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Selbsttätiger Streckenblock mit nichtisolierten Gleisstromkreisen
Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Streckenblock mit nichtisolierten Gleisstromkreisen
von großer Länge zwischen den aufeinanderfolgenden Signalen.
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Im Eisenbahnsignalwesen ist es bereits bekannt, elektrische Stromkreise
unter Verwendung kurzer Gleisabschnitte zu bilden, die keine isolierten Schienenstöße
aufweisen. DieWirkungsweise solcherGleisstromkreise beruht im wesentlichen auf der
Anwendung einer Frequenz solcher Höhe, daß die Auswirkung des von einem auf dem
Gleis fahrenden Fahrzeug hervorgerufenen Achskurzschlusses möglichst nahe an dem
durch diese Anschlußstellen des Senders und des Empfangsrelais bestimmten Ende des
Gleisstromkreises wieder verschwindet.
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Weiterhin sind kurze Gleisstromkreise ohne isolierte Stöße bekannt,
die mit höheren Frequenzen betrieben werden und gegebenenfalls auch in einen längeren
Gleisabschnitt eingefügt werden können. Diese Gleisstromkreise können jedoch für
sich nicht für einen selbsttätigen Block verwendet werden, da sie nur kurze Gleisabschnitte
von einigen 10 m zulassen. Sie können bestenfalls zum Schutz von übergängen oder
zum Betätigen von Warnzeichen herangezogen werden.
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Durch die Erfindung soll im wesentlichen ein selbsttätiger Block geschaffen
werden, der keine isolierten Schienenstöße enthält, die Störungen verursachen können,
und der eine große Länge des Gleisstromkreises zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Signalen erlaubt, wobei auch an den Enden des Blockes die von mit höheren Frequenzen
betriebenen Gleichstromkreisen erreichbare Sicherheit erhalten bleibt.
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Als Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
jedes Signal zwischen zwei kurzen, mit höherer Frequenz betriebenen Gleisstromkreisen
anzuordnen, von denen der eine außerhalb und der andere innerhalb des zu dem Signal
gehörenden Blockabschnitts liegt und deren Frequenzen, Längen und Abstände zwischen
den Anschlußpunkten ihrer Sender und Empfänger am Gleis derart bestimmt sind, daß
nur ein sehr schmaler überdeckungsbereich dieser beiden Gleisstromkreise in der
unmittelbaren Nähe des betreffenden Signals möglich ist; in Kombination hierzu ist
ein mit einem zwischen den beiden mit höheren Frequenzen betriebenen Endgleisstromkreisen
des Blockabschnitts in an sich bekannter Weise angeordneter Gleisstromkreis großer
Länge mit einer wesentlich tieferen Frequenz entsprechend einer von jedem der beiden
angrenzenden Endgleisstromkreise mit höherer Frequenz bestimmten Länge vorgesehen,
dessen Wirkungsbereich innerhalb der beiden Endgleisstromkreise allmählich abnimmt,
ohne das Wirkungsbereichende der letzteren zu überschreiten.
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Jeder einzelne Gleisstromkreis der selbsttätigen Streckenblockanordnung
nach der Erfindung enthält einen Sender und einen Empfänger mit oder ohne abhängiges
Relais. Die verschiedenen aufeinanderfolgenden Gleisstromkreise sind so gewählt,
daß der Wirkungsbereich eines der längeren Gleisstromkreise mit tieferer Frequenz
den Bereich der angrenzenden Gleisstromkreise mit höherer Frequenz nicht überschreitet.
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Jeder Blockabschnitt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalen ist
dabei aus einem langen Gleisstromkreis mit tieferer Frequenz und je einem angrenzenden
Gleisstromkreis mit höherer Frequenz gebildet.
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Der dem Signal am nächsten gelegene Empfänger kann ein Relais aufweisen,
welches das Signal steuert. Die übrigen zwischen den Signalen liegenden Empfänger
steuern jeweils die Sender der angrenzenden Gleisstromkreise. Dies kann durch Zwischenschaltung
eines Relais erfolgen, das bei Nichterregung den Stromkreis des folgenden Senders
unterbricht; es kann aber auch durch jedes beliebige bekannte System zum Steuern
der Senderschwingungen herbeigeführt werden, sofern das System das Schwingen des
folgenden Senders zuläßt, wenn dieser gespeist wird, und das Schwingen unterbindet,
wenn der Sender nicht gespeist wird.
In den Zeichnungen sind mehrere
verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Dabei zeigt Fig. 1 zwei aufeinanderfolgende Blockabschnitte gemäß der Erfindung,
Fig. 1 a einen Ausschnitt aus Fig. 1, Fig. 2, 4 und 5 verschiedene Schaltungen und
Fig. 3 ein Schaubild.
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In Fig. 1 ist jeweils zwischen zwei Signalen 3 und 4 bzw. 4 und 5
ein Blockabschnitt einer selbsttätigen Blockstrecke dargestellt; beide Blockabschnitte
sind als Ausschnitt aus der gesamten, aus dem Gleis mit den Schienen 1 und 2 bestehenden
Strecke anzusehen, die in Richtung des Pfeils F befahren wird. Der Blockabschnitt
zwischen den Signalen 3 und 4 wird durch zwei mit höheren Frequenzen f
i und f 3 betriebene kurze Endgleisstromkreise C und A ohne isolierte
Schienenstöße gebildet, die einen längeren Gleisstromkreis B mit wesentlich
tieferer Frequenz f 2
einschließen. Entsprechend wird der Blockabschnitt zwischen
den Signalen 4 und 5 durch zwei mit höheren Frequenzen f,' und f.' betriebene Endgleisstromkreise
C und A' ohne isolierte Schienenstöße gebildet, die einen Gleisstromkreis
B' mit tieferer Frequenz f2 einschließen. Der vor dem Signal 3 liegende Blockabschnitt
endet in einem mit höherer Frequenzf3"' betriebenen EndgleisstromkreisA", der an
den Endgleisstromkreis C des nächsten Blockabschnitts angrenzt. Jedem der dargestellten
Gleisstromkreise ist an seinem Ende ein Sender E.", Ei, E2, E3, El, E2 und
E3 sowie an seinem Anfang ein Empfänger R1, R2, R3, Ri ; R2' und R3 zugeordnet,
die jeweils an den Anschlußpunkten M, N, O, P, Q,
R, S, T und V an
das Gleis 1, 2 angeschlossen sind. An die Empfänger R1 und R1 sind Relais r1 und
r1 angeschlossen, mit denen die Signale 3 bzw. 4 abhängig von der Besetzung der
betreffenden Blockabschnitte gestellt werden.
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Die Abstände z. B. der Anschlußpunkte S und T bzw. T und V sowie die
Frequenz f,' des Gleis- , stromkreises C sind derart gewählt, daß ein jenseits
des Anschlußpunktes S auftretender Achskurzschluß noch ohne Auswirkung auf den Empfänger
R1' bleibt. Ist nämlich die Frequenz f1' ausreichend hoch, so ist die Impedanz des
Gleises groß genug, um einen Achskurzschluß zwischen den Schienen 1 und 2 erst im
Punkte S' (Fig. 1 a) auf den Empfänger R1 einwirken zu lassen. Der Punkt S' liegt
in einer Entfernung vom Anschlußpunkt T, die von der gewählten Frequenz f,' abhängt.
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Ebenso wirkt sich ein Achskurzschluß noch bis zum Punkt T' (Fig. 1
a) hin auf den Sender E3 aus. Es ergibt sich so ein überdeckungsbereich S'-T' der
beiden Endgleisstromkreise A und C, der durch geeignete Wahl der Frequenzen
f,' und f 3 auf eine beliebig kurze Gleislänge vermindert werden kann.
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Ebenso kann sich ein Achskurzschluß auf den mit der Frequenz f2 gespeisten
Empfänger R2 nicht schon jenseits des Anschlußpunktes T auswirken, wenn der Abstand
der Anschlußpunkte T und V entsprechend der Frequenz f2 ausreichend
groß ist. Außerdem ist die Eingangsimpedanz des Empfängers Ri für die Frequenz f2'
relativ niedrig, so daß am Anschlußpunkt Z' ein deutlicher Abschluß des Wirkungsbereiches
des Gleisstromkreises. B' eintritt.
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Die Frequenzen f l, f 2 und f1 sowie f,', f2' und f..'
betragen beispielsweise 2000, 325 und 2500 Hz; für die einzelnen Gleisstromkreise
unterschiedlicher Blockabschnitte brauchen jedoch nicht stets dieselben drei Frequenzen
verwendet zu werden. Die Abstände M-N, 0-P, Q-R und S-T sind zweckmäßig einander
gleich und sind etwa 15 m lang. Die Abstände N-0, R-S und T-V können ebenfalls einander
gleich sein und etwa 200 m betragen, während der Abstand P-Q und die entsprechende
Länge des Gleisstromkreises B' etwa 1500 m betragen, so daß jeder Blockabschnitt
zwischen den Signalen 3 und 4 bzw. 4 und 5 etwa 2000 m lang ist. Dabei ist der überdeckungsbereich
zwischen den Punkten S' und T' nur 5 m, was für die Praxis ausreichend
ist.
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Die Sender und Empfänger der jeweils aneinander angrenzenden Gleisstromkreise
desselben Blockabschnittes sind miteinander gekoppelt, wie das auch in Fig. 2 und
4 für den Sender E2 und den Empfänger R3 dargestellt ist.
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Bei der Schaltung nach Fig. 2 wird das Schwingen des Senders EZ vom
Empfänger R3 aus durch Stromlosigkeit des Empfängers R3 unterbrochen (das dem Empfänger
zugeordnete Relais ist nicht dargestellt). Am Ausgang des Empfängers R3 ist hier
ein Gleichrichter 5 a, ein Kondensator 6 und ein Widerstand 7 angeordnet. Der Sender
E2 wird von einer Pentode 8, einem Transformator 9 mit drei Wicklungen und einem
Widerstand 10 gebildet, der in Serie zu der Kathode der Pentode liegt.
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Die Pentode 8 des Senders wird normalerweise infolge des Spannungsabfalls
der Spannung u (Fig. 3) polarisiert, welche von dem Heizstrom am Widerstand 10 der
Kathode erzeugt wird. Unter diesen Umständen kann die Pentode nur dann schwingen,
wenn die Ausgangsspannung U des Empfängers R3 gleich Null ist oder wenigstens unterhalb
des Spannungswertes uo (Fig. 3) liegt, wenn also der Gleisstromkreis A, der dem
Empfänger R3 zugeordnet ist, von Fahrzeugachsen kurzgeschlossen ist. Solange der
Gleisstromkreis A von Fahrzeugachsen frei ist, bleibt die Ausgangsspannung U groß,
und die Pentode 8 arbeitet in der Nähe des Arbeitspunktes M1 (Fig. 3), so daß der
Sender E2 normal schwingt.
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Fig.4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für das Sperren des Senders
E2 durch den mit ihm gekoppelten Empfänger R3 für den Fall, daß der Sender E2 von
einer Schwingschaltung mit Gitter-Kathoden-Kopplung gebildet wird.
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Wie im Beispiel nach Fig. 2 wird die Pentode 8 normalerweise durch
den Spannungsabfall u polarisiert, welcher durch den Heizstrom in dem Widerstand
10 erzeugt wird. Die Ausgangsspannung U des Empfängers R3 ist über die Sekundärwicklung
11 des Transformators 12 an das Gitter der Pentode 8 gelegt. Ein statischer Schutzschirm
13, der vom Heizstrom der Pentode durchflossen wird, schließt das Schwingen des
Senders im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Wicklungen des Transformators
12 aus.
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In gleicher Weise wie der Empfänger R3 arbeitet auch der Empfänger
R2, der mit dem Sender Ei gekoppelt ist und diesen steuert. Alle drei Gleisstromkreise
eines Blockabschnittes sind also untereinander gekoppelt, so daß der Blockabschnitt
hinsichtlich des Stellens des zugehörigen Signals stets als Ganzes arbeitet.
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Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum
Sperren eines Senders durch den mit ihm gekoppelten Empfänger für den Fall, daß
der Sender einen Transistor Tr statt einer Pentode aufweist.
Die
Zuleitungen A1 und Bi sind an den Empfänger angeschlossen. Wird dieser gespeist,
so liegt zwischen Al und Bi eine Wechselspannung, die über den Gleichrichter Rd
gleichgerichtet wird, so daß in dem Stromkreis über Widerstand R4 und Kondensator
C4 eine Gleichspannung U auftritt, die bestrebt ist, den Transistor Tr freizugeben.
Dadurch entsteht in dem Kreis des Transformators T f, der mit dem Kondensator
C3 abgestimmt wird und der den Emitter und die Basis des Transistors Tr koppelt,
eine Schwingung, deren Amplitude durch diejenige Spannung begrenzt wird, welche
durch den Basisstrom des Transistors am Widerstand RE und am Kondensator C5 auftritt
und bestrebt ist, den Transistor zu sperren.
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Der Widerstand R5 dient hauptsächlich dazu, die Steilheit der Transistorschaltung;
also das Verhältnis von Emitterstrom zu Ermitter-Basis-Spannung, im Betriebsfalle
der schwingenden Schaltung annähernd konstant zu halten. Der Transformator Ti koppelt
den Kollektor des Transistors mit den Schienen, die bei Cl und Dl angeschlossen
sind.
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Wenn die Spannung am Eingang des Empfängers R3 absinkt, sei es durch
einen Achskurzschluß oder durch eine andere Ursache, dann sinkt auch die Spannung
U und mit ihr die Emitter-Basis-Spannung des Transistors Tr ab, so daß die Schwingung
abreißt.