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Gleisstromkreis für Eisenbahnsicherungsanlagen Die Erfindung bezieht
sich auf einen Gleisstromkreis für Eisenbahnsicherungsanlagen mit einem an die Schienen
des Gleisstromkreises angeschlossenen Sender zum Erzeugen eines Wecheelstromsignales
vorgegebener Frequenz und einem Empfänger für die vom Sender erzeugten Wecheelstromsigale,
Derartige Gleisstromkreise sind bereits bekannt. Bei allen bekannten Anlagen wird
zum Frei- und Besetztmelden eines Gleisabschnittes der von einem Empfänger ermittelte
Anstieg bzw. Abfall der Strom- bzw. Spannungsamplitude der vom Sender abgegebenen
Wechselstromsignale herangezogen. Sinkt beim Besetzen eines Gleisstromkreises durch
ein Fahrzeug die vom Empfänger ermittelte Strom- bzw. Spannungeamplitude unter einen
gewissen Schwellwert, so fällt ein Gleisrelais ab und meldet den betreffenden Gleisabschnitt
besetzt. Da jedoch der variable Bettungswiderstand des betreffenden Gleisabschnittes
von sich aus die vom Empfänger ermittelten Strom-bzw. Spannungswerte bereits erheblich
verandern kann, muß diese mögliche Veränderung bei der Bemessung des Gleiestromkreises
berücksichtigt werden, d.h., es müssen Maßnahmen zur Kompensation dieser Einflüsse
getroffen werden. Dies stellt wiederum zusätzliche Forderungen an die zu verwendenden
Gleiegeräte und führt zu einer Begrenzung der möglichen Abschnittslänge bei vorgegebenem
Achsnebenschluß bzw. zu einem kleinen zulässigen Achsnebens chluß bei vorgegebener
Abschnittslänge.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen mangel zu beseitigen
und einen Gleisstromkreis für Eisenbahnsicherungsanlagen zu schaffen, der alle Forderungen
in bezug auf die Betriebssicherheit erfüllt und mit einem möglichst geringen Kostenaufwand
erstellt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Sender als Generator
ausgebildet ist, dessen Schwingfrequenz durch die Induktivität des Gleisstromkreises
bestimmt ist und sich beim Befahren des Gleisstromkreises in Abhängigkeit von der
jeweile freien Gleislänge ändert und daß der Empfänger am Einepeiseort an den Sender
angekoppelt ist und beim Empfangen eines Wechselatromsignales, dessen Frequenz um
einen bestimmten Wert von der Frequenz des bei freiem Gleisstromkreis erzeugten
Wechselstromsignales abweicht, den Gleisstromkreis besetzt meldet.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter
Aueführungsbeispiele näher erläutert.
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Pig. 1 zeigt einen mittengespeisten Gleisstromkreis mit an seinen
Enden durch Kurzschlußverbinder galvanisch miteinander verbundenen Schienen, Fig.
2 einen einseitig gespeisten Gleisstromkreis, wie er beispielsweise als Annäherungsabschnitt
für Wegübergangswarnanlagen eingesetzt werden kann, Fig. 3 die Anwendung des erfindungsgemäßen
Gleisstromkreise 5 bei Weichen ohne Zuhilfenahme von Isolierstößen und Fig. 4 die
Anwendung des erfindungsgemäßen Gleisstromkreif ses bei mit Isolierstößen versehenen
Weichen.
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Fig. 1 zeigt die Schienen 1 und 2 eines GleiEes, die ar , vorgegebenen
Streckenpunkten durch Schienenverbinder 3 ur id 4 zum Triebstromausgleich galvanisch
miteinander verbunden sind.
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Der durch die Schienenverbinder 3 und 4 definierte Q >treckenbereich
stellt den zu überwachenden Gleisabschnitt dar. Als Stromversorgungseinrichtung
für den aus Schienen 1 und 2 und Schienenverbindern 3 und 4 gebildeten Gleisstromk
,reis dient
ein Generator 5 zum Aussenden von Wechselstromsignalen
vorgegebener Frequenz. Die jeweilige Frequenz der Wechselstromsignale ist durch
die Resonanzfrequenz des aus dem Kondensator 6 und den Induktivitaten der Schienen
und der Schienenverbinder gebildeten Parallelschwingkreises bestimmt. An den Generator
5 ist am Einspeiseort ein Empfänger 9 angekoppelt, der einen Reihenresonanzkreis
10 aufweist, dessen Resonanzfrequenz der Frequenz der bei freiem Gleisabschnitt
vom Generator 5 abgegebenen Wechseletromeignale entspricht.
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Dieser Resonanzkreis ist als Filter dem Eingang einer von den Wechselatromsignalen
des Sendere gespeisten Schalteinrichtung 11 vorgeschaltet. Bei freiem Gleisabschnitt
ist der der Schalteinrichtung 11 vorgeschaltete Reihenreeonanzkreie 10 niederohmig
und die vom Generator 5 abgegebenen Wecheelstromeignale gelangen quasi ungeschwächt
auf die Schalteinrichtung 11; ein nicht dargestelltes Gleisrelais meldet den zu
überwachenden Gleisabschnitt frei.
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Unter der Voraussetzung, daß die Schienen 1 und 2 sehr viel länger
sind als die Schienenverbinder 3 und 4, ist die mit dem Kondensator 6 einen Parallelschwingkreie
bildende Gesamtinduktivität des Gleisstromkreises bei freiem Gleis der Länge der
Schienen 1 bzw. 2 direkt proportional. Damit ist auch die Schwingfrequenz der vom
Generator 5 abgegebenen Wechsel stromsignale bei freiem Gleisabschnitt bekannt.
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Fährt nun ein Fahrzeug in den durch die Schienenverbinder 3 und 4
begrenzten Gleisabachnitt ein, so ändert sich die Induktivität des aus Kondensator
6 und Schienen 1 und 2 gebildeten Resonanzkreises in Abhängigkeit vom jeweiligen
Fahr ort des Fahrzeuges im Gleispbschnitt. Damit ändert sich auch die Resonanzfrequenz
des Schwingkreises und die Frequenz der vom Generator 5 erzeugten Wechselstromsignale
nimmt zu. Die Frequenz der vom Generator 5 erzeugten Wechselstromsignale ist - yie
bereits dargelegt - so bemessen, daß für den aus Schienen 1 und 2 und Kondensator
6 gebildeten Resonanzkreis immer Resonanztedingungen vorliegen. Für die vom Generator
5 bei
besetztem Gleisabschnitt erzeugten Wechseistromsignale ist
aber das Filter 10 im Empfänger 9 je nach der Größe der Prequenzänderung mehr oder
weniger hochohmig; die Schalteinrichtung 11 registriert dabei eine relativ starke
Spannungsabsenkung gegenüber der von ihr bei freiem Gleis registrierten Spannung
und ein nachgeschaltetes Gleisrelais meldet den betreffenden Gleisabachnitt besetzt,
wenn die an den Eingangeklemmen der Schalteinrichtung anliegende Spannung einen
bestimmten, fest vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.
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Der erfindungsgemäße Gleisstromkreis hat unter anderem folgende Vorteile:
Außerhalb des zu überwachenden Gleisabschnittes stehende Fahrzeugachsen beeinflussen
den Gleiestromkreie in keiner Weise. Der Grenzbereich an den Abschnittsenden, d.h.
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der Bereich, der von einem Fahrzeug bis zum Auslösen einer Besetztmeldung
durchfahren werden kann, ist sehr eng bemessen.
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Keine Beeinflussung durch Nachbargleisabschnitte. Jeder Schienenbruch
innerhalb des zu überwachenden Gleisabschnittes wirkt sich im sicheren Sinne aus;
es erfolgt eine Besetztmeldung des Gleisabschnittes. Das gleiche gilt für das Abreißen
eines Schienenverbinders. Der Triebstromausgleich ist auf einfache Weise möglich.
Für jeden Gleisstromkreis wird nur ein einziges Gleisgerät 12 mit Sende- und Empfangseinrichtung
5, 10 und 11 sowie zwei Querverbinder benötigt. Da Sender und Empfänger an dem gleichen
Ort montiert sind, können Schwankungen der Versorgungsspannung ohne weiteres kompensiert
werden. Der Einfluß des Bettungswiderstandes ist bei entsprechender Frequenzwahl
völlig ausgeschaltet. Die Einstellung von Sender und Empfänger ist einfach durchzuführen;
durch variable Bauteile im Gleisgerät (Zusatzinduktivitäten, Zusatzkapazitäten)
läßt sich die Empfangseinrichtung abstimmen. Durch entsprechende Zusatzeinrichtungen
ist es möglich, die in einem bestimmten Streckenbereich liegende Gleiestromkreiee
in ein Zeitmultiplexsystem einzubeziehen und nacheinander abzufragen.
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Bei dem in Pig. 2 dargestellten Auaführungsbeispiel'sind die Schienen
1 und 2 des Gleisstromkreises an dem einen Ende durch einen Schienenverbinder 4
miteinander verbunden, wahrend die an dem anderen Ende durch Isolierstöße 13 und
14 von den weiterführenden Schienen getrennt sind. Der Einspeiseort für die Wechselstromsignale
liegt in der Nähe der Isolierstöße.
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Die Induktivität der Schienen 1 und 2 und des Schienenverbinders 3
ist auch hier der Länge des Gleisabschnittes direkt proportional. Jedes in den Abschnitt
einfahrende Fahrzeug fuhrt zu einer Veränderung der Induktivität; der im Gleisgerät
12 angeordnete Generator sendet daraufhin Wechselstromsignale aus, deren Frequenz
sich von der Frequenz der bei freiem Gleis ausgesandten Wechselstromsignale unterscheidet
und die über ein Filter an den Sender angeschlossene Schalteinrichtung gibt ein
Kennzeichen für die Besetzung des Gleisabschnittes ab. Der in Fig. 2 dargestellte
Gleisstromkreis kann beispielsweise als Annäherungsabschnitt für Wegübergangssicherungsanlagen
verwendet sein.
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Fig. 3 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Gleisstromkreises
bei einer Weiche ohne Zuhilfenahme von Isolierstößen im Weichenbereich. Zum einwandfreien
tberwachen der Weiche auf ihren Frei- bzw. Besetztzustand sind drei Gleisgeräte
12/20, 12/30 und 12/40 erforderlich. Die Frequenz der vom Gleisgerät 12/20 ausgesandten
Wechselstromsignale ist bestimmt durch die Gleisstücke 20, 21 und 22 sowie 23, 24,
25 und 26. Die Frequenz der vom Gleisgerät 12/30 erzeugten Wechselstromsignale ist
bestimmt durch die Gleisstücke 30, 31 und 32 sowie 33, 24 und 34. Entsprechend ist
die Induktivität des die Frequenz des Gleisgerätes 12/40 bestimmenden Schwingkreises
durch die Schienenstücke 40, 41 und 42 sowie 43, 25 und 44 vorgegeben.
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Wird einer der Schienenverbinder 21, 31 oder 41 von einem Fahrzeug
überfahren, so ändert sich die Resonanzbedingung für den frequenzbestimmenden Schwingkreis
des zugehörigen Gleisgerätes. Der Empfänger des betreffenden Gleisgerätes registriert
ein
Absinken der ihm zugeführten Eingangsspannung und löst eine Besetztmeldung des zugehörigen
Gleisabschnittes aus.
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In Fig. 4 ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Gleisstromkreises
bei einer Weiche dargestellt, die mit zwei Isolierstößen 50 und 60 ausgerüstet'ist.
Es lot nur ein einziges Gleisgerät 12 mit Sender und Empfänger erforderlich; die
Induktivität des frequenzbestimmenden Resonanzkreises ist gebildet aus den über
den Schienenverbinder 21 miteinander verbundenen Schienen der spitzen Seite der
Weiche und den über die Schienenverbinder 31 und 41 verbundenen Schienenstücken
der stumpfen Seite der Weiche. Passiert ein Fahrzeug einen dieser Schienenverbinder
21 bis 41, 80 ändern sich die Resonanzbedingungen für den frequenzbestimmenden Resonanzkreis,
der im Gleisgerät 12 untergebrachte Empfänger registriert ein Absinken der ihm vom
Sender zugeführten Eingangsspannung und die Weiche wird besetzt gemeldet.
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Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargeetellten Ausführungabeispiele
beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, anstelle der gezeigten kurzen Schienenverbinder
S-förmige Schienenverbinder zu verwenden, um so zu einer Überlappung benachbarter
Gleisstromkreiee zu kommen. Desgleichen ist es möglich, die Schienen nicht durch
Kurzschlußetücke miteinander zu verbinden, sondern statt dessen Induktivitäten,
Kapazitäten oder auf vorgegebene Frequenzen abgestimmte Schwingkreise zu verwenden.
Hierdurch ist ein sehr empfindlicher Gleisstromkreis gegeben, jedoch mit dem Nachteil
des fehlenden Triebstromausgleiches. Deshalb sind derartig ausgerüstete Gleisstromkreise
auch insbesondere für noch nicht elektrifizierte Streckenbereiche geeignet.
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4 Patentansprüche 4 Figuren