestellt ist, aber sonst am linken Ende des in Fig. wiedergegebenen Teils des Signalsystems zu finden wäre. Dieser mit der Frequenz F3 arbeitende Signalempfänger hätte auf die Änderung des empfangenen Gleissignals der Frequenz F3 angesprochen , sobald das Fahrzeug eine entsprechende Kurzschlußverbindung passiert hat, die einer Empfangsantenne für den auf die Frequenz F3 eingestellten Empfänger zugeordnet ist.

Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung der verschiedenen aufeinanderfolgenden Signalsender sowie der damit zusammenwirkenden Signalempfänger in ihrer Zuordnung zu der Gleisstrecke. Durch den Kurzschluß der Schienen 10 und 12 mittels der Querverbindung 26 werden Unterschiede zwischen den verhältnismäßig großen Antriebsströmen für den Motor des Zuges, die durch die

109883/0612

Schienen 10 und 12 fließen, ausgeglichen; außerdem wird dadurch die Gleisstrecke in Signalabschnitte oder -blöcke unterteilt. Die nächste Querverbindung 24 verbindet ebenfalls die Schienen 10 und 12 elektrisch miteinander und wirkt dabei mit der Empfangsantenne 20 für das Gleissignal zusammen. Wie in Fig. 1 ist die das Gleissignal aussendende Antenne 18 durch ihre Anordnung an der Stelle der kurzschließenden Querverbindung 26 mit den Schienen 10 und 12 gekoppelt. In Höhe der Querverbindung 24 ist die ein Gleissignal mit der Frequenz F3 aussendende Antenne 28 mit den Schienen 10 und 12 gekoppelt, deren Signal von einer Empfangsantenne 30 aufgefangen wird, das mit einer kurzschließenden Querverbindung zusammenwirkt. In Höhe der kurzschließenden Querverbindung ist eine ein Gleissignal aussendende Antenne 34 mit den Schienen 10 und 12 gekoppelt, die in den Schienen 10 und 12 ein Gleissignal der Frequenz F2 erzeugt, das von einer Empfangsantenne 36 aufgefangen wird, die mit einer kurzschließenden Querverbindung 38 zusammenwirkt. In Höhe der Querverbindung ist eine ein Gleissignal aussendende Antenne 40 angeordnet, die in den Schienen|L0 und 12 dann wieder ein Gleissignal der Frequenz Fl erzeugt.

Das von der Sendeantenne 18 abgegebene Gleissignal der Bequenz Fl ist somit von dem Gleissignal der Frequenz Fl, das von der Sendeantenne 40 hervorgerufen wird, durch die dazwischen liegenden Kurzschlußverbindungen 24 und 32 isoliert.

109883/0612

In Fig. 3 sind die Verhältnisse veranschaulicht, die für den induzierten Strom maßgeblich sind, der von der Antenne hervorgerufen wird, die in Höhe der Kurzschlußverbindung 26 wirksam ist und in den Schienen 10 und 12 ein Gleissignal mit der Frequenz Fl erzeugt, das von der mit der Verbindung 24 zusammenwirkenden Antenne 20 aufgefangen wird. Dabei ist mit Fig. 3 ferner ein zusätzlicher Signalempfänger 48 wiedergegeben, der zwischen den Querverbindungen 24 und 26 angeordnet ist und mit Empfangsantennen 44 und 46 zusammenwirkt, die zur Erfassung des Gleissignals mit der Frequenz Fl mit den entsprechenden Schienen IO und 12 gekoppelt sind.

Bei Bewegung des Schienenfahrzeuges von links nach rechts passieren zunächst die Vorderräder des Fahrzeuges 14 die Querverbindung 24, so daß die Empfangsantenne 20 das von der Antenne 18 ausgesandte Gleissignal der Frequenz Fl dann nicht mehr weiterhin mit großer Amplitude empfängt und daher über den der Empfangsantenne 20 zugeordneten Signalempfänger eine Anzeige geliefert wird, daß das Fahrzeug sich zwischen der Querverbindung 24 und der Antenne 18 befindet. Die zusätzlich angeordneten Empfangsantennen 44 und 46 empfangen das von der Antenne 18 ausgesandte Gleissignal mit der Frequenz Fl jedoch weiterhin mit hoher Amplitude, bis die Vorderräder des Fahrzeuges 14 auch an den Antennen 44 und 46 vorbeigerollt sind. Wenn der Signalempfänger 48 das von der Antenne 18 ausgesandte Gleissignal der Frequenz Fl nicht mehr mit großer Amplitude

109883/0612

empfängt, so wird damit angezeigt, daß sich das Schienenfahrzeug dann in dem Bereich zwischen den Empfangsantennen 44 und 46 sowie der Sendeantenne 18 befindet.

Als Anhaltspunkt für die praktischen Größenverhältnisse sei der Vollständigkeit halber erwähnt, daß der Abstand zwischen der Querverbindung 24 und der Querverbindung 26 bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in der Größenordnung von 600 m (2OOO Fuß) liegen kann.

Fig. 4 zeigt eine Reihe aufeinanderfolgender Signalblockanprdnungen, um die Trennung der jeweiligen Gleissignale voneinander zu veranschaulichen. Die Schienen 10 und 12 sind in Höhe der Antenne 18, die in den Schienen 10 und 12 ein Gleissignal der Frequenz F3 induziert, wiederum durch eine Querverbindung 26 kurzgeschlossen. Die Empfangsantenne 20 wirkt mit der kurzschließenden Querverbindung 24 zusammen, die von der Querverbindung 26 einen Abstand in der Größenordnung von etwa 600 m (2OOO Fuß) haben kann. Die Empfangsantenne 20 liefert an einen zugeordneten Empfänger das Gleissignal der Frequenz F3. Die ein Signal aussendende Antenne ist in Höhe der kurzschließenden Querverbindung 24 angeordnet, um die Schienen 10 und 12 mit einem Gleissignal der Frequenz Fl zu versorgen, das von der mit der Kurzschlußverbindung zusammenwirkenden Empfangsantenne 30 aufgefangen wird. In Höhe der kurzschließenden Querverbindung 32 ist die Sendeantenne 34 angeordnet, die in den Schienen 10 und 12 ein Gleissignal der Frequenz F2 induziert, das von der mit der Quer-

109883/0612

verbindung 38 zusammenwirkenden Empfangsantenne 36 aufgefangen wird. In Höhe der Querverbindung 38 befindet sich die Sendeantenne 40, die in den Schienen 10 und 12 ein Gleissignal der Frequenz F3 induziert, das von einer Empfangsantenne 50 erfaßt wird, die mit einer kurzschließenden Querverbindung 52 zusammenwirkt. In Höhe der Querverbindung 52 ist eine Sendeantenne 54 angeordnet, die in den Schienen 10 und 12 ein Gleissignal der Frequenz Fl induziert, das von einer Empfangsantenne 56 aufgenommen wird, die mit einer kurzschließenden Querverbindung 58 zusammenwirkt. In Höhe der Querverbindung 58 ist eine Sendeantenne 60 vorgesehen, die in den Schienen IO und 12 ein Gleissignal der Frequenz F2 induziert, das von einer Empfangsantenne 62 erfaßt wird, die mit einer kurzschließenden Querverbindung 64 zusammenwirkt. Man erkennt, daß somit aufeinanderfolgend Gleissignale mit drei Frequenzen in den Schienen 10 und 12 induziert und dabei eine Mehrzahl im wesentlichen voneinander isolierter Signalblöcke gebildet werden, so daß die Bewegung und die jeweilige Lage eines in der einen oder der anderen Richtung längs des Gleises fortbewegten Fahrzeugs ermittelt werden können.

Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte praktische Ausführungsform der Kopplung einer zum Empfang eines Signals dienenden Antenne 70 mit einer kurzschließenden Querverbindung 72, so daß in der Querverbindung 72 fließende Signalströme in der mit einem zugeordneten Signalempfänger zusammenwirkenden Antenne 70 ein Gleissignal induzieren.

109883/0612

Fig. 6 gibt eine vorteilhafte praktische Möglichkeit wieder, um den in einer Schiene fließenden Gleissignalstrom an einer Zwischenstelle zu erfassen, wie das mit den Antennen 44 und 46 der Fig. 3 geschieht.

Fig. 7 zeigt eine günstige praktische Ausführungsform eines Empfangskreises für ein Gleissignal, der mit einer geeigneten Gleissignalempfangsantenne, wie etwa der in Fig. 5 gezeigten Antenne 70, zusammenwirkt, um die Anwesenheit von niederfrequenten Gleissignalströmen festzustellen, die durch die kurzschließenden Querverbindungen zwischen den Schienen fließen. Die Schienen sind am einen Ende eines Signalblocks durch eine kurzschließende Querverbindung überbrückt, die von einem verhältnismäßig starken Verbindungsmaterial wie etwa einer massiven Kupferstange mit einem Querschnitt von ca.

2 2
6,5 cm (1 inch ) gebildet ist. Wenn sich zwischen dem Sender des Gleissignals und dem zugeordneten Empfänger ein Fahrzeug befindet, so fällt, wie bereits erwähnt, die Amplitude des empfangenen Signals auf einen niedrigen Wert. Das von der Antenne 70 der Fig. 7 empfangene Signal gelangt durch eine Filterstufe 80 mit zwei parallelgeschalteten Kristallfiltern 82 und 84, die dabei so gewählt sind, daß sie nur Signale des zugeordneten Gleissignalsenders durchlassen. Das Ausgangssignal der Filterstufe 80 mit den Kristallfiltern 82 und 84 beaufschlagt eine Schwellwertstufe 86, deren Ausgang an den Eingang einer Begrenzerstufe 88 angeschlossen ist, die bei

109883/0612

Empfang eines schwachen Signales das Ausgangssignal Null abgibt, deren Ausgangssignal jedoch steil auf einen Maximalwert ansteigt, wenn das empfangene Gleissignal eine etwas größere Amplitude aufweist. Der Wert, bei dem dieser Wechsel des Ausgangssignals erfolgt, kann von Hand in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Empfänger und seinem zugeordneten Sender einstellbar sein. Das von der Begrenzerstufe 88 gelieferte Ausgangssignal speist einen Diskriminator 90, dessen Ausgang dann entweder den Wert Eins oder den Wert Null hat. Der Ausgang des Diskriminators 90 kann mit einem Austast-Gatter wechselstromgekoppelt sein, wobei das ausgetastete Signal der dem Empfänger zugeordneten Multiplex-Bit-Periode entspricht. Das ausgetastete Signal hat entweder den Wert Eins oder Null und beaufschlagt eine ßückleitung für die Multiplex-Information, in der es an einer Station dekodiert wird. Die rekonstruierte Folge aus Eins- und Null-Signalen wird Bit für Bit mit der Folge verglichen, die an der Station für die Übertragung über die Multiplex-Leitung durch den diesem Empfänger zugeordneten Gleissignalsender kodiert wird. Der Vergleich erfolgt mit Hilfe wechselstromgekoppelter, störungsfreier UND-Gatter, wobei die Schaltung so ausgelegt ist, daß ein Fehler bezüglich eines einzigen Bits in irgendeiner Folge von sechs Bits das Ausgangssignal verschwinden läßt. Diese Zusammenhänge sind weiter ins Einzelne gehend in der eingangs erwähnten früheren Patentanmeldung beschrieben. Wenn das Ausgangssignal dabei für länger als eine Sekunde ausbleibt oder verschwindet,

109883/061 2

so fällt ein Hauptrelais ab, das damit zuverlässig anzeigt, daß sich in dem zugeordneten Signalblock des Gleises ein Fahrzeug befindet. Auf diese Weise läßt sich an beiden Enden des Signalblockes bei allen Wetterverhältnissen eine Überwachung der Gleisstrecke mit einer Genauigkeit erzielen, die besser als ⁺ 8 - 9 m (25 Fuß) ist.

Mit Fig. 8 ist die Dämpfung des durch die Schienen geleiteten Gleissignals in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Sender für das Gleissignal und dem zugeordneten Empfänger* wiedergegeben. Dabei zeigt Fig. 8A die Signaldämpfung, wenn von dem Empfänger die Spannung des Gleissignals erfaßt und zur Beaufschlagung der Schienen mit dem Signal ein Signalsender eingesetzt wird, der eine konstante Spannungsquelle darstellt. Dabei gibt die Kurve 100 die Verhältnisse bei trockenem Gleis, die Kurve 102 dagegen die Verhältnisse bei feuchtem bzw. nassem Gleis wieder.

Mit Fig. 8B ist die Signaldämpfung wiedergegeben, wenn der Empfänger den Gleissignalstrom erfaßt und ein eine konstante Spannungsquelle darstellender Sender eingesetzt wird, um die Schienen mit dem Gleissignal zu beaufschlagen. Die Kurve 1O4 gilt für das trockene Gleis, die Kurve 106 dagegen für das feuchte bzw. nasse Gleis.

1098 83/0612

Fig. 8C zeigt die Signaldämpfung in Abhängigkeit vom Abstand, wenn von dem Empfänger die Gleissignalspannung erfaßt wird und ein eine Konstantstromquelle darstellender Sender für die Beaufschlagung des Gleises mit dem Gleissignal dient. Die Kurve 108 zeigt dabei die Signaldämpfung bei trockenem Gleis, während die Kurve 110 die Signaldämpfung bei feuchtem oder nassem Gleis zeigt.

Fig. 8D veranschaulicht die Signaldämpfung, wenn von dem Empfänger der Gleissignalstrom erfaßt und ein eine Konstantstromquelle darstellender Sender zur&peisung der Gleise mit dem Gleissignal eingesetzt wird. Die Kurve 112 gilt dann für die Signaldämpfung bei trockenem Gleis, die Kurve 114 dagegen bei feuchtem bzw. nassem Gleis. In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung wird von den mit Fig. 8B wiedergegebenen Verhältnissen Gebrauch gemacht.

Mit Fig. 9 ist eine Empfangsantennenanordnung gezeigt, mit deren Hilfe die Lage des Fahrzeuges 14 im Verhältnis zu dem Bereich ermittelt werden kann, der sich zwischen der Sendeantenne 120, die mit einer kurzschließenden Querverbindung 122 zusammenwirkt, und der Empfangsantenne 124, die mit einer kurzschließenden Querverbindung 126 zusammenwirkt, erstreckt. Sobald das sich von rechts nach links bewegende Fahrzeug 14 die Querverbindung 126 bei seiner Bewegung zu der Sendeantenne 120 hin passiert hat, fällt das von der Antenne 124 empfangene Gleissignal auf einen stark abgeschwächten Wert ab

109883/0612

und zeigt damit einem der Antenne 124 zugeordneten Empfänger an, daß das Fahrzeug die Querverbindung 126 passiert hat.

Solange das Fahrzeug 14 sich innerhalb des in Fig. 9 mit A bezeichneten Bereiches befindet, liefert die Empfangsantenne 120 an ihren zugeordneten Empfänger weiterhin ein verhältnismäßig großes Ausgangssignal. Sobald das Fahrzeug 14 jedoch die Antenne 128 passiert hat, empfängt der ihr zugeordnete Empfänger nur noch ein wesentlich kleineres Ausgangssignal, das dann anzeigt, daß sich das Fahrzeug 14 an der Antenne vorbei.bewegt hat.

Während des Zeitintervalls, in dem sich das Fahrzeug innerhalb des in Fig. 9 mit B bezeichneten Bereiches befindet, liefert die Antenne 130 an den ihr zugeordneten Empfänger ein verhältnismäßig großes Ausgangssignal. Nachdem das Fahrzeug die Antenne 130 passiert hat, erhält der ihr zugeordnete Empfänger jedoch nur noch ein verhältnismäßig kleines Ausgangssignal. Wenn das Fahrzeug 14 sich innerhalb des in Fig. 9 mit C bezeichneten Bereiches befindet, liefert die Antenne 132 an don ihr zugeordneten Empfänger ein verhältnismäßig großes Ausgangssignal, das auf einen niedrigen Wert absinkt, sobald das Fahrzeug 14 die Antenne 132 passiert hat.

Auf diese Weise kann die Bewegung des Fahrzeuges 14 längs der aufeinanderfolgenden Bereiche A, B, C des von den Querverbin-

109883/0612 ^BAD

17 0004 D

düngen 122 und 126 bestimmten Signalblockes infolge der kurzschließenden Wirkung der Räder des Fahrzeuges erfaßt und mit Hilfe von Empfängern sowie diesen Empfängern zugeordneten und damit zusammenwirkenden Steuereinrichtungen überwacht werden.

Mit Fig. IO ist allgemein eine Signalsys tenuuiurdnung nach der Erfindung veranschaulicht, die einer Welchenanlago zugeordnet ist. Man erkennt aligemein eine geeignete SigaalsyBtomanordnung für die ti ins pe L sung der gewünschten ßltiissignale Ln die nebeneinander verlaufenden Gleise 200 und 202 sowie in den Weichenabschnitt 204. Dabei sind die an den jeweiligen Ernten des Kichenabschnittes 204 befindlichen Teile der Schienen wegen der bekannten Ausbildung von Weichen als elektrisch kurzschließende Querverbindungen wirksam. Eine an einen i>ignalsender, der ein Gleissignal mit der Frequenz Fl liefert, angeschlossene Sendeantenne 206 ist so angeordnet, daß sie sowohl mit der von der Schiene selbst gebildeten, kurzschließenden Querverbindung zwischen den Schienen des Gleises 2OO als auch mit der von der Schiene selbst gebildeten, kurzschließenden Querverbindung zwischen den Schienen des Gleises 2Ο2 zusammenwirkt. Die Sendeantenne 208 ist bezüglich des anderen Endes des Weichenabschnittes 204 in ähnlicher Weise wirksam.

109883/0612

1780GA0

Wenn die Vorderräder des Fahrzeuges den Bereich K in Fig. 9 erreichen, wird der der Antenne 120 zugeordnete Sender durch die Kurzschlußwirkung der Räder über seinen dynamischen Bereich hinaus be Lastet, intern er eine kleine Ausgangsimpedanz aufweist. Hier wird für eine Begrenzung gesorgt, um eine Zerstörung des Benders zu verhindern, und der Ausgang ist deshalb strorabegrenzt, wenn das Fahrzeug sich sehr nahe an dem Sender befindet. Demgemäß befindet sich der Strom auf der rechten Sau. te dor Sendeantenne 120 auf einem niedrigen Wert, UiHl die den Strom erfassenden Antennen 132, 130, 128 und 124 zeigen rt&nnoch die Anwesenheit eines Fahrzeuges oder Zuges in den Bereichen B, C oder D an. Dies stellt eine einschränkende und sichere Anzeige für die Zugsteuerung dar. Wenn der Zug sich mit Sicherheit auf der linken Seite der Antenne 120 befindet, steigt der von den Antennen 132, 130, 128 und 124 erfaßte Strom mit der Frequenz Fl in ausreichendem Maße an um anzuzeigen, daß sich in den Bereichen A, B, C und D kein Fahrzeug mehr befindet.

Wäre in Fig. 9 die Annäherung des Fahrzeuges von links nach rechts betrachtet worden, so würde der Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug den Bereich D verläßt, genau durch einen eindeutigen Anstieg des erfaßten, von den Antennen 132 und dem ihnen zugeordneten Signalempfänger empfangenen Gleissignals angezeigt. Eine etwas weniger genaue Anzeige des Zeitpunktes, zu dem das Fahrzeug den Bereich C verläßt, würde durch die Antennen 13O

109883/0612

sowie den diesen zugeordneten Empfänger angezeigt, usw. Da die Größen des Stromes mit der Frequenz Fl für die einzelnen die Gleissignalströme erfassenden Antennen 132, 130, 128 und 124 bekannt sind, kann das Ein- bzw. Auslaufen eines Zuges in einen bestimmten Bereich mit Hilfe zum Treffen entsprechender Entscheidungen geeigneter Mittel mit großer Genauigkeit bestimmt werden.

Infolge des geringen Widerstandes der kurzschließenden Querverbindungen 122 und 126 zwischen den Schienen werden in den einzelnen Schienen fließende Antriebsströme im wesentlichen gleich aufgeteilt, und wenn Paare von Empfangsantennen, wie sie mit den Antennen 128, 130 und 132 beispielsweise veranschaulicht sind, verwendet werden, so läßt sich weitgehend eine Aufhebung durch die Antriebsströme hervorgerufener elektrischer Störungserscheinungen erzielen. Bei der vorstehenden Beschreibung wurde von verschiedenen Gleissignalfrequenzen ausgegangen, und es sei der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen, daß diese Frequenzen an anderen, von den Signalsendern ähnlicher Frequenz entfernt/]legenden Stellen des Gleises von neuem eingesetzt werden können.

Das hier beschriebene Signalsystem ermöglicht es, die Anwesenheit und dio Lage eines mit elektrisch leitenden Stahlrädern versehenen Fahrzeuges auf Stahl schienen mit großer Genauigkeit zu erfassen, ohne daß teure Verbindungen e.inge-

109883/0612

setzt werden müßten, um einzelne Abschnitte des Gleises elektrisch voneinander zu isolieren, so daß bei geeigneter Ausbildung der veranschaulichten kurzschließenden Querverbindungen lange Abschnitte geschweißter Schienen verwendet werden können. Ferner ist eine erhebliche Verringerung hinsichtlich der Anzahl der erforderlichen Gleissignalfrequenzen möglich. Da die Gleissignalströme erfaßt werden und die die Spannungsquellen belastende Impedanz sinkt, wenn das Gleis bei Regenfall oder dergleichen naß wird, so· daß der die Schienen durchfließende Strom ansteigt, ergibt sich ein gewisser Ausgleich für den Dämpfungszuwachs bei feuchten Wetterverhältnissen am entfernten Ende des Signalblocks. Durch geeignete Wahl der Eingangs- und Abschlußimpedanzen können Änderung und Stärke des Signals an den einzelnen Stellen eines Gleis-Signalblocks im einzelnen jeweils in der gewünschten Größe eingestellt werden. Das stellt deutlich einen wesentlichen Fortschritt gegenüber herkömmlichen, die Spannung erfassenden Einrichtungen dar, wie sie in Verbindung mit Gleissignalanordnungen nach dem Stand der Technik verwendet wurden, bei denen die Spannung sich in Nähe der Spannungsquelle in Abhängigkeit vom Gleiszustand nur wenig ändert, bei denen aber die Spannung an einer entfernten Stelle je nachdem, ob die Gleise sich im feuchten oder im trockenen Zustand befinden, in starkem Maße schwankt.

109883/0612

Die Signale zur Steuerung der Zugbewegung werden im allgemeinen von der vor dem Zug liegenden Sendeantenne geliefert. Anwesenheit und Standort des Zuges werden durch jede der die Gleissignale empfangenden Antennen des gesamten Systems überwacht, die ständig mit dem ihnen zugeordneten Signalblock zusammenwirken und längs der Gleisstrecke angeordneten logischen Schaltkreisen unabhängig von der Bewegungsrichtung des Zuges eine Anzeige liefern, ob der zugeordnete Signalblock belegt oder frei ist.

Die Überwachung der Züge erfordert nur die drei hier erläuterten und in der Zeichnung wiedergegebenen Trägerfrequenzen. Aus Gründen der Sicherheit und um ein störungsfreies Arbeiten gewährleisten zu können, ist eine Modulation dieser drei Trägerfrequenzen erforderlich, wobei Amplituden-, Phasen- oder Frequenzmodulation infrage kommen. Das Vorhandensein der Signalmodulation stellt zusätzlich zur Anwesenheit des Träger frequenzsignals einen weiteren Sicherheitsfaktor für die Einrichtung dar. Zur Zugsteuerung werden die Signale moduliert, so daß dem Zug die für die gewünschten Fahrgeschwindigkeiten erforderlichen Steuerbefehle erteilt werden können. Zur Bestimmung des jeweiligen Standortes des Zuges werden Vorhandensein und Genauigkeit der Signalmodulation ebenfiills ausgewertet , so daß die Zuverlässigkeit der gesamten Anlage weiter erhöht wird, weil dies einen Vergleich der empfangt Tien Signalmodulation rait der bekannten Modulation des ge.sf inl ·ϊ .-ü iii^naln ermöglicht.

109883/0612 I^Jtn

BAD GRiGiNAL

Claims

Patentansprüche

1. Signalsystem zur Bestimmung der Anwesenheit eines Fahrzeuges bzw. eines Zuges auf einem elektrisch leitenden Gleis mit zwei Schielen, die durch das Fahrzeug bzw. den Zug kurzgeschlossen werden, wobei das Signalsystem eine mit dem Gleis gekoppelte, signalerzeugende, zur Speisung des Gleises mit einem Gleissignal geeignete Sendeanordnung sowie eine dem Gleis zugeordnete, zum Empfang der Gleissignale geeignete Empfangsanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß kurzschließende Querverbindungen (24, 26, 32, 38; 52, 58, 64; 72; 122, 126) geringer Impedanz zwischen die Schienen (10, 12) des Gleises geschaltet sind, die den Bereich der Sendeanordnung auf ein Gebiet begrenzen, das durch zwei benachbarte, auf gegenüberliegenden Seiten der Sendeanordnung befindliche Querverbindungen bestimmt ist, und daß die Empfangsanordnung so ausgelegt ist, daß sie ein Ausgangssignal mit einem ersten vorgegebenen Wert abgibt, bevor das Fahrzeug (14) die Empfangsanordnung erreicht, und ein Ausgangssignal mit einem zweiten vorgegebenen Wert abgibt, wenn das Fahrzeug (14) die Empfangsanordnung passiert hat.

2. Signalsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sendeanordnungen eine vorgegebene Frequenz aufweist und daß die Frequenz in einem einer Sendeanordnung zugeordneten Bereich von den Frequenzen der beiden an-

1 0 9 8 8 3 / 0 6 ι 2

BAD ORiGINAL

grenzenden Bereiche abweicht.

3. Signalsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgegebener Gleissignalblock durch zwei benachbarte kurzschließende Querverbindungen begrenzt ist und daß mit dem Gleis an einem Ende eines jeden solchen Blocks eine Sendeanordnung gekoppelt, während mit den kurzschließenden Querverbindungen, die das andere Ende des Blocks begrenzen, eine zugeordnete Empfangsanordnung gekoppelt ist.

4. Signalsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des an dem anderen Ende eines jeden Blocks in dem Gleis induzierten Signals von der Frequenz des an dem einen Ende des entsprechenden Blockes induzierten Signals abweicht und daß die Frequenz des Signals, das in dem Gleis an einer Stelle der Querverbindung induziert wird, die dem einen Ende des Blocks in einer dem anderen Ende gegenüberliegenden Richtung benachbart ist, von den in dem Gleis an dem einen Ende und dem anderen Ende des entsprechenden Blocks induzier+^n Frequenzen abweicht.

5. Signalsystem nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Blöcke eine Anzahl im Abstand voneinander befindlicher Signalerfassungsanordnungen aufweist, die mit dem Gleis gekoppelt sind und dabei die Lage des Fahrzeuges (14) bzw. Zuges innerhalb des entsprechenden Blocks anzeigen.

109883/0612

2H

Leerseite