DE2349750C3 - Schaltungsanordnung im Eisenbahnsicherungswesen zur Gleisüberwachung - Google Patents
Schaltungsanordnung im Eisenbahnsicherungswesen zur GleisüberwachungInfo
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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 (DEAS 10 15 038). 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 ein«
Eigenschwingung aufrechterhalten bleiben, auch wenn das Gleis belegt ist, wodurch »freies Gleis« vorge«
tauscht Würde, was zu katastrophalen Auffährunfällen (Uhren kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit eitler Schaltungsanordnung dieser
Art mit einfachen Mitteln zu verbessern.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichneu
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
υ 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
.'5 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
Oszillaiorkreis zusammengesetzt ist, während die
JO Sekundärwicklung integrierter Bestandteil des Nachweisorganes ist
Mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung kann auch die »Unsicherheit« vermieden werden, die
bei einer Transistorbestückung des Oszillators selbst
Ji dann unvermeidlich ist, wenn dort eine weitere Batterie
zur Erregung des Transistors (Emitter-Kollektor-Spannung) verwendet wird und die Gleisspannung pn 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 Verbindungslei-
■ti tung zum Nachwnsorgan 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 unmittel-
w barer 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
v> sind, sowie auch praktisch keinen Unterhalt benötigen, dürfen sie ohne Nachteil im Freien, z. B. längs dei
Gleise, angeordnet sein.
Nachstehend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der Gleisstromkreis ist mit einer isolierten Schiene la Und mit einer geerdeten Schiene \b 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 Nachverstärkef 9, welcher in bekannter Art
gebaut ist, befindeil sich Transistoren 91, 92 ein
λ Ο TZ/
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 Transformator 112, der Kondensator 1113 und der Widerstand 114
dienen der Entkopplung des Empfangswechselstromes und des Speisegleichstrornes Ub für den Verstärker 9.
Die Leiturg 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 Steü-werkschaltung
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 Plusklemime 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 Xb 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
hat, daß auch das Nachweisorgan 110 stromlos wird und,
sofern es sich um ein Relais handelt, der Anker abfällt. Dieser Zustand bedeutet »Gleis beseht«.
Wäre das Nachweisorgan 110 z. B. ein Magnetschalter,
so würde die Leistung des Tunneldiodenoszillators über eine direkt an der Sek'/.därwirklung 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 (1)
- 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 Empfangskreis 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) angeschloisjjn ist.jL. oCuaitUngScinCrunUng FtaCii r^nSpniCit !,uauUrCiigekennzeichnet, daß der Widerstand (5) des Oszillators ?u 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 Antiparallel·-haltung parallel zu den Widerständen (5,6) geschaltet sind.4. Schaltungsanordnung nacn 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 Machweisorgan (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.
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