DE3402349C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung bei induktiv beeinflußbaren Gleisgeräten in Eisenbahn­ sicherungsanlagen, die im Bereich einer Fahrschiene an­ geordnet sind und mindestens eine wechselstromgespeiste Sende- und eine Empfangsspule aufweisen, deren durch passierende Räder veränderbare Empfangsspannung minde­ stens mittelbar einem Übertrager mit einer eine Gleich­ richter-Brückenschaltung speisenden Sekundärwicklung zu­ geführt ist.

Diese bekannten Einrichtungen DE-AS 10 98 984, DE-PS 16 05 427) werden im Eisenbahnwesen beispielsweise als elektronische Impulsgeber verwendet, die das Passieren von Fahrzeugachsen an vorgegebenen Stellen eines Gleises ermitteln sollen. Derartige Impulsgeber bestehen viel­ fach aus einer auf der einen Seite einer Eisenbahnschie­ ne zwischen dem Schienenkopf und dem Schienenfuß ange­ ordneten Sendespule, die mit Wechselstrom gespeist wird, und einer mit dieser zusammenwirkenden Empfangsspule, die entweder auf der gleichen Seite der Schiene oder aber jenseits des Schienenfußes angeordnet ist. Wenn der Lauf­ kranz eines Rades diese Spulenordnung passiert, erhöht sich die Kopplung zwischen der Sende- und der Empfangs­ spule derart, daß sich die Empfangsspannung in der Emp­ fangsspule erhöht. Die Empfangsspannung wird einer Gleich­ richterschaltung zugeführt. Es entstehen schließlich elektrische Signale, die über ein Adernpaar nach einem Stellwerk geleitet werden können, wo sie schließlich ei­ nen Achszähler steuern. Zum Ermitteln von fahrrichtungs­ abhängigen elektrischen Kriterien werden am Gleis Zwil­ lingsanordnungen vorgesehen, die sich seit vielen Jahren gut bewährt haben.

Die in der Amplitude veränderbaren Empfangsspannungen werden - wie oben kurz erläutert wurde - einer Gleich­ richterschaltung bzw. Gleichrichter-Brückenschaltung zu­ geführt, welche praktisch eine Demodulation vornimmt. Da der Betrieb der Gleisgeräte mit einer niederfrequenten Trägerfrequenz, z. B. 1 kHz, erfolgt, treten jedoch durch die zwangsläufig vorhandenen Zeitkonstanten der Gleich­ richterschaltung bei schnellen Amplitudenänderungen, also bei mit hoher Geschwindigkeit passierenden Fahr­ zeugrädern, Verfälschungen auf. Bisher wurden die besag­ ten Zeitkonstanten der Gleichrichtung auf die maximal zulässige Restwelligkeit der Gleichspannung abgestimmt. Die dabei auftretenden Verfälschungen wurden in Kauf ge­ nommen.

Die DE-PS 10 00 426 beschreibt ebenfalls eine Anordnung zum Zählen von Achsen im Eisenbahnbetrieb. Dabei ist eine Gleichrichter-Brückenschaltung, welche die Wicklung eines Relais speist, unmittelbar mit der Empfangsspule einer Sende-Empfangsspulenanordnung verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schal­ tungsanordnung der oben angegebenen Art bezüglich der Gleichrichtung dahingehend weiterzubilden, daß trotz der Verwendung niederfrequenter Trägerfrequenzen auf­ grund einer schnellen Gleichrichtung eine Demodulation der amplitudenmodulierten Wechselspannungssignale bei geringer Welligkeit erfolgt, derart, daß auch schnelle Amplitudenänderungen unverfälscht als entsprechendes Gleichspannungssignal an die Auswerteschaltung weiterge­ geben werden. Bei der zu konzipierenden schnellen Gleich­ richterschaltung sollen nur passive Bauelemente eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Sekun­ därwicklung eine Mittenanzapfung aufweist, daß eine gesonderte mittenangezapfte Spule vorhanden ist, deren Anfang unmittelbar und deren Ende mittelbar über ein paralleles RC-Glied mit der Gleichrichter-Brückenschaltung verbunden sind und daß eine Auswerteschaltung an die beiden Mittenanzapfungen angeschlossen ist.

Ringmodulatorschaltungen zur Demodulation in einem Synchrodyne­ empfänger (Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, Meinke-Gundlach, Springer-Verlag 1968, S. 1105/1006) sind mit der erfindungsge­ mäßen Schaltungsanordnung nicht vergleichbar. Sie unterscheiden sich von Brückengleichrichterschaltungen durch zwei anders gepolte Dioden. Ferner ist ein an einen Übertrager angelegter Zusatzträger erforderlich. Eine abzugebende Niederfrequenzspannung wird an den Mittel­ abgriffen zweier Übertrager gewonnen.

Der große Vorteil dieser erfindungsgemäßen Schaltung liegt darin, daß Signalverzerrungen der bisherigen Gleichrichterschaltungen um mindestens den Faktor 10 ge­ senkt werden können, ohne daß ein besonderer elektroni­ scher Aufwand zur Demodulation der Empfangsspannungen erforderlich wäre.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch als Blockschaltbild eine richtungs­ unterscheidende Einrichtung zum Erzeugen und Übertragen von Achszählsignalen und

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel einer in der Einrichtung nach Fig. 1 verwendeten schnellen Gleichrich­ terschaltung.

Fig. 1 zeigt anhand eines Blockschaltbildes einige we­ sentliche Baugruppen einer richtungsunterscheidenden Achszählanlage, und zwar diejenigen Einrichtungen, die an der Strecke vorhanden sind. Ein Generator 1 speist zwei an einer Schiene 2 hintereinander angeordnete Sen­ despulen 3 und 4, die mit Kondensatoren 5 und 6 im Hin­ blick auf die Frequenz des Generators 1 Reihenresonanzkreise bilden. Auf der anderen Seite der Schiene 2 ist jeder Sendespule 3 bzw. 4 eine Empfangsspule 7 bzw. 8 zugeordnet, die mit einem Kondensator 9 bzw. 10 je einen Parallelresonanz­ kreis bilden. Diese weisen Empfangsspannungen auf, die beim Passieren von zu zählenden Rädern durch diese verän­ derbar sind. Die Empfangsspannungen werden also in der Amplitude moduliert und gelangen je auf einen nachgeord­ neten Wechselspannungsverstärker 11 bzw. 12. Die vom Wech­ selspannungsverstärker 11 bzw. 12 abgegebene, zu demodu­ lierende, also gleichzurichtende, Wechselspannung wird über Klemmen K 1, K 2 jeweils einer Gleichrichterschaltung 13 bzw. 14 zugeführt. Diese haben die Aufgabe, die zuge­ führten amplitudenmodulierten Wechselspannungssignale auch dann einer unverfälschten Demodulation zu unterzie­ hen, wenn bei Fahrzeugrädern mit hoher Geschwindigkeit eine schnelle Amplitudenänderung der zugeführten Wechsel­ stromsignale vorliegt. Nähere Einzelheiten bezüglich ei­ ner derartigen schnellen Gleichrichterschaltung werden anhand von Fig. 2 näher erläutert. An die Gleichrichter­ schaltungen 13 bzw. 14 ist über Klemmen K 3, K 4 noch eine Baugruppe 15 angeschlossen, die je nach Aufgabenstellung bzw. einer erforderlichen Signalanpassung im Hinblick auf eine Fernübertragung der Signale die erforderliche Anpas­ sung vornimmt. Über ein mehradriges Kabel LG, das an die Baugruppe 15 angeschlossen ist, werden die Signale des beschriebenen Gleisgerätes an Einrichtungen in einem Stellwerk (nicht weiter dargestellt) geleitet, die bei­ spielsweise eine richtungsabhängige Achszählung vorneh­ men.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der schnellen Gleichrichterschaltung 13 bzw. 14 in der Schaltungsanord­ nung nach Fig. 1. Die Gleichrichterschaltung ist nur aus passiven Bauteilen aufgebaut. Sie besteht eingangsseitig aus einem Übertrager U mit einer Primärwicklung U 1 und einer mittenangezapften Sekundärwicklung U 2. Die mit der Primärwicklung U 1 verbundenen Klemmen sind wie bei der Gleichrichterschaltung 13 in Fig. 1 mit K 1 und K 2 be­ zeichnet. Ferner ist eine mittenangezapfte Spule L 1 vor­ gesehen, die vom Übertrager U elektromagnetisch unabhän­ gig ist. An den Anfang L 11 der Spule L 1 sind zwei in ein und derselben Richtung gepolte Dioden D 1 und D 2 ange­ schlossen, die andererseits mit dem Anfang U 21 bzw. mit dem Ende U 23 der Sekundärwicklung U 2 verbunden sind. An das Ende L 13 der Spule L 1 sind mittelbar über ein RC- Glied R 1/C 1 zwei weitere Dioden D 3 und D 4 angeschlossen, und zwar gegensinnig, jedoch gegenüber den Dioden D 1 und D 2 in der anderen Richtung. Von diesen beiden Dioden ist die Diode D 3 wieder mit dem Anfang U 21 und die Diode D 4 mit dem Ende U 23 der Sekundärwicklung U 2 des Übertra­ gers U verbunden. Als fiktive Last in zwischen den Mit­ tenanzapfungen U 22 und L 12 der Sekundärwicklung U 2 bzw. der Spule L 1 ein ohmscher Widerstand RL vorgesehen; die­ ser Widerstand entspricht praktisch dem Eingangswider­ stand der Baugruppe 15 gemäß Fig. 1. An zwei Klemmen K 3 und K 4 entsteht bei an den Klemmen K 1 und K 2 anliegender Wechselspannung schließlich die gewünschte Gleichspannung mit geringer Welligkeit.

Die Gleichrichterschaltung stellt für Wechselspannungen eine Brückenschaltung dar, in welcher mit Hilfe der Spu­ le L 1 bezüglich der Klemme K 4 gegenüber der Klemme K 3 eine derartige Kompensation von Wechselspannungsanteilen erfolgt, daß die Wechselspannung an der Klemme K 4 bei entsprechender Dimensionierung der Schaltung unabhängig vom Wert des Widerstandes RL gegen null Volt geht. Die Klemme K 4 führt somit ausschließlich einen Gleichspan­ nungsmittelwert. Für die Dimensionierung der Gleichrich­ terschaltung ist es von Bedeutung, daß die Spule L 1 bezo­ gen auf die Frequenz des Generators 1 einen hohen Blind­ widerstand aufweist; dann kann der Wert des Kondensators C 1 in vorteilhafter Weise klein gehalten werden. Außer­ dem ist es wichtig, daß der Wert des Widerstandes R 1 groß ist gegenüber dem Wert des Widerstandes RL.

Die beschriebene Gleichrichterschaltung liefert an der Klemme K 4 positives Potential. Wenn es für bestimmte An­ wendungsfälle jedoch von Vorteil sein sollte, an der Klemme K 4 gegenüber der Klemme K 3 ein negatives Potential zu erzeugen, so braucht nur das RC-Glied R 1/C 1 an der bis­ herigen Stelle durch einen Kurzschluß ersetzt und zwi­ schen den Anfang L 11 der Spule L 1 und die beiden Dioden D 1 und D 2 eingefügt zu werden.

Die erfindungsgemäße Gleichrichterschaltung kann in vor­ teilhafter Weise auch bei solchen Gleisgeräten eingesetzt werden, bei denen die Empfangsspannung zunächst in ein anderes Frequenzband umgesetzt wird.

Es sei besonders darauf hingewiesen, daß der Kondensator C 1 nicht wie bei bekannten Gleichrichterschaltungen die Aufgabe eines Ladekondensators hat. Somit ergibt sich für diesen Kondensator ein relativ kleiner Kapazitäts­ wert, so daß die Gleichrichterschaltung bei sehr klei­ nen Lade- und Entladezeiten gegenüber den herkömmlichen Schaltungen so gut wie keine Signalverzerrungen erzeugt, auch dann nicht, wenn die gleichzurichtenden Empfangs­ spannungen schnellen Amplitudenänderungen unterliegen.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung bei induktiv beeinflußbaren Gleisge­ räten in Eisenbahnsicherungsanlagen, die im Bereich einer Fahrschiene angeordnet sind und mindestens eine wechselstromgespeiste Sende- und eine Empfangsspule auf­ weisen, deren durch passierende Räder veränderbare Emp­ fangsspannung mindestens mittelbar einem Übertrager mit einer eine Gleichrichter-Brückenschaltung speisenden Sekundärwicklung zugeführt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (U 2) eine Mittenanzapfung (U 22) aufweist, daß eine gesonderte mittenangezapfte Spule (L 1) vorhanden ist, deren Anfang (L 11) unmittelbar und deren Ende (L 13) mittelbar über ein paralleles RC-Glied (R 1, C 1) mit der Gleichrichter- Brückenschaltung (D 1, D 2, D 3, D 4) verbunden sind und daß eine Auswerteschaltung (15) an die beiden Mittenanzap­ fungen (U 22, L 12) angeschlossen ist.