DE2349750B2

DE2349750B2 - Schaltungsanordnung im Eisenbahnsicherungswesen zur Gleisüberwachung

Info

Publication number: DE2349750B2
Application number: DE19732349750
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-El.-Ing. Wallisellen Hofstetter (Schweiz)
Original assignee: Societe Technique pour lIndustrie Nouvelle SA STIN Switzerland
Current assignee: Societe Technique pour lIndustrie Nouvelle SA STIN Switzerland
Priority date: 1972-11-21
Filing date: 1973-10-03
Publication date: 1979-08-02
Also published as: DE2349750C3; FR2207051A1; HU168448B; DE2349750A1; SE396580B; CH544686A; FR2207051B1; GB1411835A; BE807546A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung im Eisenbahnsicherungswesen zur Gleisüberwachung mit Hilfe isolierter Gleisabschnitte der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Gattung.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bereits bekannt (DE-AS 1015 038). Diese sieht für den Oszillator einen Transistor als Mittel zur Schwingungserzeugung vor, der eine weitere Batterie zur Erregung (Emitter-Kollektor-Spannung) erfordert, während die Gleisspannung an die Steuerelektrode (Basis) angelegt ist. Mit dieser Anordnung können jedoch die im Eisenbahnsicherungswesen aufgestellten Sicherheitsbedingungen nicht genügend eingehalten werden. So könnte beispielsweise wegen eines Defekts eine Eigenschwingung aufrechterhalten bleiben, auch wenn das Gleis belegt ist, wodurch »freies Gleis« vorgetäuscht würde, was zu katastrophalen Auffahrunfällen führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit einer Schaltungsanordnung dieser Art mit einfachen Mitteln zu verbessern.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeich

Im Unterschied zu dem oben erwähnten Stand der Technik ist als Halbleiter-Bauelement des Oszillators kein Transistor, sondern eine Tunneldiode verwendet, wodurch keine weitere Batterie (zur Transistorspeisung) erforderlich ist, sondern nur und ausschließlich der Gleisabschnitt bzw. die daran angelegte Gleisspannung als »Energielieferant« des Oszillators dient Wird der Gleisabschnitt durch Achsen belegt, so fällt durch den

ίο Kurzschluß zwischen den beiden Schienen des Gleisabschnitts die dem Oszillator zugeführte Energie aus und die Schwingung erlischt Außerdem ist die Tunneldiode auch bei kleiner Spannung schwingungsfähig, wodurch selbst geringe Gleichspannungen den Betrieb nicht in

α Frage stellen.

In diesem Zusammenhang sind Tunneldioden auch keineswegs Äquivalente von Transistoren, denn die letztgenannten sind als Trioden mit Röhren viel näher verwandt als mit anderen Halbleiter-Bauelementen, insbesondere Dioden. Während Röhren und Transistoren über Steuerelektroden steuerbar sind, trifft dies bei Dioden, darunter Tunneldioden, nicht zu.

Weitere Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet

Besonders zweckmäßig ist eine solche Schaltungsanordnung, wenn der Oszillator einen Teil des Transformators in sich integriert und die Tunneldiode mit der Primärwicklung und einem Widerstand zu einem Oszillatorkreis zusammengesetzt ist, während die Sekundärwicklung integrierter Bestandteil des Nachweisorganes ist

Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann auch die »Unsicherheit« vermieden werden, die bei einer Transistorbestückung des Oszillators selbst

i'< dann unvermeidlich ist, wenn dort eine weitere Batterie zur Erregung des Transistors (Emitter-Kollektor-Spannung) verwendet wird und die Gleisspannung an der Transistor-Steuerelektrode (Basis) läge.
Das Übersetzungsverhältnis des Transformators und dessen Impedanz können leicht 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, 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 1 a und mit einer geerdeten Schiene \b versehen. Die Dioden 8 befinden sich in Antiparallelschaltung. Ug ist die Gleisspannung.

Der Empfangskreis sei durch einen N ach verstärker 9

und einer Empfangseinrichtung 11 ergänzt. Zur Empfangseinrichtung U 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 U 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 Transformator Ii 2, der Kondensator 113 und der Widerstand 114 dienen der Entkopplung des Empfangswechselstromes und des Speisegleichstromes U_B 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 Antiparallelschaitung 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 Steliwerkschaltung 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 Schiene la 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 Schwingungen. Der Strom fließt von der Tunneldiode 3 zur Primärwicklung des Transformators 4, zurück zur Schiene \b 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 unterbrochen wird, was zur Folge

ι 5 hat. daß auch das Nachweisorgan 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 angeschlossenen 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 Gleichstromkreise mit Wechselstrom anstatt mit Gleichstrom gespeist werden. Es gibt aber Fälle, bei denen mit Gleichstrom gespeiste Gleichstromkreise 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 Gleisstromkreis gespeist wird, auftreten oder zumindest in der Nähe liegen, wodurch eine Filterung sehr erschwert wird, was dann zu unliebsamen Störungen führt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung im Eisenbahnsicherungswesen zur Gleisüberwachung mit Hilfe isolierter Gleisabschnitte, bei der Gleichstrom an einem Ende des isolierten Gleisabschnittes eingespeist und am anderen Ende abgegriffen und einem Empfangskxeis zugeführt wird, der einen Transformator, einen zur Wechselstromerzeugung dienenden Oszillator unter Verwendung eines Halbleiter-Bauelementes und ein zum Nachweis des besetzten oder freien Zustands des isolierten Gleisabschnitts dienendes Nachweisorgan aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des selbstschwingenden Oszillators die Primärwicklung des Transformators (4), ein Widerstand (5) und als Halbleiter-Bauelement eine Tunneldiode (3) verwendet sind und daß -das Nachweisorgan (11) an die als Oszillatorausgang dienende Sekundärwicklung des Transformators (4) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (5) des Oszillators zu der Reihenschaltung aus der Tunneldiode (3) und der Primärwicklung des Transformators (4) parallel und einer Reihenschaltung, bestehend aus einer Drossel (7) und einem weiteren Widerstand (6), nachgeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Drossel (7) und dem weiteren Widerstand (6) Dioden (8) in Antiparallelschaltung parallel zu den Widerständen (5,6) geschaltet sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Sekundärwicklung des Transformators (4) ein Nachverstärker angeschlossen ist, dessen Speiseleitung (10) gleichzeitig als Verbindungsleitung des Oszillators zum Nachweisorgan (11) dient.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachverstärker (9) mit dem Oszillator zu einer Einheit zusammengebaut und in Isolierharz eingegossen ist.