DE2349750A1 - Empfangskreis eines mit gleichstrom gespeisten gleisstromkreises - Google Patents
Empfangskreis eines mit gleichstrom gespeisten gleisstromkreisesInfo
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Description
Dr. E. Eoettner
DipL-Ing. r.-J. Müller HJM/Be
DipL-Ing. r.-J. Müller HJM/Be
Dr. TJi. Setendt ' 0 3 U C
D 8 München 89. i34J
Societe Technique pour 1'Industrie Nouvelle S.A.
"STIN", CH-1800 Vevey, 2 Rue du Jura, Schweiz
Empfangskreis eines mit Gleichstrom gespeisten Gleisstromkreises
Die Erfindung betrifft einen Empfangskreis eines mit Gleichstrom gespeisten Gleisstromkreises, bei der der
Empfangskreis eine Nachweiseinrichtung zur Feststellung des besetzten oder freien Zustandres zugehörigen Gleisabschnittes
enthält.
Das Empfangsorgan ist bei mit Gleichstrom gespeisten Gleisstromkreisen
galvanisch mit dem Gleis verbunden. Bei Eisenbahnen mit elektrischer Traktion ist dies ein Nachteil;
die Spannungen am Gleis können bei Berührung durch herabgefallene Fahrdrähte, zumindest kurzfristig, recht
hohe Werte annehmen, die sowohl für die Beamten als auch für das Material der Sicherungsanlage gefährlich sind.
Es ist daher wünschenswert, die Gleisstromkreise von den Stellwerkstromkreisen galvanisch zu trennen. Auf der Speiseseite
bietet dies beispielsweise durch Anwendung von Gleichrichtern keine besonderen Schwierigkeiten. Hingegen
sind die Empfangsstromkreise viel schwieriger zu entkoppeln. Die Überwachungsspannung am Gleis ist nur klein,
in der Größenordnung von einem Volt. Das Gleis ist ein niederohmiger Stromkreis in der Größenordnung des Widerstandes
von einem Ohm oder weniger. Hierdurch ergeben sich auch Anpassungsschwierigkeiten der Impedanz des
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Empfangsstromkreises zusammen mit den Verbindungsleitungen. Wird als Empfangsorgan beispielsweise ein Relais unmittelbar
am einen Ende des .isolierten Gleisstranges zugeordnet, die Speisung sei am anderen Ende, so fällt natürlich dieser
Punkt weg. Für den Unterhalt hingegen ist eine derartige örtliche Aufstellung nicht vorteilhaft. Bedeutend günstiger
stellt sich die Sache, wenn das Empfangsorgan mit den übrigen Apparaturen im Stellwerk untergebracht ist. Hierbei
müssen allerdings unter Umständen beträchtliche Distanzen überbrückt werden.
Die Erfindung bezweckt die einfache Lösung dieser Probleme. Bei der Erfindung enthält ein mit Gleichstrom gespeister
Gleisstromkreis an einem Ende des zugehörigen Gleisabschnittes eine Gleichstromspeiseeinrichtung und am anderen
Ende einen Empfangskreis mit einer Nachweiseinrichtung zur Feststellung des besetzten oder freien Zustandes des Gleisabschnittes.
Die Erfindung besteht darin, daß die Nachweiseinrichtung mindestens eine Tunneldiode, einen Widerstand
und einen Transformator zur Bildung eines selbstschwingenden Stromkreises und ein Nachweisorgan umfaßt.
Die Speiseeinrichtung des Gleisstromkreises ist Speisequelle der Tunneldiode, und der im Schwingkreis entstehende
Wechselstrom wird über eine Sekundärwicklung des Transformators dem Nachweisorgan zugeführt.
Das Übersetzungsverhältnis des Transformators und dessen Impedanz können dann für optimale Anpassung gewählt werden.
Da die Ausgangsleistung des Tunneldiodenoszillators nur klein ist, kann es vorteilhaft sein, statt direkt von der
Sekundärwicklung des Transformators über eine mehr oder weniger lange Verbindungsleitung zum Nachweisorgan zu gehen,
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der Sekundärwicklung einen Verstärker nachzuschalten, dessen Speiseenergie über dieselbe Leitung von einer
Empfangsstation, z.B. einem Stellwerk her, geliefert wird. Ein solcher Verstärker befindet sich vorteilhafterweise
in unmittelbarer Nähe des Tunneldiodenoszillators und kann mit demselben zu einer Einheit zusammengebaut und zum
Schütze gegen atmosphärische Einflüsse mit Isolierharz
vergossen werden. Da die angewandten Bauteile statischer Art und somit keiner Abnützung unterworfen sind, sowie auch
praktisch keinen Unterhalt benötigen, dürfen sie ohne Nachteil im Freien, z.B. längs der Gleise, angeordnet sein.
Nachstehend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der Gleisstromkreis ist mit einer isolierten Schiene 1a und mit einer geerdeten Schine 1b versehen. Die Dioden 8 befinden
sich in Antiparallelschaltung. Uq ist die Gleisspannung.
Der Empfangskreis sei durch einen Nachverstärker 9 und einer Empfangseinrichtung 11 ergänzt. Zur Empfangseinrichtung 11
führt die Verbindungsleitung 10. Im Nachverstärker 9, welcher in bekannter Art gebaut ist, befinden sich Transistoren
91, 92 ein Widerstand 93 und eine Sperrdiode 94.
In der Empfangseinrichtung 11 befindet sich auch das Nachweisorgan
110, z.B. ein Relais, der zugehörige Gleichrichter 111, ein Transformator 112, ein Kondensator 113 und
ein Widerstand 114. Der Tranformator 112, der Kondensator
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113 und der Widerstand 114 dienen der Entkopplung des
Empfangswechselstromes und des Speisegleichstromes Ug für
den Verstärker 9.
Die Leitung 10 kann bei nicht vorhandenem Nachverstärker 9 direkt von der Sekundärwicklung des Transformators 4 zum
Nachweisorgan 110 führen.
Die nach der Drosselspule 7 und vor dem Widerstand 6 parallel zum Widerstand 5 angeordneten Dioden 8 in Antiparallelschaltung
sind Spannungsbegrenzer. Dadurch kann die Spannung an der Tunneldiode 3 nur in beschränktem Maß ansteigen, auf
keinen Fall mehr als für deren Betrieb zulässig ist.
Die Empfangseinrichtung 11 befindet sich im Inneren eines Gebäudes, z.B. eines Stellwerkes, wobei wenigstens ein Kontakt
des als Relais gedachten Nachweisorganes 110 in Verbindung mit der Stellwerkschaltung steht, um zu bewirken,
daß die Signale den betreffenden Gleisabschnitt 1 als frei oder besetzt melden.
Die Einrichtung- arbeitet folgendermaßen:
Ist der zum Gleisstromkreis gehörige Gleisabschnitt 1 frei, d.h. befindet sich kein Fahrzeug darauf, so fließt ein Strom
von der Plusklemme der Gleichstromspeiseeinrichtung bzw. des Speiseaggregates 2 am einen Ende der isolierten Schiftie
1a über diese zum anderen Ende derselben und von dort über die Drosselspule 7, den Widerstand 6, die Tunneldiode 3 sowie
den Widerstand 5. Die Drosselspule 7 dient zum Schütze der Einrichtung gegen Fremdspannungsstöße und zur Abriegelung
des Gleises gegen die durch die Tunneldiode 3 entstehenden
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Schwinglangen. Der Strom fließt von der Tunneldiode 3 zur
Primärwicklung des Transformators 4, zurück zur Schioie 1b
und von dort zur Minusklemme des Speiseaggregates 2. Zufolge der Charakteristik der Tunneldiode 3 entsteht über diese,
den Transformator 4 und den Widerstand 5 eine Eigenschwingung, wobei ein Teil der Schwingungsenergie über die Sekundärwicklung
(Lastwicklung) des Transformators 4, über die Leitung 10 nach der Empfangseinrichtung 11 abfließt. Die Schwingungsenergie wird solange vom Gleisstromkreis 1 nachgeliefert,
wodurch die Schwingung unterhalten wird, als dieser nicht von wenigstens einer Fahrzeugachse belegt ist. Bei Belegung
wird das Speiseaggregat 2 durch die belegenden Achsen kurzgeschlossen, wodurch die Energiezufuhr zum Schwingungskreis
unterbunden wird, was zur Folge hat, daß auch das Nacnweisorgan 110 stromlos wird und, sofern es sich um ein Relais
handelt, der Anker abfällt. Dieser Zustand bedeutet "Gleis besetzt".
Wäre das Nachweisorgan 110 z.B. ein Magnetschalter, so würde die Leistung des Tunneldiodenoszillators über eine direkt
an der Sekundärwicklung des Transformators 4 angeschlosenen Verbindungsleitung 10 von beispielsweise einem Kilometer Länge
nicht ausreichen, um die Anzugsenergie dieses Schalters aufzubringen. Für diese Fälle dient der nachgeschaltete
Transistorverstärker 9.
Grundsätzlich können die Gleisstroinkreise mit Wechselstrom
anstatt mit Gleichstrom gespeist werden. Es gibt aber Fälle, bei denen mit Gleichstrom gespeiste Gleisstromkreise betriebssicherer
sind, ganz besonders dort, wo große Oberwellen verschiedenster Frequenzen im Zugbetrieb auftreten
können, z.B. bei Traktion mit Anschnittsteuerung. Hierbei können auch diejenigen Frequenzen, mit welchen der Gleis-
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Stromkreis gespeist wird, auftreten oder zumindest in der Nähe liegen, wodurch eine Filterung sehr erschwert wird,
was dann zu unliebsamen Störungen führt.
- Patentansprüche -
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Claims (2)
1. Empfangskreis eines mit Gleichstrom gespeisten Gleisx^^tromkreises,
welcher Empfangskreis eine Nachweiseinrichtung zur Feststellung des besetzten oder freien
Zustandes des zugehörigen Gleisabschnittes (1) enthält» dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweiseinrichtung
mindestens eine Tunneldiode (3), einen Widerstand (5) und einen Transformator (4) zur Bildung eines
selbstschwingenden Stromkreises und ein Nachweisorgan (110) umfaßt.
2. Empfangskreis nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des selbstschwingenden Stromkreises
der Tunneldiode einen Nachverstärker (9) aufweist, wobei ein einziges Aderpaar (10) sowohl Verbindungsleitung
zur Empfangseinrichtung (11), als auch Speiseleitung zum Nachverstärker (9) ist.
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