DE3046201C2 - Einrichtung zur punktweisen Informationsübertragung von der Strecke auf Eisenbahnfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur punktweisen Informationsübertragung von der Strecke auf Eisenbahnfahrzeuge mit Hilfe von modulierten Wechselspannungen einer Zugbeeinflussungseinrichtung. bei welcher entsprechend der zu übertragenden Information streckenseitig eine vorgegebene Anzahl von Generatoren zum Erzeugen von Modulationsfrequenzen eingeschaltet wird und auf den Eisenbahnfahrzeugen Empfangs-, Demodulations- und Auswerteeinrichtungen vorhanden sind.

Derartige Einrichtungen sind beispielsweise in der DE-PS 16 05 431 beschrieben und betreffen in dem Fall die induktive Zugbeeinflussung mit einer derartigen Erweiterung, daß entweder Informationen von der Strecke auf die Schienenfahrzeuge oder umgekehrt übertragen werden können. Bei diesen bekannten Einrichtungen sind auf den Zügen ein oder mehrere Wechselstromgeneratoren vorgesehen, von denen jeder eine vorgegebene Frequenz liefert An jeden Generator ist ein Schwingkreis angeschlossen, dessen Resonanzfrequenz mit der Frequenz dieses Generators übereinstimmt. Die Induktivitäten der Schwingkreise werden durch Spulen gebildet, die voneinander entkoppelt auf einem ferromagnetischen Kern in einem w>genannten Fahrzeugmagneten angeordnet sind. Als Streckengeräte, die bei der induktiven Zugbeeinflussung als Gleismagnete bezeichnet werden, sind ebenfalls Schwingkreise vorgesehen, die je nach der auf den Zug zu übertragenden Information auf die eine oder andere Frequenz der Sender auf dem Fahrzeug abgestimmt iiind. Beim Passieren eines Fahrzeuges an einem Gleismagneten tritt zwischen diesem und dem Fahrzeugmagneten eine Kopplung ein, wodurch der Strom in demjenigen Fahrzeugschwingkreis, auf dessen Resonanzfrequenz der beeinflussende Gleismagnet abgestimmt ist, abgesenkt wird. Durch diese Stromabsenkung spricht ein zugeordnetes Relais an.

Um nun die Anzahl der auf die Schienenfahrzeuge zu übertragenden Informationen erhöhen zu können, ist an jedem passiven Schwingkreis ein Belastungswiderstand angeschlossen, der überwiegend den Wirkwiderstand dieses Schwingkreises in Abhängigkeit von auf das Schienenfahrzeug ai übertragenden Informationen verändert

Unabhängig von der Art der verwendeten Modulationseinrichtung werden für den Modulationsvorgang wesentlich niedrigere Frequenzen als die jeweilige Resonanzfrequenz des im Wirkwiderstand modulierten Schwingkreises verwendet die mit Hilfe von einer vorgegebenen Anzahl von Generatoren erzeugt werden. Je nach der zu übertragenden Information werde dann ein oder mehrere dieser Generatoren eingeschaltet.

Um nun beispielsweise eine Signalstellung, also den jeweiligen Signalbegriff eines L .'htsignals auf ein Schienenfahrzeug zu übertragen, war es bisher üblich, ein Relais als Oberwacher in der Zuleitung des jeweiligen Lampenfadens vorzusehen. Mit Hilfe dieses Relais konnten entweder Schaltvorgänge im Streckenmagneten selbst oder aber die Generatoren zum Erzeugen der Modulationsfrequenzen gesteuert werden. Da derartige Relais selbst jedoch Steuerleistung benötigen, wird die zulässige Stellentfernung für die Streckensignale verkürzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art die Übertragung von Signalbegriffen auf Schienenfahrzeuge durch modulierte Wechselspannungen der Zugbeeinflussungseinrichtungen zu ermöglichen, ohne daß für die erforderlichen Schaltmittel soviel Steuerleistung erforderlich wird, daß sich die Stellentfernung für die Signale ändern muß. Ferner werden Wartungsfreiheit und erhöhte Zuverlässigkeit gefordert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Übertragen des Signalbegriffes eines einzigen von zwei einzeln oder gemeinsam einschaltbaren Lichtsignalen die Steuerung der Generatoren mit Hilfe von drei Optokopplern erfolgt, die jeweils einen Strahlungssender und einem mit diesem op'isch gekoppelten Strahlungsempfänger enthalten, wobei der Strahlungssender eines ersten Optokopplers bzw. die beiden Strahlungssender des zweiten und dritten Optokopplers an den Stromkreis der Signallampe des

« einen bzw. anderen LioHnignals angeschlossen ist und |; die Strahlungsempfänger des ersten und zweiten i§ Optokopplers zum Wirksamschalten der diesen zu- ^j geordneten Generatoren und der Strahlungsempfänger !' des dritten Optokopplers zum Sperren des ersten f§ Optokopplers dienen, wozu entweder der Strahlungs- % empfänger des dritten Optokopplers dem Strahlungssender des ersten Optokopplers parallelgeschaltet ode· ^, bei Verwendung von Fototransistoren als Strahlungs-H empfänger, die Schaltstrecke des Fototransistors des Ij dritten Optokop^Sers mit der Steuerstrecke des ψ Fototransistors des ersten Optokopplers verbunden ist. \i Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den besondegj ren Vorteil, daß die gewünschte Steuerfunktion sich ja sehr kostengünstig realisieren läßt, wobei die Obertra- Ji gung unzulässiger Frequenzkombinationen auf die f^ Schienenfahrzeuge leicht vermieden werden kann. £1 Somit werden nie unzulässige Informationen angeboten. If, Der Einsatz von optoelektronischen Bauelementen in Ü der Eisenbahnsignal- und Sicherungstechnik ist im j| übrigen bekannt, und zwar im Zusammenhang mit Pj Fahrsteuerungen, bei denen eine Datenübertragung P über Lichiieiter erfolgt (Signa! + Draht 71 (1979) IQ, S. 210-218; Eisenbahningenieur 31 (1980) 9, 3.413; p; ETR (29) 4-1980, S. 309,310).

[\ Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der \· Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher j ,· beschrieben. Die Zeichnung zeigt im oberen Teil eine ρ Fahrzeugeinrichtung zur Informationsübertragung auf F-. induktivem Wege mit Hilfe von im unteren Teil dargestellten streckenseitigen Einrichtungen. Die fahrzeugseitige Einrichtung nimmt einerseits Informationen auf. die infolge jeder induktiven Beeinflussung durch die Streckeneinrichtung übertragen werden und weiterhin Informationen, die aufgrund einer Wirkwiderstandsmodulation im streckenseitigen Gerät definiert sind.

In der Fahrzeugeinrichtung speist ein Wechselspannungsgenerator 1 über ein auf kurzzeitige Stromabsenkungen ansprechendes Impulsrelais 2 und einen Widerstand 3 einen Reihenresonanzkreis, der aus einem Kondensator 4 und einer Spule 5 besteht Die Spule S kann auf eine..j besonderen Eisenkern oder einem Ferritkern aufgebracht sein. Die Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises 4/5 ist auf die Frequenz des Wechselspannungsgenerators 1 abgestimmt. Die passiven Teile befinden sich in einem elektrisch leitenden Schutzgehäuse 6. Dieses bietet nach fünf Seiten eine gute Abschirmung. Die nach unten gerichtete Seite des Schutzgehäuses 6 ist dagegen nicht abgeschirmt und gibt dem hier austretenden Wechselfeld des Schwingkreises 4/5 eine besondere Richtung. An den Widerstand 3 ist ein Übertrager 7 abgeschlossen, der mittelbar über eine Gleichrichterschaltung 8 (Demodulator) mehrere Empfänger 90, 91, 92 und 93 mit auf das Fahrzeug übertragenen Modulationsfrequenzen speist. An die Empfänger 90 bis 93 ist eine Umsetzerschaltung UR angeschlossen, welche die Aufgabe hat. beispielsweise dann eine Umschlüsselung vorzunehmen, wenn der zu übertragenden Information mehrere Modulationsfrequenzen zugeordnet werden. Die jeweilige Informationsausgabe erfolgt beispielsweise über eine der Leitungen LSI, LS2 bzw. LS3. die stellvertretend für eine Vielzahl von Leitungen dargestellt sind. Im einfachsten Fall bestehen die Empfänger 90 bis 93 im wesentlichen aus .Siebschaltungen, welche auf die betreffenden Modulationsfrequenzen abgestimmt sind. Gegebenenfalls können zusätzlich zur Erhöhung der Sicherheit Codeprüfschaltungen (nicht dargestellt) vorgesehen werden.

Die streckenseitigen Einrichtungen bestehen zunächst aus einem passiven Parallelschwingkreis min einem Kondensator 10 und einer Spule 5 t, welche ebenfalls auf einem ferromagnetische!! Körper aufgebracht ist und als Streckenmagnet bezeichnet wird. Auch dieser Schwingkreis ist in einem elektrisch teilenden Gehäuse 12 untergebracht, dessen offen« Seite jedoch nach oben zeigt und somit beim Passieren

ίο eines Schienenfahrzeuges an den Schwingkreis 4/5Ϊ angekoppelt werden kann. Für den Streckenmagneten ist keine Stromversorgung vorgesehen. An den passiven Schwingkreis 10/11 ist ein Belastungswiderstand 13 angeschlossen, der die Aufgabe hat, im wesentlichen den Wirkwiderstand, also die Güte des Schwingkreises 10/11 in Abhängigkeit von auf das Fahrzeug zu übertragenden Informationen zu ändern. So sind mehrere Wechselspannungsgeneratoren 140, 141, 142 und 143 vorgesehen, welche über die Leitungen L 0 und L1 mit elektrischer Energie versorgt werden. Zu dem Zweck kann in vorteilhafter Weise im Streckenmagneten 10/11/12 eine weitere Spule (nK-':t dargestellt) vorgesehen werden, über welche die erforderliche Stromversorgungsenergie ausgekoppelt wird. Die Zuordnung der auf das Schienenfahrzeug zu übertragenden Informationen zu den Modulationsfrequenzen der Wechselspannungsgeneratoren 140 bis 143 ist grundsätzlich beliebig. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden jeder zu übertragenden Information

μ zwei Frequenzen zugeordnet. Aus diesem Grunde sind die Leitungen L 2 und L 3 zu einer Leitung L 23 und die Leitungen i.4 und L 5 zu einer Leitung L 45 zusammengefaßt Im ersten Fall können die Wechselspannungsgeneratoren 140 und 141 gleichzeitig und im anderen Falle die beiden Wechselspannungsgeneratoren 142 und 143 zur selben Zeit eingeschaltet werden. Im eingeschalteten Zustand der Wechselspannungsgeneratoren 140 bis 143 wird der Belastungswiderstand 13 im Rhythmus der betreffenden Modulationsfrequenz geändert.

Die Informationsübertragung beim Ausführungsbeispiel besteht in einer Wiederholung des Signalbegriffes eines ^;τι eingeschalteten Zustand »ROT« zeigenden Lichtsignales LSR bzw. eines bei freier Fahrt »GRÜN« zeigenden Lichtsignales LSG auf dem Fahrzeug. Diese Lichtsignale LSR und LSC werden mit Gleichstrom gespeist, und zwar über die Leitungen L 6. Ll bzw. Lb und L 8. Zur mittelbaren Steuerung der Wechselspannungsgeneratoren 140, 141 bzw. 142, 143 sind zwei Optokoppler OR 1 und OR 2 vorgesehen. Ein dritter Optokoppler OR 3 hat — wie noch näher beschrieben wird — die Aufgabe einer Sperrfunktion. Der Strahlungssender ORM. beispielsweise eine Lumineszenzdiode, des Optokopplers OR 1 ist über einen VorwiderMand R 1 parallel an die Lampe des Lichtsignalb LSG angeschlossen und leuchtet daher dann, wenn die Leitungen 1.6 und LS an Spannung iiegei.. allerdings auch bei durchgebrannter Lampe des Lichtsignals LSG. Der Strahlungsempfänger OR 12 des Optokopplers OR 1 in der Form eines Fototransistors ist einerseits mit der '.eitung L23 und andererseits mit der Lei'ung LO verbunden, so daß unter der Voraussetzung, daß über die Leitung L1 positives Potential zugeführt wird, bei leuchtendem Sirahlungs-

⁶⁼· sender ORM die Wechselspannungsgeneratoren 140 und 141 eingeschaltet werden, sobald ein Fahrzeug vorbeifähn uid in de,! Streckenmagnrten 1O/!1/¹2 Energie überträgt.

Der Strahlungssender OR 21 des Optokopplers OR 2 \\\ in Reihe mit dem Strahlungssender ORM des Optokopplers OR 3 über einen weiteren Widerstand R2, der ebenfalls die Aufgabe einer Strombegrenzung hai, der Lampe des im eingeschalteten Zustand »ROT« zeigenden Lichtsignals LSR parallelgeschaltet. Der Strahlungsempfänger ORH, ebenfalls ein Fototransistor, des Optokopplers OR 2 ist einerseits mit der Leitung £.45 und andererseits ebenfalls mit der Leitung LO verbunden, so daß bei »ROT« zeigendem Lichtsignal LSR, also praktisch immer dann, wenn an den beiden Leitungen L6 und Ll Spannung liegt und gleichzeitig der Streckenmagnet beeinflußt wird, die beiden Wechselspannungsgeneratoren 142 und 143 eingeschaltet sind. Die dabei abgegebenen Modulationsfrequenzen werden beim Passieren eines Schienenfahrzeuges aufgrund der erläuterten Wirkwiderstandsmodulation übertragen und von den zugeordneten Empfängern 90 bis 93 selektiv ausgewertet. Aus der jeweiligen

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verbinden, so wie es gestrichelt dargestellt ist. )ede dieser beiden SchaltmaBnahmen bringt nun für sich folgenden Vorteil:

Fällt beim Lichtsignal LSG in Grünsteüung dessen Lampe aus, so wird der durch Anlegen der Versorgungsspannung an die Leitungen L 6 und LS eingeschaltete Signalbegriff an der Strecke nicht angezeigt. Dagegen blieben die beiden Wechselspannungsgeneratoren 140 und 141 und damit die Signalisierung auf ein vorbeifahrendes Schienenfahrzeug ohne besondere Maßnahmen jedoch erhalten. Da nun in manchen Signalschaltungen der Stellwerke der Lampenstrom mit Hilfe eines Überwacherrelais überwacht wird, würde dieses Überwacherrelais bei defekter Signallampe des Lichtsignales LSG abfallen und unmittelbar zusätzlich das Lichtsignal LSR anschalten. Dies hätte zur Folge, daß zusätzlich die beiden Wechselspannungsgeneratoren 142 und 143 mit Hilfe des Optokopplers OZ? 2 aktiviert wurden. Aufgrund des Optokopplers OR 3 wirrl hpi ijpm crpsrhilHprlpn Rptriphsfall ipHnrh tnfnrt

beispielsweise über die Ausgangsleitung LS1 auf dem Führerstand eine »ROT« zeigende Meldelampe ein.

Um in bestimmten Fällen den Optokoppler OR 1 zu sperren, ist der Strahlungsempfänger OR 32 des Optokopplers OR3 parallel zum Strahlungssender ORW des Optokopplers OR 1 geschaltet. An Stelle dieser Verbindung ist es aber auch möglich, den Strahlungsempfänger OR 32 mit der Basis- und Emitterelektrode des Strahlungsempfängers OR 12 zu dafür gesorgt, daß die beiden Wechselspannungsgeneratoren 140 und 141 abgeschaltet bleiben, so daß eine Übertragung eines an der Strecke nicht angezeigten Signalbegriffes des Lichtsignales LSG auf ein Schienenfahrzeug grundsätzlich entfällt. Es ist also in dem Fall gewährleistet, daß im Störungsfall ausschließlich der ungefährliche Signalbegriff auf ein passierendes Schienenfahrzeug übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur punktweisen !nforrnaifonsQbertragung von der Strecke auf Eisenbahnfahrzeuge mit Hilfe von modulierten Wechselspannungen einer s Zugbeeinflussungseinrichtung, bei welcher entsprechend der zu übertragenden Information streckenseitig eine vorgegebene Anzahl von Generatoren zum Erzeugen von Modulationsfrequenzen eingeschaltet wird und auf den Eisenbahnfahrzeugen Empfangs-, Demodulations- und Auswerteeinrichtungen vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Übertragen des Signalbegriffes eines einzigen von zwei einzeln oder gemeinsam einschaltbaren Lichtsignalen (LSR, LSG) die Steuerung der Generatoren (140,141,142,143) mit Hilfe von drei Optokopplern (OR 1, ORZ OR3) erfolgt, die jeweils einen Strahlungssender (OR Ii) und einen mit diesem optisch gekoppelten Strahlungsempfänger (OR 12) enthalten, wobei der Strahlungs- sender (Oh ti) eines ersten Optokopplers (ORi) bzw. die beiden Strahlungssender (OR 21, Off 31) des zweiten und dritten Optokopplers (OR 2, OR 3) an den Stromkreis (L6, LS) der Signallampe des einen bzw. anderen Lichtsignals (LSR, LSG) angeschlossen ist und die Strahlungsempfänger (OR 12, OR 22) des ersten urd zweiten Optokopplers (OR 1, OR 2) zum Wirksamschalten der diesen zugeordneten Generatoren (140, 141) und der Strahlungsempfänger (ORS2) des dritten Optokopplers (OR 3) zum Sperren des ersten Optokopplers (OR 1) '^:enen, wozu entweder der Strahlungsempfänger (OR 32) des dritte* Optokopplers (OR 3) dem Strahiungssender (OR II) des ersten Optokopplers (OR 1) parallelgeschaUst oder bei Verwen- dung von Fototransistoren als Scrahlungsempfänger die Schaltstrecke des Fototransistors (OR 32) des dritten Optokopplers (OR 3) mit der Steuerstrecke des Fototransistors (ORX2) des ersten Optokopplers (OR 1) verbunden ist. ίο

2. Einrichtung nach Anspruch 1 für Zugbeeinflussungsanlagen, bei denen aktive Schwingkreise auf den Eisenbahnfahrzeugen und mit diesen koppelb»- re passive, im Wirkwiderstand modulierbare Schwingkreise an der Strecke vorgesehen sind, «5 dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsenergie der Generatoren (140 bis 143) über eine gesonderte Wicklung des streckenseitigen Schwingkreises ausgekoppelt ist.

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