Elektrischer Trennstoss für mit Wechselstrom gespeiste Gleisstromkreise in Eisenbahnsicherungsanlagen Das Hauptpatent befasst sich mit einem elektrischen Trennstoss für mit Wechselstrom gespeiste Gleisstrom kreise in Eisenbahnsicherungsanlagen, in denen die zu überwachenden Gleisabschnitte gegeneinander nicht iso liert sind und zur Abschnittsbegrenzung ein Querverbin der vorgesehen ist, der an zwei einander gegenüberliegen de oder gegeneinander versetzte Punkte der beiden Schienen des Gleises angeschlossen ist.
Gemäss dem Patentanspruch und dem Unteranspruch 1 des Hauptpatentes ist der aus abwechselnd senkrecht und parallel zum Gleis verlaufenden Teilstücken beste hende Querverbinder in stilisierter S-Form zwischen den durch ihn elektrisch verbundenen Schienen verlegt und seine parallel zum Gleis verlaufenden Teilstücke abwech selnd dicht bei der einen bzw. anderen Schiene, aber davon isoliert angeordnet, um die Schiene und das betreffende Teilstück des Querverbinders induktiv fest zu koppeln und zwei nach entgegengesetzten Seiten offene Leiterschleifen zu bilden, und ist das mittlere, senkrecht zum Gleis verlaufende Teilstück des Querverbinders mit den beiden Schienen über je einen Kondensator verbun den, durch den die Induktivität der auf der einen bzw.
anderen Seite des mittleren Teilstückes liegenden Leiter schleife, die im wesentlichen durch je eine Hälfte des Querverbinders gebildet wird, auf die Frequenz des Gleisstromes des auf der gegenüberliegenden Seite liegen den Gleisabschnittes abgestimmt ist.
In Eisenbahnsicherungsanlagen mit aufeinanderfol genden Gleisstromkreisen für Speisespannungen unter schiedlicher Frequenzen wird durch diese Verlegung der Querverbinder zusammen mit der Resonanzabstimmung an beiden Abschnittsenden zwar erreicht, dass die Gren zen der einzelnen Gleisstromkreise relativ genau festge legt sind und aus einem Abschnitt in den angrenzenden Abschnitt nur eine geringe Spannung als Störspannung übertritt. Insbesondere bei Gleisstromkreisen, bei denen die Länge der quer zum Gleis verlaufenden Teilstücke der Querverbinder im Verhältnis zur Länge der betref fenden Leiterschleife nicht klein ist, können jedoch auch ausserhalb des Abschnittes befindliche Achsen die Span nung am Gleisstromkreis dieses Abschnittes noch beein flussen.
Zahlreiche Versuche haben gezeigt, dass die Grösse der Beeinflussung abhängig ist von der Beschaf fenheit der Nachbarabschnitte, insbesondere von der Abstimmung der vom Querverbinder am einen bzw. anderen Ende gebildeten und auf Resonanz für den Speisestrom des betreffenden Nachbarabschnittes abge stimmten Leiterschleife. Ist die angrenzende Leiterschlei fe des Nachbarabschnittes für die Betriebsfrequenz des betrachteten Abschnittes nämlich kapazitiv verstimmt, dann kann die dafür gedachte Kapazität mit der aus den Schienen und einer aus diesem Abschnitt an den Nach barabschnitt heranrollenden Achse einen abgestimmten Resonanzkreis für die Betriebsfrequenz des Nachbarab schnittes bilden.
Die überwachte Spannung dieser Betriebsfrequenz kann also durch eine noch ausserhalb des Gleisabschnit tes befindliche Achse dermassen stark absinken, dass der Nachbarabschnitt bereits besetzt gemeldet wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, solche unerwünsch ten Effekte zu vermeiden. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das mittlere Teilstück des Querverbinders mit einer der beiden Schienen eine aus einer Parallelschaltung eines Serienresonanzkreises mit einer Kapazität bestehende Abstimmeinheit verbunden ist, welche die betreffende Leiterschleife zusätzlich auf eine zweite Frequenz abstimmt, die gleich oder grösser als die Betriebsfrequenz des angrenzenden Gleisabschnit tes ist.
Dadurch wird erreicht, dass diese Leiterschleife für die Betriebsfrequenz des angrenzenden Gleisabschnit tes zwar ohmisch bzw. induktiv, nicht aber kapazitiv verstimmt ist, so dass sich keine störende Resonanzstelle beim Bewegen von Achsen ausserhalb des Gleisabschnit tes bilden kann. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann in Serie zur Abstimmeinheit eine stetig einstellbare Induktivität geschaltet sein, mit Hilfe der die Induktivität der am Gleis verlegten Leiterschleife gegebe nenfalls korrigiert werden kann.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen elektrischen Trennstoss für aneinander grenzende Gleisabschnitte nach einer im Hauptpatent beschriebenen Ausführungsform, Fig. 2 Diagramme für die überwachte Gleisspannung beim Herannahen einer Achse an den Gleisabschnitt, Fig. 3 drei aufeinanderfolgende elektrische Trenn- stösse mit den erfindungsgemässen Abstimmeinheiten. Fig. 4 vier Diagramme für die Resonanzwiderstände jedes aus Leiterschleife und Abstimmeinheit gebildeten Resonanzkreises und Fig. 5 eine mögliche Ausführungsform für Abstimm einheiten.
Für in der Erläuterung und in der Zeichnung be schriebene Einrichtungen, die schon im Hauptpatent beschrieben wurden, werden dieselben Bezugszeichen verwendet.
Der in Fig. 1 dargestellte elektrische Trennstoss für zwei aneinandergrenzende Gleisabschnitte X und Y, die gegeneinander nicht isoliert sind, soll beim Herannahen einer Achse A von links an diesen Trennstoss beobachtet werden. Hierzu dienen die in Fig. 2 dargestellten Dia gramme der überwachten Spannung U am Empfänger Ey. Wie im Hauptpatent bedeuten Uo die Spannung am Empfänger bei unbesetztem Gleisabschnitt und U1 die Spannung, bei der das dem Empfänger nachgeschaltete, hier nicht dargestellte Gleisüberwachungsrelais abfällt.
Ist die Frequenz fx des linken Gleisabschnittes X kleiner als die Frequenz fy des rechten Gleisabschnittes Y, dann ergibt sich für die Gleisspannung U des rechten Gleisabschnittes beim Annähern der Achse A an den betrachteten elektrischen Trennstoss ein Verlauf, der durch die Kurve I in Fig. 2 dargestellt ist. Bevor die Achse A den Trennstoss erreicht hat, sinkt hierbei die Gleisspannung schon ab. Der aus der rechten Leiter schleife Lx und dem Kondensator Cx gebildete Reso nanzkreis stellt nämlich für die höhere Frequenz fy der überwachten Gleisspannung eine Kapazität dar, die zu sammen mit der aus den beiden Schienen und dem Achskurzschluss gebildeten Induktivität einen Serienre sonanzkreis für die Frequenz fy ergibt.
Dieser Serienreso nanzkreis liegt parallel zu der linken mit dem Kondensa tor Cy auf die Frequenz fy abgestimmten Leiterschleife Ly und schliesst diese kurz, so dass die Spannung am Kondensator Cy unter den Wert der Sapnnung U1 absinkt, bei der das Gleisüberwachungsrelais abfällt.
In Fig. 3 sind drei aufeinanderfolgende elektrische Trennstösse mit Abstimmeinheiten 2, 3, 14, 15 und 25 abgebildet. Zur besseren Übersicht sind die sonst an die Abstimmeinheiten angekoppelten Empfänger und Sender der Gleisspannungen weggelassen. Der linke Trennstoss 31 ist mit seiner rechten Leiterschleife 311 und der Abstimmeinheit 3 auf die Betriebsfrequenz f3 und mit seiner linken Leiterschleife 312 und der Abstimmeinheit 15 auf die Betriebsfrequenz f1 und die zusätzliche Frequenz f5 abgestimmt.
Der mittlere Trennstoss 12 ist mit seiner rechten Leiterschleife 121 und der Abstimm einheit 14 auf die Betriebsfrequenz f1 und die zusätzliche Frequenz f4 und mit seiner linken Leiterschleife 122 und der Abstimmeinheit 2 auf die Betriebsfrequenz f2, der rechte Trennstoss 23 mit seiner rechten Leiterschleife<B>231</B> und der Abstimmeinheit 25 auf die Betriebsfrequenz f2 und die zusätzliche Frequenz f5 und mit seiner linken Leiterschleife 232 und der Abstimmeinheit 3 auf die Betriebsfrequenz f3 abgestimmt.
Dabei bestehen die Abstimmeinheiten 2 und 3 jeweils aus einem Kondensator und die Abstimmeinheiten 14, 15 und 25 aus einer Parallelschaltung eines Kondensators mit einem Serienresonanzkreis.
Die in Fig. 4 dargestellten Diagramme zeigen den Verlauf der Resonanzwiderstände der durch die Leiter- schleifen mit den betreffenden Abstimmeinheiten gebil deten Resonanzkreise über der Frequenz. Der Verlauf des Resonanzwiderstandes R2 des aus der Leiterschleife 122 und der Abstimmeinheit 2 gebildeten Kreises ist durch die ausgezogene Linie im Diagramm (R2 über f) dargestellt. Der Verlauf des Resonanzwiderstandes R3 des aus der Leiterschleife 311 und der Abstimmeinheit 3 gebildeten Kreises ist dem vorgenannten Verlaufe im höheren Frequenzband um f3 ähnlich und durch die gestrichelte Linie im selben Diagramm dargestellt. In den anderen Diagrammen (R14 über f), (R15 über f) u.
(R52 über f) ist jeweils der Verlauf des Resonanzwiderstandes des aus der jeweiligen Leiterschleife und der betreffenden Abstimmeinheit gebildeten Kreises dargestellt. So ist beispielsweise der aus der Leiterschleife 121 und der Abstimmeinheit 14 gebildete Kreis auf die Betriebsfre quenz f1 des dem links von ihr liegenden Gleisabschnitt zugeordneten Gleisstromes abgestimmt. Für die Frequenz f2 des dem rechts von ihr liegenden Gleisabschnitt zugeordneten Gleisstromes darf der Resonanzkreis aus dieser Leiterschleife 121 und der Abstimmeinheit 14 keine Kapazität darstellen. Daher ist diese Leiterschleife zusätzlich auf die Frequenz f4 abgestimmt, die grösser ist als die Frequenz f2, wodurch sich bei dieser Frequenz f2 ein ansteigender Verlauf des Resonanzwiderstandes er gibt.
Dieser Resonanzkreis stellt also für die Frequenz f2 eine Induktivität dar, die sich auf den Verlauf der Gleisspannung des rechten Gleisabschnittes beim Heran nahen einer Achse von links an diesen Gleisabschnitt nicht schädlich auswirken kann. Dieser Verlauf der Gleisspannung des rechten Gleisabschnittes für die Ver wendung der Abstimmeinheiten beim Annähern einer von links auf den betreffenden Trennstoss zurollenden Achse ist mit der Kurve II in Fig. 2 dargestellt und entspricht dem gewünschten Verlauf. Ähnlich wie für diesen Fall haben auch die Resonanzwiderstände 15 und 25 der Leiterschleife 312 und der Leiterschleife 231 für die Frequenz des Gleisstromes des jeweils angrenzenden Gleisabschnittes einen ansteigenden Verlauf.
In Fig. 5 ist eine mögliche Schaltungsausführung mit den erfindungsgemässen Abstimmeinheiten dargestellt. Die rechte Leiterschleife 143 ist dabei mit der Abstimm einheit 14 auf dei Betriebsfrequenz f 1 und die zusätzliche Frequenz f4 und die linke Leiterschleife 255 mit der Abstimmeinheit 25 auf die Betriebsfrequenz f2 und die zusätzliche Frequenz f5 abgestimmt. Die Abstimmeinhei ten können konstruktiv gleich aufgebaut sein und beste hen aus einer Parallelschaltung eines Serienresonanzkrei- ses 141, 142 mit einem Kondensator 143.
Zum Ausglei chen etwaiger Induktivitätsunterschiede von im Gleis verlegten Leiterschleifen ist in Serie mit jeder Abstimm- einheit eine stetig einstellbare Induktivität 144 geschaltet. Die beiden Abstimmeinheiten sowie ein Empfänger E und ein Sender S sind an einen Verteiler 6 geschaltet, der diese Geräte mit den mittleren Anschlusspunkten des elektrischen Trennstosses verbindet.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausfüh rungsbeispiele beschränkt. Es ist beispielsweise möglich, für die eine der beiden Leiterschleifen eines Trennstosses - wie schon für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beschrieben - als Abstimmeinheit lediglich den im Hauptpatent beschriebenen Kondensator zu verwenden, und zwar für diejenige Leiterschleife, deren zugeordnete Betriebsfrequenz grösser ist als die Betriebsfrequenz des im benachbarten Gleisabschnitt fliessenden Gleisstromes. Zur Vereinfachung der Produktion und Lagerhalterung ist es jedoch zweckmässiger, nur gleichmässig bestückte Abstimmeinheiten zu verwenden.
Ferner können Abstimmeinheiten auch bei anders als in den Ausführungsbeispielen dargestellt verlegten Lei terschleifen verwendet werden.