DE3314792C2 - Anordnung zur Gleisfreimeldung für mehrere Gleisabschnitte - Google Patents

Abstract

Es wird eine Anordnung zur Gleisfreimeldung für mehrere Gleisabschnitte angegeben, bei der den einzelnen Gleisabschnitten zugeordnete Gleisstromkreise (G1...G6) von einem gemeinsamen Gleisstromkreissender (S) im Zeitmultiplexverfahren gespeist werden. Die Abfrage der einzelnen Gleisstromkreise auf ihren Besetzungszustand hin wird entweder durch getrennte, den einzelnen Gleiskreisen zugeordnete Gleisstromkreisempfänger (E1...E3) oder durch einen einzigen Gleisstromkreisempfänger (E), der synchron mit dem Gleisstromkreissender (S) an die einzelnen Gleisstromkreise angeschaltet wird, vorgenommen. Das durch eine Gleisstromkreisabfrage gewonnene Frei/Besetzt-Kriterium wird für jeden Gleisstromkreis getrennt in einem diesem Gleisstromkreis zugeordneten Speicher (SP1...SP6) mindestens bis zur nächsten Gleisstromkreisabfrage gespeichert. Während der Zeit, in der ein Gleisstromkreis nicht gespeist wird, kann eine Überprüfung auf eingestreute Störspannungen des Gleisstromkreises vorgenommen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Gleisfreimeldung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Gleisfreimeldeanordnungen dieser Art finden sich in großer Zahl in Anlagen der Deutschen Bundesbahn. Die Gleisstromkreise, aus denen sie aufgebaut sein können, sind z. B. in einem Aufsatz von H. L. Schulmeyer in »Signal + Draht« 73 (1981) Heft 7/8, Seite 186 ff. beschrieben, wobei hier besonders auf Gleisstromkreise, die im Frequenzbereich von 20 kHz und 80 kHz arbeiten, abgehoben ist. Es sind auch die Gründe genannt, die zur Entwicklung solcher höherfrequenten Gleisstromkreise geführt haben.

Neben ihren Vorteilen — vor allem der Unempfindlichkeit gegenüber von thyristorgesteuerten Fahrzeugen verursachten Störungen — haben die höherfrequenten Gleisstromkreise den Nachteil, daß ihre maximale Länge aufgrund der frequenzbedingt höheren Dämpfung des Gleisstromes geringer ist als die maximale Länge eines herkömmlichen 100 Hz-Gleisstromkreises. Die eine Strecke oder einen Bahnhofsbereich

überwachende Gleisfreimeldeanordnung muß demnach eine größere Zahl von Gleisstromkreisen enthalten, wenn sie mit höherfrequenten Gleisstromkreisen aufgebaut wird, als wenn sie herkömmliche 100-Hz-GIeisstromkreise verwenden würde. Mit der Anzahl der benötigten Gleiskreise steigt der Aufwand für die erforderlichen Gleisstromkreissender und -empfänger, für die Abstimmbaugruppen am Gleis und die Kabelzuleitungen zum Stellwerk, sofern, wie dies zumin&est in Bahnhofüöereichen heute vorgesehen wird (siehe Punkt 5 des o. g. Aufsatzes), die Gleisstromkreissender und -empfänger für alle Gleisstromkreise gemeinsam im Stellwerk untergebracht sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Anzahl der benötigten Gleisstromkreissender beim Einsatz höherfrequenter Gleisstromkreise zu reduzieren.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Gemäß der Erfindung wird nur noch ein Gleisstromkreissender für eine größere Zahl von Gleisstromkreisen benötigt Wieviele Gleisstromkreise von einem Gleisstromkreissender dabei gespeist werden, hängt davon ab, in welchen Zeitabständen jeder einzelne Gleisstromkreis auf seinen Besetzungszustand hin abgefragt werden soll. Die Speisung erfolgt — im Gegensatz zur Speisung von Doppelgleiskreisen oder Weichenkreisen, wo ebenfalls ein Gleisstromkreissender auf mehrere Gleisstromkreisempfänger arbeitet — im Zeitmultiplexbetrieb, d. h. es wird jeweils immer nur ein Gleissiromkreis gespeist. Dadurch ist der Energiebedarf für den Gleisstromkreissender nicht höher als bei der Speisung eines Einfachgleisstromkreises. Entsprechend wenig Aufwand wird für die notwendige Stromversorgungseinrichtung benötigt.

Eine Art Zeitmultiplexbetrieb ist übrigens im Zusammenhang mit Gleisstromkreisen auch aus der DE-PS 9 24 995 bekannt. Es wird dort bei isolierten Gleisstromkreisen ein als Gleisstromkreisempfänger arbeitendes Gleisrelais durch einen Motorwähler nacheinander an mehrere Gleisstromkreise angeschaltet. Die Speisung der Gleisstromkreise und die dort außer dem Gleisrelais benötigten Gleishilfsrelais werden jedoch nicht umgeschaltet, sondern bleiben ständig mit den zugeordneten Gleiskreisen verbunden. Die Ersparniswirkung ist deshalb wegen des zusätzlichen Aufwandes für den Motorwähler gering.

Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Gleisfreimeldeanordnung besteht darin, daß alle Gleisstromkreise während der Zeit, in der sie nicht vom Gleisstromkreissender gespeist werden, auf Störspannungen hin überwacht werden können. Solche Störspannungen können von unbekannten Störquellen verursacht sein, sie können aber auch von einem Nachbargleiskreis stammen und auf einen Defekt eines Trenn-Stoßes zurückzuführen sein.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist im Patentanspruch 2 beschrieben und sieht nur einen Gleisstromkreisempfänger für alle von einem gemeinsamen Gleisstromkreissender gespeisten Gleis-Stromkreise vor. Der Gleisstromkreisempfänger wird synchron mit dem Gleisstromkreissender immer an den gerade gespeisten Gleisstromkreis angeschaltet. Dadurch wird eine große Zahl von Gleisstromkreisempfängern eingespart.

In den Ansprüchen 3 und 4 beschriebene Ausgestaltungen der Anordnung betreffen Varianten in der Abfrageprozedur. Sie ermöglichen auch bei Verwendung nur eines Gleisstromkreisempfängers für mehrere Gleisstromkreise eine Störspannungsüberwachung der gerade nicht gespeisten Gleisstromkreise.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemä8>?n Anordnung sind in den Ansprüchen 5 und 6 beschrieben und betreffen die Zeitsteuerung für die Anschalteinrichtungen, die zweckmäßig in einer gemeinsamen Zeitsteuerschaltung erfolgt sowie die Störspannungsüberwachung.

Gemäß Anspruch 7 können die Anschalteeinrichtungen programmierbar ausgelegt sein, so daß sie die Gleisstromkreissender und -empfänger nach einem vorgegebenen Zeitprogramm an die Gleisstromkreise an- und abschalten. Hierbei können dann z. B. kürzere Gleisstromkreise oder Gleisstromkreise, die mit hoher Geschwindigkeit passiert werden dürfen, häufiger abgefragt werden als Gleisstromkreise größerer Länge oder Gleisstromkreise im Rangierbahnhofbereich.

In den Ansprüchen 8 und 9 beschriebene Ausgestaltungen der Anordnung nach der Erfindung betreffen zwei Möglichkeiten zur Angleichung der Pegel der an den unbesetzten Gleisstromkreisen während der Speisephase aufgrund fester Gegebenheiten wie Länge, Zuleitungslänge, Bettungseigenschaften, Verlegungsgeometrie der Auskoppelschleifen, anstehenden Spannungen.

Die Ansprüche 10 und 11 schließlich enthalten eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung, in der Möglichkeiten zur Speicherung des Frei/Besetzt-Kriteriums aufgezeigt sind.

Anhand von drei Figuren sollen nun Ausführungsbeispiele der Gleisfreimeldeanordnung nach der Erfindung beschrieben und ihre Funktion erklärt werden.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit mehreren Gleisstromkreisen gemeinsam zugeordnetem Gleisstromkreissender.

Fig. 2 zeigt den zeitlichen Verlauf des Gleisspannungspegels an einzelnen unbesetzten Gleiskreisen.

Fig.3 zeigt eine Anordnung mit mehreren Gleisstromkreisen gemeinsam zugeordnetem Gleisstromkreissender und gemeinsam zugeordnetem Gleisstromkreisempfänger.

In F i g. 1 sind, schematisch und stellvertretend für eine wesentlich größere Anzanl, drei Gleisstromkreise Cl ... G3 dargestellt die von einem Gleisstromkreissender 5 über eine zeitabhängig gesteuerte Anschalteinrichtung Λ 1 in bestimmtem Zyklus nacheinander, jeweils für eine bestimmte Zeit 7"(F i g. 2) mit Gleisstrom gespeist werden. Die Steuerung der Anschalteinrichtung geschieht durch eine Zeitsteuerschaltung ZS. Jedem Gleisstromkreis ist ein ebenfalls von der Zeitsteuerschaltung ZS angesteuerter Gleisstromkreisempfänger £ 1... E3 zugeordnet, der eine während der Speisezeit am Gleisstromkreisausgang anstehende Gleisspannung mit einem vorgegebenen Schwellwert vergleicht und nur dann ein Gleisfreimeldesignal auf einen Speicher SPX ...SP3 ausgibt, wenn die Gleisspannung den Schwellwert nicht unterschreitet Das Gleisfreimeldesignal bleibt für die Spanne der Zykluszeit in jedem Speicher gespeichert danach wird es gelöscht. Die gespeicherte Gleisfreimeldung kann über Gleisfreimeldeleitungen GFL von den sie benötigenden Stellwerkseinric^tungen abgerufen werden.

In F i g. 1 ist weiterhin eine Störungsmeldeeinrichtung SM dargestellt, welche die von den Gleisstromkreisempfängern außerhalb der Speisezeiten aufgenommene Cleisspannung auswertet und über eine Störmeldeleitung SML eine Störungsmeldung ausgibt, wenn bei ei-

nem unbesetzten, nicht gespeisten Gleiskreis eine über einen vorgegebenen Schwellenwert ansteigende Gleisspannung festgestellt wird. Die Steuerung der Störungsmeldeeinrichtung erfolgt ebenfalls durch Signale der Zeitsteuerschaltung ZS.

Alle dargestellten Teile der Anordnung mit Ausnahme der Gleisstromkreise selbst und der zur Ein- und Ausspeisung von Gleisstrom bzw. Gleisspannung am Gleis erforderlichen passiven Bauelemente befinden sich an einem gemeinsamen, vor Witterungseinflüssen geschützten Ort, vorzugsweise im Stellwerk.

Im Betrieb wird der Ausgang des Gleisstromkreissenders S von der Anschalteinrichtung A 1 zyklisch nacheinander an die Gleisstromkreise G 1, G 2 und G 3 für eine gewisse Zeit (Speisephase Tin Fig.2) angeschaltet. Der Verlauf des Gleisspannungspegels USi ... US3 für die einzelnen Gleisstromkreise über die Zykluszeit von t = 0 bis t = t_z ist in F i g. 2 dargestellt. Die Empfänger E1... £3 sind ständig eingeschaltet und mit den ihnen zugeordneten Gleisstromkreisen verbunden. Jeder Empfänger wird jedoch nur während der Zeit (T), in der der ihm zugeordnete Gleisstromkreis gespeist wird, durch ein Signal der Zeitsteuerschaltung zur Ausgabe einer Gleisfreimeldung befähigt. Diese Gleisfreimeldung wird in dem nachgeschalteten Speicher 5Pl ... SP3 für eine Zeitspanne, die mindestens so lang ist wie die für den Ansteuerzyklus aller Gleisstromkreise benötigte Zeit, gespeichert. Ist nach Ablauf dieser Zeitspanne keine neue Gleisfreimeldung vom Gleisstromkreisempfänger ausgegeben worden, so geht der Speicher in Grundstellung, was von den den Speicher abfragenden Einrichtungen als Besetztmeldung interpretiert wird.

Die Störungsmeldeeinrichtung wird von der Zeitsteuerschaltung jeweils außerhalb der Speisephasen an die einzelnen Gleisstromkreisempfänger angeschaltet. Sie prüft, ob Störspannungen, die an den ungespeisten Gleisstromkreisen gemessen werden, einen zulässigen Schwellenwert übersteigen. Ist dies der Fall, wird eine Störungsmeldung an das Stellwerk ausgegeben.

F i g. 3 zeigt eine Ausgestaltung der Gleisfreimeldeanordnung, bei der neben einem gemeinsamen Gleisstromkreissender S zur Speisung mehrerer Gleisstromkreise — in der Figur sind der Einfachheit halber wieder drei Gleisstromkreise G 4 ... G 6 dargestellt — ein gemeinsamer Gleisstromkreisempfänger E vorgesehen ist. Dieser wird durch eine Anschalteinrichtung A 2 jeweils an denjenigen Gleisstromkreis angeschaltet, der gerade vom Gleisstromkreissender gespeist wird. Die Anschalteinrichtung A 2 wird dabei, wie auch die Anschalteinrichtung A 1 von der Zeitsteuerschaltung ZS gesteuert Dadurch ist sichergestellt, daß der Gleisstromkreisempfänger an keinen anderen als den gerade gespeisten Gleisstromkreis angeschaltet ist Die Anschalteinrichtungen A 1 und A 2 wirken hier wie Schaltebenen eines Wählschalters und sind deshalb in der Figur als solche dargestellt Da nur ein Gleisstromkreisempfänger vorgesehen ist, muß hier auch der Empfängerausgang über eine dritte Anschalteinrichtung A 3 zeitabhängig an die den einzelnen Gleisstromkreisen zugeordneten Speicher SP4 ... SP6 angeschaltet werden. Die Anschalteinrichtung A 3 wird ebenfalls von der Zeitsteuerschaltung ZS angesteuert und arbeitet synchron mit der Anschalteinrichtung A 2.

Da die einzelnen Gleisstromkreise z. B. aufgrund unterschiedlicher Längen oder unterschiedlicher Bettungseigenschaften oder aufgrund ihrer unterschiedlichen Entfernung vom Ort, an dem Gleisstromkreissender und Gleisstromkreisempfänger untergebracht sind, unterschiedliche Impedanzen und unterschiedliche Gleisspannungspegel aufweisen, sind den Gleisstromkreisausgängen einstellbare Verstärker V\... V 3 zuge-5 ordnet, die diese Unterschiede ausgleichen. Diese Funktion könnte auch von einem einzigen Verstärker mit umschaltbarem Verstärkungsfaktor erfüllt werden.

Eine Überwachung der gerade nicht gespeisten Gleisstromkreise auf Störspannungen ist in der in F i g. 3 da γιο gestellten Anordnung nicht vorgesehen. Sie ist jedoch möglich, wenn die Zeit, in der der Gleisstromkreisempfänger an die einzelnen Gleisstromkreise angeschaltet ist, gegenüber der Speisephase um eine kurze Zeitspanne, eine Prüfzeit, verlängert wird. Während der Prüfzeit könnte dann eine Störungsmeldeeinrichtung an den Empfänger angeschaltet werden.

Grundsätzlich ist es auch möglich, den Empfänger während der Zeiten, in denen die einzelnen Gleisstromkreise gespeist werden, d. h. während jeder einzelnen Speisephase (Tin Fi g. 2), jeweils nacheinander an alle Gleisstromkreise anzuschalten. Die Zeitsteuerschaltung muß dann entsprechend aufwendiger ausgestaltet sein und für die Anschalteinrichtung A 2 und A 3 einen vom Steuertakt für die Anschalteinrichtung A 1 unterschiedliehen, schnelleren Steuertakt ausgeben.

Der zuletzt beschriebenen Betriebsart der in F i g. 3 dargestellten Anordnung sind dort Grenzen gesetzt, wo, abhängig von der Anzahl der zu überwachenden Gleisstromkreise, der verwendeten Sendefrequenz und dem gewünschten Zeitabstand der Gleisstromkreisabfragen, die Anschaltzeiten des Gleisstromkreisempfängers an die einzelnen Gleisstromkreise zu kurz werden um eine sichere Gleisfreimeldung zu gewährleisten. In solchen Fällen kann es vorteilhaft sein, während einer Speisephase nicht alle Gleisstromkreise, sondern nur den gespeisten Gleisstromkreis und einen oder beide benachbarten Gleisstromkreise abzufragen.

Es ist auch möglich — dies setzt eine programmierbare Zeitsteuerschaltung voraus — die Speise- und Abfragezeit für die einzelnen Gleisstromkreise individuell zu bemessen oder einzelne Gleisstromkreise unterschiedlich häufig abzufragen. Es können dann kurze Gleisstromkreise oder Gleisstromkreise, die mit hoher Geschwindigkeit befahren werden dürfen, häufiger auf ihren Besetzungszustand hin abgefragt werden als etwa Gleisstromkreise, die eine große Länge aufweisen oder Gleisstromkreise im Rangierbereich eines Bahnhofs.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Gleisfreimeldung für mehrere Gleisabschnitte, bei der beide Schienen jedes Gleisabschnittes in Verbindung mit einem Gleisstromkreissender und einem Gleisstromkreisempfänger einen Gleisstromkreis bilden, dessen Spannung von der Kurzschlußwirkung im Gleisabschnitt befindlicher Fahrzeugachsen beeinflußt und vom Gleis-Stromkreisempfänger zur Gewinnung eines Frei/Besetzt-Kriteriums für den Gleisabschnitt ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Gleisstromkreissender (S) mehreren Gleisstromkreisen (G 1 ... G 6) zugeordnet ist und diese is über eine zeitgesteuerte Anschalteinrichtung (A i) im Zeitmultiplexbetrieb speist und daß das Frei/Ber.etzt-Kriterium für einen Cleisabschnitt während der Zeit (Speisephase T), in der der dem Gleisabschnitt zugeordnete Gleisstromkreis gespeist wird, gewonnen (Empfänger Ei, E2, E 3, E) und mindestens bis zur nächsten Speisephase gespeichert (SpeicherSPi... SP6)wird

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einem gemeinsamen Gleisstromkreissender (S) gespeisten Gleisstromkreisen (G 4 ... C? 6) ein gemeinsamer Gleisstromkreisempfänger (E) zugeordnet ist und daß dieser durch eine mit der den Gleisstromkreissender (S) an die Gleisstromkreise anschaltenden Anschalteinrichtung (A 1) synchron arbeitende, weitere zeitgesteuerte Anschalteinrichtung (A 2) derart an die einzelnen Gleisstromkreise angeschaltet wird, daß der Gleisstromkreisempfänger (E) immer mit dem gerade gespeisten Gleisstromkreis verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einem gemeinsamen Gleisstromkreissender (S) gespeisten Gleisstromkreisen (G 4 ... G 6) ein gemeinsamer Gleisstromkreisempfänger (E) zugeordnet ist und daß dieser durch eine mit der den Gleisstromkreissender (S) an die Gleisstromkreise anschaltenden Anschalteinrichtung (A 1) synchronisierte, weitere zeitgesteuerte Anschalteinrichtung (A 2) derart an die einzelnen Gleisstromkreise angeschaltet wird, daß der Gleisstromkreisempfänger (^während der Zeitspanne (T), in der der Gleisstromkreissender (S) einen der Gleisstromkreise (G4 ... G6) speist, nacheinander an mehrere ihm zugeordnete Gleisstromkreise angeschaltet wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleisstromkreisempfänger (E) während einer Speisephase (T), nacheinander an den gespeisten Gleisstromkreis und die diesem benachbarten Gleisstromkreise angeschaltet wird.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der zeitgesteuerten Anschalteinrichtungen durch eine gemeinsame Zeitsteuerschaltung (ZS) erfolgt.

6. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Störungsmeldeeinrichtung (SM) vorgesehen ist, welche die Spannungen an den Gleisstromkreisen zu Zeitpunkten außerhalb der Speisephasen (T) mißt und eine Störungsmeldung ausgibt, wenn eine dieser Spannungen einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerschaltung (ZS) programmierbar ausgelegt ist, so daß Reihenfolge, Häufigkeit und Dauer der Speisung der einzelnen Gleisstromkreise sowie die Anschaltung der Gleisstromkreisempfänger an die einzelnen Gleisstromkreise problemangepaßt eingestellt und bei Bedarf geändert werden können.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der die Anschaltung des Gleisstromkreisempfängers (£y bewerkstelligenden Anschalteinrichtung (A 2) ein Signalverstärker mit einstellbarem Verstärkungsfaktor zugeordnet ist, der die an den einzelnen Gleisstromkreisen anstehende Spannung mit unterschiedlich voreingestellten Verstärkungsfaktoren verstärkt und dessen Verstärkungsfaktor zu diesem Zweck synchron mit der Anschaltung des Gleisstromkreisempfängers umgeschaltet wird

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Gleisstromkreis (G4 ... G6) auf der Empfängerseite ein Signalverstärker (Vi ... V 3) nachgeschaltet ist, der die am Gleisstromkreis anstehende Spannung mit einem voreingestellten Verstärkungsfaktor verstärkt und daß die den Gleisstromkreisempfänger (E) anschaltende Anschalteinrichtung (A 2) diesen hierzu mit den Verstärkerausgängen verbindet

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Gleisstromkreis (G i... G 3) ein Speicher (SPl ... SP3) zur Speicherung des Frei/ Besetzt-Kriteriums zugeordnet ist und der jeweilige Empfängerausgang des jedem Gleisstromkreis separat zugeordneten Gleisstromkreisempfängers (El ... E3) direkt mit den Speichern (SP 1... SP3) verbunden ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Gleisstromkreis G 4... G 6) ein Speicher (SPA... SP6) zur Speicherung des Frei/Besetzt-Kriteriums zugeordnet ist und daß der Empfängerausgang des gemeinsamen, für mehrere Gleisstromkreise vorgesehenen Gleisstromkreisempfängers (E) über eine dritte zeitgesteuerte und mit der weiteren Anschalteinrichtung (A 2) synchron arbeitende Anschalteinrichtung (A 3) mit den Speichern (SP4 ...SP 6) verbunden ist.