DE2458456A1

DE2458456A1 - Detektorschaltung fuer eisenbahnweichen und -kreuzungen

Info

Publication number: DE2458456A1
Application number: DE19742458456
Authority: DE
Inventors: Dirk Jan Vermeulen
Original assignee: Western Industries Pty Ltd
Current assignee: Western Industries Pty Ltd
Priority date: 1974-06-11
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1976-01-02
Also published as: AU7535974A; AU469571B2; FR2274488A1; GB1457193A; US3952977A; ZA743701B; FR2274488B3

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Veickmann,

Dipl.-J nc. ΕΨειοκμ^νν, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

WESTERN INDUSTRIES (PROPRIETARY) LIMITED, 41/43 Troye Street

Johannesburg / Südafrika

Detektorschaltung für Eisenbahnweichen und

-kreuzungen

Die Erfindung betrifft eine elektrische Nachweis- bzw. Detektorschaltung für Eisenbahnweichen und -kreuzungen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Wechselstromgenerator zur Zuführung von Energie quer über eine Weichen- oder Kreuzungsverbindung zu benutzen. Hierbei ist ein Kondensator quer über die Verbindung geschaltet, der mit der Induktivität der Gleisstranglängen zwischen der Verbindung und der Schnittstelle der Gleise einen auf die Generatorfrequenz abgestimmten Schwingkreis bildet.

Die sich ergebende Spannung, die in diesen Gleichstranglängen entsteht, wird dazu verwendet, zweiten Schaltungen zugeführt zu werden, die in den zusammenlaufenden Fahrstrecken der V/eichen oder Kreuzungen angeordnet sind. Jede zweite Schaltung weist einen Kurzschluß quer über die Gleise auf, sowie einen sp- zweiten Kondensator, der quer über die Gleise geschaltet ist,

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•Α.

und zwar in einer Position, welche zwischen dem Kurzschluß und den Weichen oder der Kreuzung liegt. Der zweite Kondensator bildet zusammen mit der Induktivität des Kurzschlusses und der Gleislängen zwischen dem Kurzschluß und dem zweiten Kondensator einen auf die Generatorfrequenz abgestimmten Schwingkreis.

Wenn eine Zugachse den Kurzschluß passiert, dann bildet diese Achse einen Nebenschluß für die zweite Schaltung, und deren Abstimmung wird gestört. Dadurch hat man eine Einrichtung zum Ermitteln der Gegenwart der Achse.

Die vorbeschriebene Schaltungsanordnung hat jedoch insbesondere den Nachteil, daß sie nicht mit einer verbindungslosen Gleisschaltung überlappt bzw. überlagert \tferden kann, wie beispielsweise mit der "Aster"-Gleisschaltung. Der Grund hierfür besteht darin, daß .der vorbeschriebene Kurzschluß eine nichtermittelnde Zone zwischen der Weichen- oder Kreuzungsschaltung und der verbindungslosen Gleisschaltung erzwingt.

Um diesen Nachteil zu überwinden, ist es bereits vorgeschlagen worden, den Kurzschluß und den Kondensator durch ein frequenzselektives Glied niedriger Impedanz quer über die Gleise zu ersetzen. Das Glied weist einen Kondensator auf, der mit der Induktivität einer in Reihe mit ihm geschalteten Induktionsspule einen Schwingkreis bildet. Der Nachteil dieser Anordnung besieht vor allem darin, daß eine Achse, welche die Fahrstrecke bzw. den Zugang passiert, für den von dem Glied gebildeten Schwingkreis graduell einen Nebenschluß bildet, was zur Folge hat, daß eine Achse einen gewissen Abstand von dem Glied haben kann, bevor sie ermittelt wird, und zwar insbesondere dann, wenn sie nur einen Nebenschluß hohen Widerstandes bildet.

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Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Nachweis- bzw. Detektorschaltung geschaffen, die viel schärfer auf einen Nebenschluß reagieren kann, als die oben erwähnten Schaltungen, und die mit geeigneten verbindtmgslosen Gl eis schaltungen überlappt bzw. überlagert werden kann.

Die Erfindung schafft eine Detektorschaltung für Eisenbahnweichen, die drei an einer Verbindung zusammen verbundene Gleisabschnitt aufweisen, oder für Eisenbahnkreuzungen, dip vier an einer Verbindung zusammen verbundene Gleisabschnitte besitzen, wobei die Schaltung folgendes aufweist: Einen Wechselstromgenerator, welcher der Verbindung der Weichen oder der Kreuzung Energie bei einer ausgewählten Frequenz zuführt; sov.de einen ersten Kondensator, der quer über die Verbindung geschaltet ist und bei dieser Frequenz mit der Induktivität von ersten Gleislängen zwischen der Verbindung und dem Schnittpunkt oder den Schnittpunkten der Gleise einen Schwingkreis bildet; ein frequenzselektives Glied niedriger Impedanz, das quer über die Gleise jedes Abschnitts der Weichen oder Kreuzung geschaltet ist, v/obei jedes Glied einen zweiten Kondensator aufweist, der bei dieser Frequenz mit der Induktivität einer mit ihm in Reihe geschalteten Induktionsspule einen Schwingkreis bildet; diese Detektorschaltung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Detektorschaltung einen dritten Kondensator aufweist, der quer über die Gleise jedes' Abschnitts der Weichen oder Kreuzung geschaltet ist, und zwar in einer Position, die sich im Abstand'von dem Glied auf dessen der V/eichen- oder Kreuzungsverbindung am nächsten liegenden Seite befindet; und daß eine Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Spannung' über jeden dritten Kondensator vorgesehen ist, wobei jeder dritte Kondensator bei dieser Frequenz mit der Induktivität von zv/eiten Gleislängen zwischen dem dritten Kondensator und dem passenden bzw. angemessenen Glied einen Schwingkreis

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bildet; wobei ferner die von den zweiten und dritten Kondensatoren zu den zusammenlaufenden Gleisen der Weichen oder Kreuzungen gebildeten Schwingkreise aufgrund der Spannung arbeiten, die in den vorgenannten ersten Gleislängen während des Gebrauchs der Detektorschaltungen entstehen.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätswert jedes dritten Kondensators über den Wert hinaus erhöht ist, der für die Ausbildung des Resonanzkreises bei der genannten Frequenz zusammen mit der Induktivität der zweiten Gleislängen erforderlich ist. Die Detektorschaltung kann insbesondere nach der Erfindung so ausgebildet sein, daß der Generator mit einem Transformator verbunden ist, von dem eine Wicklung quer über die Verbindung geschaltet ist, wobei der erste Kondensator in Reihe mit dieser Wicklung geschaltet ist und einen Resonanzkreis mit der Induktivität der ersten Gleislängen und der Wicklung bildet. Weiterhin wird durch die Erfindung vorgeschlagen, die Detektorschaltung vorteilhaft so auszubilden, daß die Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Spannung über jedem dritten Kondensator Empfänger aufweist, von denen je einer über jeden dritten Kondensator geschaltet ist, sowie eine Empfangseinrichtung, die mit jedem Empfänger zum Zwecke des Empfangs von Signalen von diesen verbunden ist und ein UND-Tor bildet.

Schließlich kann die Detektorschaltung nach der Erfindung erfindungsgemäß so angeordnet sein, daß das Glied und der dritte Kondensator in einer oder mehreren Gleisabschnitten der Weichen oder Kreuzung mit einer verbindungslosen Gleisschaltung überlagert bzw. überlappt sind, wobei letztere die Gegenwart eines Wagens auf dem zu dem relevanten Gleisabschnitt führenden Gleis überwacht.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert. Ec zeigen:

Fig. la eine Detektorschaltung nach der Erfindung; Fig. Ib ein Spannungsdiagramm; und

Fig. 2 eine Detektorschaltung der Fig. 1, die mit einer verbindungslosen Gleisschaltung überlappt bzw. überlagert ist.

Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Satz Eisenbahnweichen dargestellt ist, der aus drei Gleisabschnitten 7 gebildet ist, die an einer Verbindung AC miteinander verbunden sind. Ein Wechselstromgenerator 1 ist an die Primärwicklung eines Transformators 2 angeschaltet, dessen Sekundärwicklung quer über die Verbindung AC geschaltet ist.

Ein erster Kondensator 3 ist in Reihe mit der Sekundärwicklung geschaltet, und zwar bildet er zusammen mit der Induktivität der ersten Gleislängen AB und CB zwischen der Verbindung und dem Gleisschnittpunkt und mit der Induktivität der Sekundärwicklung einen auf die Generatorfrequenz abgestimmten Schwingkreis. Die Spannung, die sich von den Gleislängen AB und CB ergibt, wird dazu benutzt, Detektorschaltungen in den- zwei zusammenlaufenden Abschnitten der Fahrstrecke bzw. des Zugangs zu versorgen. Die quer über die Verbindung AC entstehende Spannung wird direkt dazu benutzt, die Detektorschaltung in dem verbleibenden Abschnitt der Zugänge bzw. Fahrstrecken zu versorgen bzw. mit Leistung zu beaufschlagen.

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Ein erster Kondensator 3 ist in Reihe mit der Sekundärwicklung geschattet, derart, daß er bei der Generatorfrequenz mit der. Induktivität von ersten Gleislängen AB und CB zwischen der Verbindung und dem Schnittpunkt des Gleises und mit der Induktivität der Sekundärwicklung einen Schwingkreis bzw. einen abgestimmten Kreis bildet. Die in den Gleislängen AB und CB entstehende Spannung wird zum Betreiben von Detektorschaltungen in den beiden zusammenlaufenden Abschnitten der Weiche bzw. Weichen benutzt. Die über der Verbindung AC entwickelte Spannung wird dazu verwendet, die Detektorschaltung in dem verbleibenden Abschnitt der Weiche bzw. Weichen zu betreiben.

Die Detektorschaltungen bzw. -kreise in den Gleisabschnitten weisen ein frequenzselektives Glied 4 niedriger Impedanz auf, das quer über die Gleise jedes Abschnitts geschaltet ist. Jedes Glied besitzt einen zweiten Kondensator 5» der mit der Induktivität einer Induktionsspule 6, die in Reihe mit ihm geschaltet ist, einen auf die Generatorfrequenz abgestimmten Kreis bzw. einen Schwingkreis bei der G- neratorfrequenz bildet.

Ein dritter Kondensator 9 ist quer über die Gleise jedes Zugargs bzw. jeder Fahrstrecke geschaltet, und zwar in einer vorbestimmten Position, die sich im Abstand von jedem Glied U auf dessen der Verbindung AC nächstliegenden Seite befindet.

Zum Überwachen d'er Spannung über jeden dritten Kondensator 9 ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die Empfänger S aufweist, von denen je einer mit den beiden Enden je eines der Kondensaboren verbunden ist. Jeder Empfänger ist mit einer Empfangseinrichtung 13, die ein UND-Tor bildet, verbunden. Wenn sich ein Signal von irgendeinem Empfänger 0 um einen vorbestimmten Betrag verringert, dann sinkt infolgedessen das Ausgangssignal der Empfangseinrichtung 13 ab, oder dieses Aus-

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gangssignal verschwindet, und es wird ein geeignetes Relais ' entregt.

In'einer Ausführungsfarm der Erfindung bildet jeder Kondensator

9 bei der Generatorfrequenz zusammen mit der Induktivität der Gleislängen DE und FG zwischen dem Kondensator und dem angemessenen bzw. geeigneten Glied 4 einen Schwingkreis.

Im Gebrauch bleibt die von jedem Kondensator 9 abgeleitete Empfängerspannung konstant auf einem Wert von beispielsweise V1. Wenn eine Radachse 10 ein Glied 4 überquert, fällt die Spannung schnell auf Vo ab, wie in Fig. Ib gezeigt ist. Der Spannungsabfall erfolgt erstens aufgrund der Störung, die von der Achse in dem vom Kondensator 9 gebildeten Schwingkreis hervorgerufen wird, und zweitens aufgrund der Tatsache, daß die Achse einen Nebenschluß des Empfängereingangs bildet. Die Ermittlung einer Radachse kann infolgedessen in der relativ kurzen Gleislänge zwischen einem Glied 4 und Kondensator 9 erfolgen. · ~

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kapazität jedes dritten Kondensators über den Wert erhöht, der zur Ausbildung des Schwingkreises bzw.· des abgestimmten Kreises erforderlich ist. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man einen Kondensator 11 parallel zum Kondensator 9 schaltet, wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien gezeigt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß sich der vom Kondensator 9, dem Glied 4 und den Gleislängen DE und FG gebildete Kreis nicht mehr im abgestimmten Zustand befindet. Jedoch ist die erhöhte Kapazität des Kondensators 9 so gewählt, daß der Kreis noch soweit abgestimmt ist, daß sich eine Empfängerspannung von beispielsweise V2 ergibt. Wenn infolgedessen eine Achse

10 das Glied 4 überquert, dann dient die Achse zuerst dazu, den

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beschriebenen Kreis in abgestimmten Zustand zu bringen. Dieser Zustand wird in Fig. Ib durch den Anstieg der Spannung V2 veranschaulicht. Danach dient die Achse dazu, einen schnelleren Abfall der Spannung als im oben beschriebenen Fall hervorzurufen, v/ie Fig. Ib zeigt.

In der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung reagiert die Detektorschaltung in jedem Gleisabschnitt daher scharf auf einen Nebenschluß, und der Detektionsvorgang findet über einer kürzeren Gleislänge statt als in dem vorher beschriebenen Fall.

In Fig. 2 ist die oben beschriebene Detektorschaltung mit einer verbindungslosen "Aster"-Gleis-schaltung überlappt bzw. überlagert. Letztere ist an sich bekannt und wird daher nicht in allen Einzelheiten beschrieben." Ein Kondensator 12 bildet bei einer Frequenz F1 eines längs der Schiene bzw. der Schienen empfangenen Signals zusammen mit der Induktivität einer Induktionsspule H1 und der Induktivität der Gleislängen HK und IL einen Schwingkreis. Ein serienabgestimmtes Glied 14 blockiert die Übertragung des Signals F1 über das Glied hinaus.

Wenn eine Achse einen Nebenschluß für den vorstehend beschriebenen Kreis bildet, dann wird sie durch den sich ergebenden Spannungsabfall in einem Empfänger RF1 ermittelt.

Die Detektorschaltung der Erfindung, die bei der Frequenz F3 arbeitet, ist in Fig. 2 in gestrichelten Linien gezeigt, wobei das Glied 4 in der Zeichnung rechts von der Induktionsspule HI angeordnet ist. Die Frequenzen F1 und F3 sind als genügend unterschiedliche Werte gewählt, damit die beiden Detektorschaltungen so arbeiten können, daß sie sich sinnvoll nicht gegenseitig beeinflussen. Es sei. darauf hingewiesen, daß die obige

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Anordnung keine nichtermittelnde Zone besitzt und daß eine Achse, die irgendwo längs des Gleisabschnitts plaziert ist, von der einen oder von beiden der oben beschriebenen Detektorschaltungen ermittelt wird.

Die. Aster-Gleisschaltung besitzt überlicherweise ein Filter 21 und einen Generator 20 zur Zuführung eines Signals zu einem anderen Schwingkreis weiter abwärts des Gleises. In der vorliegenden Ausführungsform ist kein derartiges Filter und kein solcher Generator erforderlich. Die Wicklung 20 kann daher dazu benutzt werden, den Empfänger zum Überwachen der Spannung über dem Kondensator 9 der Gleisweichenscbaltung zu koppeln. Der Kondensator 9 wird infolgedessen an einer nahe der Wicklung 20 liegenden Stelle quer über die Gleise geschaltet, wie Fig. zeigt.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß die nach der vorstehenden Erläuterung bei Eisenbahnweichen angewandten Schaltungen mit gleichguten Ergebnissen bei Eisenbahnkreuzungen angewandt werden können. Diese Schaltungen sind dann die gleichen wie vorstehend beschrieben und können auch in den vierten Satz der Gleiszweige eingefügt werden, wie in strichpunktierten Linien in Fig. 1 angedeutet ist.

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Claims

Patentansprüche

Detektorschaltung für Eisenbahnweichen, die drei an einer Verbindung zusammen verbundene Gleisabschnitte aufweisen, oder für Eisenbahnkreuzungen, die vier an einer Verbindung zusammen verbundene Gleisabschnitte besitzen, wobei die Schaltung folgendes aufweist: einen Wechselstromgenerator, v/elcher der Verbindung der Weichen oder Kreuzung Energie bei einer ausgewählten Frequenz zuführt; sowie einen ersten Kondensator, der quer über die Verbindung geschaltet ist und bei dieser Frequenz mit der Induktivität von ersten Gleislängen zwischen der Verbindung und dem Schnittpunkt oder den Schnittpunkten der Gleise einen Schwingkreis bildet; ein frequenzselektives Glied niedriger Impedanz, das quer über die Gleise jedes Abschnitts der Weichen oder Kreuzung geschaltet ist, v/ob ei jedes Glied einen zweiten Kondensator aufweist, der bei dieser Frequenz mit der Induktivität einer mit ihm in Reihe geschalteten Induktionsspule einen Schwingkreis bzw. einen abgestimmten Kreis bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung einen dritten Kondensator (9) aufweist, der quer über die Gleise jedes Abschnitts der V/eichen oder Kreuzung geschaltet ist, und zwar in einer Position, die sich im Abstand von dem Glied (4) auf dessen der V/eichen- oder Kreuzungsverbindung am nächsten liegenden Seite befindet; und daß eine Überwachungseinrichtung (8, 13) zum Überwachen der Spannung über jedem dritten Kondensator vorgesehen ist, wobei jeder dritte Kondensator bei dieser Frequenz mit der Induktivität von zweiten Gleislängen zwischen dem dritten Kondensator und dem passenden bzw. angemessenen Glied einen Schwingkreis bildet;

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wobei .ferner die von den zweiten und dritten Kondensatoren (5> 9) in den zusammenlaufenden Gleisen der Weichen ader Kreuzungen gebildeten Schwingkreise aufgrund der Spannung arbeiten, die in den vorgenannten ersten Gleislängen während des Gebrauchs der Detektorschaltungen entstehen.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapazitätswert jedes dritten Kondensators (9) über den Wert hinaus erhöht ist, der für die Ausbildung des Resonanzkreises bei der genannten Frequenz zusammen mit der Induktivität der zweiten Gleislängen erforderlich ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (1) mit einem Transformator (2) verbunden ist, von dem eine Wicklung quer über die Verbindung, geschaltet ist, wobei der erste Kondensator (3) in Reihe mit dieser Wicklung geschaltet ist und einen Resonanzkreis mit der Induktivität der ersten Gleislängen und der Wicklung bildet.
4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung zum Überwachen der Spannung über jedem dritten Kondensator (9) Empfänger (8) aufweist, von denen je einer mit den Enden eines dritten Kondensators verbunden ist, sowie eine Empfangseinrichtung (13) die mit jedem Empfänger zum Zwecke des Empfangs von Signalen von diesen verbunden ist und ein UND-Tor bildet.

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Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied (4) und der dritte Kondensator (9) in einer oder mehreren Gleisabschnitten der Weichen oder Kreuzung mit einer verbindungslosen Gleisschaltunp; überlagert bzw. überlappt sind, wobei letztere die Gegenwart eines Wagens auf dem zu dem relevanten Gleisabschnitt führenden Gleis überwacht.

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