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Vorrichtung zum Identifizieren von Eisenbahnzügen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Identifizieren von Eisenbahnzügen. Solche Vorrichtungen werden
dazu verwendet, einem Signalwärter anzuzeigen, daß sich ein bestimmter Zug aus einer
bestimmten Richtung nähert, so daß der Wärter den für diesen Zug erwünschten Fahrweg
entsprechend dessen Bestimmung auf einem Bahnhofsgelände vorbereiten kann. Dies
ist von besonderer Bedeutung bei intensivem Zugverkehr, wobei auf einer bestimmten
Bahnstrecke Züge mit verschiedener Bestimmung in kurzen Zwischenräumen aufeinanderfolgen.
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Es ist bereits ein Zugidentifiziersystem bekannt, bei dem an einer
festen Überwachungsstelle eine einen Teil einer elektronischen Generatorschaltung
bildende Kontrollspule angeordnet ist und die Züge eine oder mehrere Kennspulen
tragen, die mittels eines Kondensators auf eine den betreffenden Zug kennzeichnende
Resonanzfrequenz abgestimmt ist bzw. sind. Wenn ein Zug an der Überwachungsstelle
vorüberfährt, wird die Kennspule induktiv mit der Generatorspule gekoppelt, was
zur Folge hat, daß der Generator verhältnismäßig stark gedämpft wird und die Amplitude
der vom Generator erzeugten Wechselspannung absinkt. Weiter sind Einrichtungen vorgesehen,
die auf eine solche Amplitudenabnahme ansprechen. Ein Nachteil dieses bekannten
Verfahrens besteht darin, daß Metallkörper,
die an der Kontrollspule
in kurzer Entfernung vorübergehen, z. B. Räder oder das Fahrgestell des Zuges, gleichfalls
eine gewisse Belastung des Generators herbeiführen. Im allgemeinen wird die Reaktion
des Generators auf das Vorhandensein einer Kennspule erheblich intensiver sein als
die auf einen beliebigen, leitenden, nicht abgestimmten Körper, d. h. der Unterschied
ist quantitativ. Die Gefahr einer verfehlten Reaktion ist jedoch nicht vermieden,
da der Kopplungsgrad in einem großen Bereich wechseln kann.
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Die Erfindung behebt diesen Nachteil. Die Einrichtung nach der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß dieFrequenzdesGeneratorsperiodisch über einen Bereich
verändert wird, der alle möglichen Abstimmfrequenzen der Kennspulen umfaßt, und
mit solcher Geschwindigkeit, daß der ganze Frequenzbereich mindestens einmal in
der Zeit durchlaufen wird, in der die Kennspule eines mit maximaler Geschwindigkeit
fahrenden Zuges wirksam mit der Kontrollspule gekoppelt ist, und frequenzselektive
Mittel vorhanden sind, die bei einer schnellen Änderung der Belastung des Generators,
wie sie z. B. bei Belastung durch eine Kennspule eintritt, ansprechen, nicht jedoch
bei einer langsamen, durch nichtfrequenzselektiv e Belastung bedingten Belastungsänderung.
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Die Vorrichtung ist infolgedessen nur gegen frequenzselektive Belastung
empfindlich, kann aber nicht auf das Vorhandensein eines beliebigen leitenden Körpers
in der Umgebung der Generatorspule ansprechen. Ein solcher Körper kann zwar eine
verhältnismäßig große Belastung des Generators ergeben, doch ist diese nahezu auf
dem ganzen vom Generator überstrichenen Frequenzbereich konstant, so daß bei der
Veränderung der Generatorfrequenz keine schnelle Belastungsveränderung eintritt.
Wenn sich ein Metallgegenstand nähert, der vom Zug mitgeführt wird, nimmt die Belastung
nur verhältnismäßig langsam zu. Auf eine solche langsame Änderung spricht die Vorrichtung
nicht an.
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Die Erfindung ist an Hand eines schematisch in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Mit i, 2 ist eine Bahnstrecke bezeichnet, die durch Isolierzwischenstücke
3, 4, 5 und 6 elektrisch von angrenzenden Gleisstrecken getrennt ist. In der Umgebung
dieser Bahnstrecke, z. B. zwischen oder neben den Gleisen, ist eine Spule 7 angeordnet.
Die Enden der Spule sind über feste Kondensatoren 8 bzw. 9 und die regelbaren Kondensatoren
io bzw. i i geerdet und sind weiter über Kondensatoren 12 bzw. 13 mit dem Steuergitter
und der Anode der Dreipolröhre 14 verbunden. Die Kathode dieser Röhre ist geerdet,
und die Anode wird über einen Widerstand 15 gespeist. Das Steuergitter ist ferner
über die Parallelschaltung eines Widerstandes 16 und eines Kondensators 17 mit Erde
verbunden. Die beschriebene Schaltung bildet einen Generator bekannter Art. Wie
sich aus nachstehendem deutlich ergeben wird, kann für den hier verfolgten Zweck
auch eine andere geeignete Generatorschaltung Verwendung finden. Die Frequenz der
vom Generator erzeugten Schwingungen kann periodisch auf einem bestimmten Frequenzbereich,
z. B. zwischen den Grenzen 85 und 115 kHz, mittels eines Motors i8 geändert werden,
der die veränderlichen Kondensatoren io und i i antreibt.
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Auf den Zügen sind Spulen i9, 2o derart angeordnet, daß sie beim Passieren
des Zuges während einer Zeit, die größer ist als die Wiederholungszeit der Frequenzänderung
des Generators, verhältnismäßig stark induktiv mit der Generatorspule 7 gekoppelt
werden. Die Spulen i9 und 2o sind mittels der Kondensatoren 21 und 22 auf verschiedene,
innerhalb des vom Generator überstrichenen Bereiches liegende Frequenzen abgestimmt.
Die Resonanzfrequenz oder die Kombination der Resonanzfrequenzen der von demselben
Zug mitgeführten Kreise ist kennzeichnend für den betreffenden Zug. Bei dem hier
betrachteten Ausführungsbeispiel können die Resonanzfrequenzen vier verschieden
definierte Werte haben. Die Züge können einen, zwei oder drei Kreise mitführen.
Die Spulen 19und2o können, ähnlich wie die Generatorspule 7, als Rahmenantennen
gestaltet sein und mit den zugehörigen Kondensatoren 21 und 22 zu einem leicht auswechselbaren
konstruktiven Gebilde vereinigt werden.
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Die Anode der Röhre 14 ist über einen Kondensator 23 mit dem Punkt
24 gekoppelt, der weiter über Widerstände25, 26, 27 und 28 mit den Steuerelektroden
der Dreipolröhren 29, 30, 31 und 32 verbunden ist. Diese Steuerelektroden sind über
abgestimmte Kreise 33, 34 35 und 36 mit einer Quelle geeigneter negativer Gittervorspannung
verbunden. Die Kreise 33, 34, 35 und 36 sind auf vier verschiedene Resonanzfrequenzen
der Kennspulen auf den Zügen abgestimmt. Die Anoden der Röhren 29, 30, 31 und 32
sind mittels Transformatoren 37, 38, 39 und 4o mit denAnoden der Zweipolgleichrichterröhren
41, 42, 43 und 44 gekoppelt. Die Kathoden dieser Röhren sind über durch Kondensatoren
überbrückte Widerstände 45, 46, 47 und 48 mit einer Quelle negativer Spannung verbunden
und ferner über Widerstände 49, 50, 51 und 52 mit den Schirmgittern von gasgefüllten
Vierpolröhren 52, 53, 54 und 55 gekoppelt. In die Anodenkreise dieser Röhren sind
Relaiswicklungen B, C, D und E eingefügt.
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Das Steuergitter der Röhre 14 ist mit der Kathode eines Zweipolgleichrichters
56 verbunden. Die Anode dieser Röhre ist über einen durch einen Kondensator 57 überbrückten
Widerstand 58 geerdet und ist weiter über einen Kondensator 59 mit der Steuerelektrode
einer Dreipolverstärkerröhre 6o verbunden. Diese Steuerelektrode ist über einen
Widerstand 61 mit einer Quelle negativer Spannung derart verbunden, daß die Röhre
6o normalerweise Strom führt.
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Die Zeitkonstante des vom Kondensator 59 und Widerstand 61 gebildeten
Ankopplungsgliedes ist niedrig im Verhältnis zu der Wechselfrequenz des Generators,
so daß dieses Entkopplungsglied eine differentiierende Wirkung hat. Die Anode der
Röhre
6o ist über einen Transformator 62 mit den Steuerelektroden der normalerweise stromlosen
gasgefüllten Röhren 52, 53, 54 und 55 gekoppelt.
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Zwischen den Gleisen r und 2 liegt die Wicklung eines Relais A und
außerdem die Reihenschaltung eines Widerstandes 63 und einer Batterie 64. Das Relais
A ist auf diese Weise normalerweise erregt, wodurch sein im Anodenkreis der gasgefüllten
Röhren 52, 53, 54 und 55 liegender Ruhekontakt a normalerweise geöffnet ist. Wenn
ein Zug in die Gleisstrecke r, 2 einfährt, wird die Wicklung des Relais A kurzgeschlossen,
wodurch dieses Relais abfällt und die Anoden der Röhren 52 bis 55 über die Wicklungen
der Relais B, C, D und E sowie über den Ruhekontakt a mit einer Anodenspannungsquelle
verbunden werden. Die Röhren 52 bis 55 bleiben jedoch zunächst stromlos. Ferner
schließt Relais A über nicht dargestellte Kontakte einen Erregerkreis für den Motor
18, wodurch dieser in Gang kommt. Die Frequenz des Generators wird infolgedessen,
wie sich aus Fig. 2 a ergibt, periodisch zwischen den Grenzen f1 und f2 geändert,
und zwar linear mit der Zeit. Es ist jedoch ersichtlich, daß auch ein anderes Änderungsverfahren
durchgeführt werden könnte, z. B. ein sinusförmiger Verlauf. Die Widerstände 25,
26, 27 und 28 bilden, wie bereits bemerkt, gemeinsam mit den abgestimmten Kreisen
33, 34, 35 und 36 Filterkreise, die auf die vier verschiedenen Resonanzfrequenzen
der Kennspulen abgestimmt sind. Sobald die Generatorfrequenz eine der erwähnten
Frequenzen überstreicht, entsteht am Ausgang des entsprechenden Filterkreises ein
Hochfrequenzspannungsimpuls, der durch die zugehörige Dreipolröhre verstärkt auf
die Anode einer der Dioden 41, 42, 43 und 44 übertragen wird. Die Diode wandelt
den Hochfrequenzimpuls in einen Gleichspannungsimpuls um. Auf diese Weise tritt
immer dann, wenn die Generatorfrequenz eine der Resonanzfrequenzen der Kennspulen
überstreicht, ein kurzzeitiger positiver Impuls am Schirmgitter einer der gasgefüllten
Röhren 52, 53, 54 und 55 auf. Diese Röhren können hierdurch jedoch nicht zünden,
solange die Spannung der Steuerelektroden gleich derjenigen oder niedriger als diejenige
der negativen Spannungsquelle 65 ist.
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Sobald die Kennspulen, die vom Zuge mitgeführt werden, in die Nähe
der Generatorspule 7 kommen, wird in dem Augenblick, in dem die Generatorfrequenz
die Resonanzfrequenz einer der Kennspulen passiert, dem Generator Energie entzogen,
was sich darin auswirkt, daß die Amplitude der Generatorspannung plötzlich absinkt.
Der zeitliche Verlauf der Belastung L unter Einwirkung einer Kennspule ist in Fig.
2b dargestellt. Sobald die Generatoxfrequenz den Resonanzbereich der betreffenden
Kennspule verlassen hat, steigt die Generatorspannung wieder bis zum ursprünglichen
Wert an. Auf diese Weise weist die Generatorspannung immer dann, wenn die Generatorfrequenz
die Resonanzfrequenz eines der auf dem Zug angeordneten Kreise passiert, ein kurzzeitiges
Absinken auf. Die Generatorspannung wird von der Diode 56 gleichgerichtet, so daß
bei gleichbleibender Wechselspannungsamplitude die Anode der Diode 56 eine bestimmte,
negative Spannung annimmt. Sinkt die Wechselspannung verhältnismäßig schnell ab,
wie dies der Fall ist, wenn die Generatorspule 7 mit einer Kennspule gekoppelt ist,
so wird der Spannungsanstieg an der Anode der Diode 56 durch das differentiierende
Ankopplungsglied 59, 61 mit verhältnismäßig großer Amplitude auf das Steuergitter
der Röhre 6o übertragen, die den Impuls verstärkt über den Transformator 62 den
Steuerelektroden der gasgefüllten Röhren 52, 53; 54 und 55 mit positivem Vorzeichen
zuführt. Da, wie bereits bemerkt, in diesem Augenblick auch dem Schirmgitter einer
dieser Röhren ein positiver Spannungsimpuls zugeführt wird, wird diese Röhre zünden,
wodurch das in den Anodenkreis dieser Röhre eingefügte Relais B oder C oder
D oder E erregt wird. In dem Augenblick, in dem die Generatorspannung wieder
zunimmt, wird zwar über den letztbeschriebenen Kanal auf die Steuerelektroden sämtlicher
Gasentladungsröhren eine negative Spannung übertragen, aber eine einmal gezündete
Röhre bleibt stromführend. Hätte der Zug zwei auf Frequenzen entsprechend den Resonanzfrequenzen
der Kreise 34 und 36 abgestimmte Kennspulen getragen, so wären die Relais C und
E auf die beschriebene Weise erregt. Allgemein wird somit eine bestimmte Kombination
der Relais B, C, D
und E angezogen haben, und diese Kombination ist kennzeichnend
für den betreffenden Zug. Sobald der Zug die Bahnstrecke 1, 2 verlassen hat, zieht
das Relais A erneut an. In diesem Augenblick wird durch nicht dargestellte Kontakte
der Relais B, C, D
und E auf im übrigen bekannte Weise, die nicht zur Erfindung
gehört, ein Kennsignal nach der Kommandostelle übertragen. Wie bereits bemerkt wurde,
können auch leitende Teile des Zuges selbst, z. B. die Räder oder das Fahrgestell,
eine Belastung des Generators herbeiführen. Diese Belastung ist jedoch für den ganzen
Frequenzbereich des Generators nahezu konstant. Der Verlauf der von dem Zug selbst
herbeigeführten Belastung L des Generators ist in Fig. 2 c dargestellt. Infolge
dieser Belastung sinkt die Gen.eratorspannung verhältnismäßig langsam ab, was auch
einen verhältnismäßig langsamen Anstieg der Anodenspannung der Diode 56 zur Folge
hat. Das differentiierende Ankopplungsglied 59, 61 überträgt in diesem Fall nur
einen sehr geringen Spannungsanstieg auf das Steuergitter der Röhre 6o, so daß die
Spannung der Steuergitter der gasgefüllten Röhren 52, 53, 54 und 55 nur so wenig
ansteigen kann, daß sie nicht zünden können.