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Verfahren zum Überwachen und Impulsauswerten in Achszähleinrichtungen
für Eisenbahnanlagen Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Schaltungsanordnung
zum Überwachen und Impulsauswerten in Achszähleinrichtungen für Eisenbahnanlagen,
in denen zwei beim Einwirken der Achsen auftretende, sich mindestens teilweise zeitlich
überlappende Achsimpulse zum Bestimmen der Bewegungsrichtung der Achsen elektronischen
Schaltkreisen zugeführt, in diesen in richtungsabhängige Impulse umgewandelt und
zum Ein- oder Auszählen einem Zählspeicher zugeleitet werden.
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In den Achszähleinrichtungen verwendet man zum Zählen der an bestimmten
Stellen der Strecke, den Meßstellen, vorbeilaufenden Achsen Gleisgeräte, die unter
anderem auch die Laufrichtung der Achsen berücksichtigen müssen. Diese Richtungskennzeichnung
läßt sich in bekannter Weise mit zwei Gleisgeräten erzielen, die an der Meßstelle
derart gegeneinander versetzt angeordnet sind, daß eine vorbeirollende Achse zuerst
nur das eine Gleisgerät, danach beide Geräte gleichzeitig und zuletzt nur das andere
Gleisgerät beeinfiußt. Je nach Art der verwendeten Gleisgeräte werden die so erzeugten
Achsimpulse oder Kontaktschlüsse zur Auswertung an die Achszähleinrichtung weitergegeben.
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Wird die Achszähleinrichtung zum Überwachen des Frei- und Besetztzustandes
eines Gleisabschnittes verwendet, so hat die Einrichtung die Aufgabe, die Differenz
zu bilden zwischen der Zahl der in den zu überwachenden Gleisabschnitt einlaufenden
Achsen und der Zahl der aus dem Abschnitt auslaufenden Achsen. Der Abschnitt wird
als besetzt gemeldet, wenn die Differenz von null verschieden ist und als frei gemeldet,
wenn der vergleichenden Zähleinrichtung genausoviel Auszählimpulse zugeführt werden
als Einzählimpulse die Einrichtung eingegeben sind.
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Durch irgendeine Störung können in einer solchen Anlage z. B. Einzählimpulse
in der vergleichenden Zähleinrichtung wirkungslos bleiben, während die Auszählimpulse
ordnungsgemäß zugeführt werden. Verbleiben dabei zufällig dieselbe Zahl von Achsen
einer Zugeinheit in dem zu überwachenden Gleisabschnitt wie Einzählimpulse verlorengehen,
so würde der tatsächlich noch besetzte Gleisabschnitt irrtümlich frei gemeldet,
und eine folgende Wagengruppe könnte in diesen Gleisabschnitt geleitet werden. Aus
diesem Grunde werden besonders hohe Forderungen an die Betriebssicherheit der Achszähleinrichtung
gestellt, und zwar muß gewährleistet sein, daß beim Auftreten einer Störung in der
Anlage der zu überwachende Gleisabschnitt immer besetzt gemeldet wird.
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In einer bekannten Schaltung kann zu diesem Zweck das Arbeiten des
Zählwerkes dadurch überwacht werden, daß bei jedem Befahren der Zählpunkte durch
eine oder mehrere Achsen sowohl bei vorher freiem als auch bei bereits besetztem
Gleis ein Ruhestromüberwachungsrelais und ein Zählprüfrelais arbeiten und eine Störungsmeldung
bewirken, wenn eines dieser Relais nicht gearbeitet hat. In einer anderen bekannten
Einrichtung wird zum überwachen des Zählwerkes dem ersten Zählschritt, der das Zählwerk
aus der Grundstellung bringt, diejenige Zustandsänderung jedes Zählorgans zugeordnet,
die einen Impuls für das nachgeordnete Zählorgan auslöst; außerdem ist eine Überwachungseinrichtung
vorgesehen, deren Ansprechen von demjenigen Zustand der Zählorgane abhängig ist,
der nach ordnungsgemäßer Verarbeitung des auf die Grundstellung folgenden Zählimpulses
eintritt. In einer weiteren bekannten Schaltung für Achszähleinrichtungen, in denen
mehrere Impulsgeber auf eine Zählvorrichtung einwirken, sind Speicher für die Zählimpulse
zwischen Impulsgeber und Zählvorrichtung geschaltet, damit auch bei gleichzeitigem
Befahren mehrerer Zählstellen alle Achsen richtig gezählt werden. Zum Auswerten
der Achsimpulse in einer bekannten Impulsschaltung für Achszählanlagen werden für
die Umwandlung der von der Fahrtrichtung der Achsen abhängigen Impulsfolgen in Zählimpulse
Gatterschaltungen der elektronischen Schaltkreistechnik verwendet, wobei von jeder
Eingangsklemme der Impulsschaltung eine Verbindung zu einem Eingang eines dieser
Eingangsklemme zugeordneten Eingangsgatters führt, das nur dann für einen in dieser
Eingangsklemme anliegenden Impuls durchlässig ist, wenn dies von dem Eingangsgatter
der anderen Eingangsklemme her nicht verhindert wird. Eine weitere bekannte Schaltungsanordnung
befaßt
sich mit elektronischen Achszählvorrichtungen für Eisenbahnen, bestehend aus einem
Paar Zählimpulsgeber an den Schienen, einem Zählregister und einem monostabilen
Schaltkreis als Auswerter, welcher sich unter vorbestimmten Zuständen des Zählregisters
in der unstabilen Lage befindet, bei denen die Zählimpulsgeber mit Schwingungserzeugern
in dauernd schwingenden Steuerschwingkreisen zusammengeschaltet sind und je einen
Steuerimpulserzeuger steuern, welcher mit dem Zählregister zusammengeschaltet ist.
Als Zählregister wird in einer bekannten Schaltung ein Schieberegister verwendet,
bei dem die Stromkreise, die die Verschiebung des Schaltzustandes von Glied zu Glied
bewirken, doppelt vorgesehen sind. Weiterhin sind die Kreise so angeordnet, daß
die eine Gruppe den Schaltzustand in einer Richtung und die andere Gruppe den Schaltzustand
in der entgegengesetzten Richtung verschiebt, wobei der entsprechende Fortschaltimpuls
jeweils nur eine der beiden Gruppen wirksam schaltet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vom Eisenbahnbetrieb
gestellten hohen Sicherheitsforderungen an die Achszähleinrichtungen in möglichst
einfacher Weise gerecht zu werden. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der
Funktionsüberprüfung der Achszähleinrichtungen und zum Auswerten der Achsimpulse
einer Meßstelle diese Impulse gleichzeitig einerseits mittels elektronischer Schwellwert-
und Torschalter in einem überwachungskreis in richtungsabhängige überwachungsimpulse
umgewandelt und über einen Zwischenspeicher einer Überwachungseinrichtung zugeführt
werden und andererseits über einen elektronischen Zählkreis in richtungsabhängige
Impulse umgewandelt und einem Zählspeicher zugeführt werden, und daß mit der durch
einen Zählimpuls veränderten Zählspeichereinrichtung ein Vergleichsimpuls erzeugt
wird, der mittelbar oder unmittelbar dem überwachungskreis zugeführt und in diesem
mit dem durch dieselben Achsimpulse erzeugten Oberwachungsimpuls verglichen wird.
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In dem Bestreben, den Betriebsablauf durch Störungen in der Achszähleinrichtung
möglichst wenig zu behindern, ist der für die normalen Betriebserfordernisse maßgebende
Teil der Achszähleinrichtung in vorteilhafter Weise unter Benutzung des Gegenstandes
eines älteren Patentes so ausgeführt, daß die Achsimpulse als Zählimpulse im Zählspeicher
ausgewertet werden, nachdem jeweils die beiden in Impulsformer eingegebenen Achsimpulse
einer Meßstelle abhängig von der Polarität der Spannungsänderung des einen während
des Vorhandenseins des anderen Achsimpulses auftretenden Achsimpulses in einen richtungsabhängigen
Zählimpuls umgewandelt werden und dieser Zählimpuls in seiner Dauer gedehnt und
mittels wechselweiser Abfrage dem Zählspeicher zum Ein- oder Auszählen zugeführt
wird.
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Es besteht die Möglichkeit, daß sich durch eine auftretende Störung
ein Zählimpuls im Zählspeicher nicht auswirken kann, so daß der Betriebsablauf über
den zu überwachenden Gleisabschnitt gefährdet würde. Um dies zu verhindern, schaltet
nach einem weiteren Erfindungsmerkmal der in die überwachungseinrichtung eingegebene,
von den Achsimpulsen einer Meßstelle erzeugte überwachungsimpuls eine Störmeldung
an, wenn der entsprechende Vergleichsimpuls ausbleibt. Eine Störanzeige einer betriebssicheren
Achszähleinrichtung könnte jedoch auch durch die fertigungstechnisch bedingten Toleranzen
der Schaltmittel und die Eigenheit des Betriebsablaufes hervorgerufen werden. In
diesem Fall kann die zeitliche Folge des Eintreffens des zusammengehörigen Oberwachungs=
und Vergleichsimpulses im Zwischenspeicher die betrieblich zulässige Zeitdifferenz
überschreiten, so daß hierdurch eine Störmeldung abgegeben wird, obwohl die Achszähleinrichtung
betriebsfähig ist. Um dies zu vermeiden, wird nach einer Weiterbildung der Erfindung
das gleichzeitige Ansprechen der Schwellwertschalter der Überwachungskreise und
der Zählkreise einer Meßstelle abhängig von denselben Achsimpulsen erzwungen, indem
die einer Meßstelle zugeordneten Schwellwertschalter dieser Kreise untereinander
kreuzweise dynamisch verkoppelt werden.
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Eine vorteilhafte Schaltungsanordnung zum Auswerten der von der Meßstelle
abgegebenen Achsimpulse wird unter Benutzung des Gegenstandes eines älteren Patentes
dadurch erreicht, daß die Weiterleitung eines Zählimpulses an den Zählspeicher nur
dann vorgesehen ist, wenn an den beiden Eingängen des Zählkreises gleichzeitig Achsimpulse
von den Gleisgeräten einer Meßstelle anliegen, wobei der eine Achsimpuls nach Durchlaufen
einer Impulsformerstufe mit Transistoren die beiden je einem richtungskennzeichnenden
Ausgang der Weiche zugeordneten elektronischen Schaltmittel vorbereitend durchlässig
schaltet, während der andere Achsimpuls nach Durchlaufen einer anderen Impulsformerstufe
differenziert wird und abhängig von der durch die zeitliche Folge der anliegenden
Achsimpulse bestimmten Polarität der Spannungsänderung das eine der beiden elektronischen
Schaltmittel der Weiche durchlässig schaltet.
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Die dem Zählspeicher zugeleiteten richtungsabhängigen Zählimpulse
werden zum Überprüfen des ordnungsgemäßen Arbeitens der Achszähleinrichtung einer
Überwachungsanordnung zugeführt. Die Beschaffenheit des Zählspeichers macht es erforderlich,
die Zählimpulse umzuordnen. Dies geschieht nach der weiteren Ausgestaltung der Erfindung
durch einen Umordner, in welchem die verschiedenartigen Impulse, die von der veränderten
Zählspeichereinstellung infolge der eingegebenen, richtungsabhängigen Zählimpulse
erzeugt werden, mittels Transistoren verstärkt, in nachgeschalteten Übertragern
differenziert und zu weiteren Transistoren derart weitergegeben werden, daß an dem
von diesen Transistoren gebildeten gemeinsamen Ausgang des Umordners gleichartige
Vergleichsimpulse auftreten, die in ihrer zeitlichen Folge den in allen Gruppen
des Zählspeichers auftretenden Zählimpulsen entsprechen.
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Weiterhin werden zum Überprüfen der Achszähleinrichtung Überwachungsimpulse
benötigt. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal wird die Weiterleitung dieser Überwachungsimpulse
an die überwachungseinrichtung nur dann vorgesehen, wenn an den beiden Eingängen
eines Überwachungskreises gleichzeitig Achsimpulse in zeitlich einer der Achseneinzählung
entsprechenden Folge anliegen; der elektronischen Weiche ist dabei nur ein Schaltmittel
zugeordnet, das mit dem einen Achsimpuls vorbereitend durchlässig geschaltet und
mit dem anderen Achsimpuls nur dann durchlässig geschaltet wird, wenn dieser Achsimpuls
eine Polarität der Spannungsänderung hat, der einer Achseneinzählung entspricht.
Da
bei dem Vergleich der Überwachungsimpulse mit den entsprechenden Vergleichsimpulsen
zeitliche Bedingungen eingehalten werden müssen, ist es zweckmäßig, daß bei den
beiden vom selben Achsimpuls beeinflußten und mit je zwei Transistoren versehenen
Schwellwertschaltern des überwachungs-und des Zählkreises jeweils der Kollektor
des ersten Transistors des einen Schwellwertschalters mit der Basis des zweiten
Transistors des anderen Schwellwertschalters verbunden ist.
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Durch die Schaltungsanordnung bedingt, treffen die Vergleichsimpulse,
die von denselben Achsimpulsen der Meßstelle ausgelöst werden, nicht unbedingt zu
derselben Zeit an der überwachungseinrichtung ein. Um diese schaltungsbedingte Zeitdifferenz,
die eine unzeitgemäße Störmeldung bewirken könnte, auszuschalten, ist der Zwischenspeicher
so dimensioniert, daß der durch einen überwachungsimpuls belegte, mit zwei Transistoren
versehene Zwischenspeicher durch den entsprechenden Vergleichsimpuls innerhalb einer
zulässigen, betriebsbedingten Zeitdifferenz wieder zurückgestellt wird. Wird jedoch
die zulässige Zeitdifferenz zwischen dem Eintreffen des Überwachungsimpulses und
dem Vergleichsimpuls überschritten, z. B. beim Ausbleiben eines Vergleichsimpulses,
so wird die Schaltungsanordnung nach einem weiteren Merkmal der Erfindung derart
ausgeführt, daß in diesem Fall durch den Schaltzustand des Zwischenspeichers und
eines Zeitgliedes die Störmeldung der Achszähleinrichtung über weitere Schaltmittel
eingeschaltet wird.
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Nach erfolgter Störmeldung besteht die Möglichkeit, daß durch den
weiteren Betriebsablauf die Meldung wieder aufgehoben werden kann, ohne daß die
Störung bemerkt wurde. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal wird dies dadurch vermieden,
daß die Störmeldung in einem Teil dieser weiteren Schaltmittel, bestehend aus einem
der überwachungseinrichtung zugehörigen, aus zwei Transistoren gebildeten Speicher,
gespeichert und nur durch einen' manuellen Rückstellimpuls löschbar ist.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, zur Funktionsüberprüfung der Achszähleinrichtung
ein aus in Reihe geschalteten Transistoren bestehendes logisches Verknüpfungselement
zu verwenden, das eine Störungsmeldung bewirkt, wenn mindestens an einem der Eingänge
dieser Transistoren das die Funktionsfähigkeit und das richtige Arbeiten der Achszähleinrichtung
überwachende Kennzeichen ausbleibt.
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Eine Gefährdung des betrieblichen Ablaufes kann hervorgerufen werden,
wenn in einem zu überwachenden Gleisabschnitt mehr Achsen einfahren als der Zählspeicher
aufnehmen kann, oder wenn im Störungsfall mehr Achsen ausgezählt werden, als eingezählt
sind. In diesem Fall wird erfindungsgemäß bei Überforderung des Zählspeichers der
durch die veränderte Zählspeichereinstellung hervorgerufene Vergleichsimpuls dem
Zwischenspeicher der überwachungseinrichtung nicht zugeführt.
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Die Erfindung sei an Hand von F i g. 1 bis 6 näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Anordnung zum Durchführen
des Verfahrens gemäß der Erfindung; F i g. 2 gibt einige Diagramme mit den Potentialstufen
des Zählspeichers und den entsprechend umgeordneten Zählimpulsen wieder; F i g.
3 zeigt die Schaltungsanordnung der Impulsauswertung des Zählkreises; F i g. 4 gibt
die Schaltungsanordnung des Zählimpulsumordners wieder; F i g. 5 zeigt die Anordnung
des überwachungsimpulskreises mit Zwischenspeicher und Teilen der Überwachungseinrichtung;
F i g. 6 stellt das logische Verknüpfungselement zur Funktionsübertragung der Achszähleinrichtung
mit Störmeldeströmkreis dar.
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In F i g. 1 ist das Blockschaltbild einer der häufigsten Anwendungsfälle
der Achszähleinrichtung für die Bildung von Blockabschnitten wiedergegeben, wobei
an den Meßstellen I und II der Strecke elektronische Gleisgeräte A 1 und
B 1 bzw. A 2 und B 2
angeordnet sind. In diesem Fall hat die
Achszähleinrichtung die Aufgabe, die Differenz zwischen der Zahl .der in einem Blockabschnitt
einlaufenden Achsen und der Zahl der aus dem Blockabschnitt auslaufenden Achsen
zu bilden. Der Abschnitt ist besetzt, wenn die Differenz von null verschieden ist.
Die Gleisgeräte einer Meßstelle sind örtlich gegeneinander versetzt und geben entsprechende
Achsimpulse ab, aus denen die Fahrtrichtung der vorbeilaufenden Achsen ermittelt
werden kann. Durchläuft eine Achse die Wirkzone der Gleisgeräte, so überlappen sich
die Achsimpulse der beiden Gleisgeräte. Die Achsimpulse von A 1 und
B 1 werden getrennt den Eingängen B 12 / B 11 bzw. A 12 / A
11 des Zählkreises J 1 und gleichzeitig den Eingängen A 14 / 13 bzw.
B14/13 des Überwachungskreises J11 zugeführt. Entsprechend werden die Achsimpulse
von A 2 und B 2 den Kreisen J 2 und J21 zugeführt. Von den Eingängen
A 12 / A 11 bzw. B12/911 durchlaufen die Achsimpulse die weiter unten erläuterten
Schwellwertschalter und eine elektronische Weiche und werden entsprechend der Fahrtrichtung
der gezählten Achse an die ebenfalls weiter unten erläuterten Dehnerstufen der Einzählung
bzw. der Auszählung weitergeleitet. Entsprechend der Abfragefrequenz einer Steuereinrichtung
T werden die den einzelnen Meßstellen zugehörigen Dehnerstufen wechselweise abgefragt;
falls ein Zählimpuls in einer der Dehnerstufen vorhanden ist, wird dieser über die
Leitungen all/12 bzw. e11/12 dem gemeinsamen Zähl=: Speicher AZ zugeführt.
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Dieselben Achsimpulse, die den Zählimpuls- im Zählspeicher AZ erzeugen,
werden gleichzeitig dem Überwachungskreis J11 bzw. J21 .zugeführt:' Enthalten diese
Achsimpulse in ihrer zeitlichen- Folge ein Einzählkennzeichen, dann wird,in der
nachfolgenden Überwachungseinrichtung Sa bzw. Sb ein Überwachungsimpuls »Ein« gespeichert.
Ein zweiter Eingang jeder Überwachungseinrichtung ist über die Leitungen 4 und 4a
bzw. 4b mit dem Umordner U
sowie von dort über die Leitungen 1, 2 und
3 mit dem Zählspeicher AZ verbunden, der für jeden eingezählten »Ein«-Impuls einen
Vergleichsimpuls liefert; dieser löscht dann den entsprechenden in die Überwachungseinrichtung
eingespeicherten überwachungsimpuls. Das Ausbleiben des Vergleichsimpulses ist ein
Kennzeichen für das nicht ordnungsgemäße Arbeiten der Achszähleinrichtung während
des Einzählvorganges.
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Diese Überwachung ist ausreichend, da bei fehlerhafter Auszählung
der überwachte Gleisabschnitt ohnehin gesperrt bleibt, weil der Zählspeicher einen
von null verschiedenen Inhalt aufweist.
Wird die Überwachungseinrichtung
Sa bzw. Sb;
nicht durch den eben erwähnten Vergleichsimpuls' innerhalb eines
bestimmten Zeitraumes zurückgestellt, so wird von der Überwachungseinrichtung über
die Leitung 6 a bzw. 6 b und die Speicheranordnung Sp sowie über die Leitung
5 das logische Verknüpfungselement K (in sogenannter UND-Schaltung) und von dort
der Stromkreis des überwachungsrelais D beeinflußt. Dieses Element prüft gleichzeitig
über die Leitungen 13, 16, 23 und 26, ob bei nicht befahrenen Meßstellen bestimmte
Potentiale an entsprechenden Stellen der Achszähleinrichtung vorhanden sind, womit
angezeigt wird, daß die Anlage funktionsfähig ist.
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In der Schaltung nach F i g. l wird ein nach dem bekannten Binärsystem
arbeitender Zählspeicher verwendet. Dieser nicht näher dargestellte Zählspeicher
AZ besitzt beispielsweise insgesamt neun Stufen. Er hat mithin eine Zählkapazität
von 29 = 512 Zahlenwerten (einschließlich der Null). Die Zählstufen sind zum Umordnen
der Impulse in drei Gruppen unterteilt, deren jede drei Flip-Flop-Stufen und eine
Widerstandskombination aus drei Widerständen besitzt, mit denen die verschiedenen
Kombinationsmöglichkeiten der drei Flip-Flop-Stufen in Potentialstufen umgewandelt
werden können, die den Zahlenwerten entsprechen.
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Ein ,Ausschnitt aus diesen Potentialstufen, den Zahlenwerten einer
Speicherbelegung von 47 bis 70 eingezählten Achsen entsprechend; ist in F i g. 2
wiedergegeben. Die einzelnen Stufen verlaufen mit ansteigenden Zahlenwerten abwärts.
Jede der drei Gruppen verfügt über eine Zählkapazität von acht Zahlenwerten (einschließlich
der Null). Ist die Zählkapazität der einen Gruppe erschöpft, so springen sämtliche
Flip-Flop-Stufen dieser Gruppe wieder in Null-Stellung und schalten die nächste
Gruppe um einen Zahlenwert weiter. Die vorher auf null geschaltete Gruppe durchläuft
alsdann alle acht Zahlenwerte von neuem usw.
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In dem in F i g. 1 dargestellten Umordner U werden die über die Leitungen
1, 2 und 3 zugeführten Potentialstufen (vgl. die gleichbezifferten Diagramme in
F i g. 2) verstärkt sowie aus den Potentialsprüngen durch Differenzierung Impulse
gebildet (Diagramme 1 a, 2 a und 3 a in F i g. 2).
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Beispielsweise folgen gemäß F i g. 2 die Potentialstufen der ersten
Zählstufengruppe entsprechend den Zahlenwerten von 48 bis 55 aufeinander, wobei
sieben negative Impulse gemäß Diagramm 1 a erzeugt werden. Der achte beim Differenzieren
entstehende Impuls ist stets positiv, weil hier der Potentialrücksprung z. B. von
55 nach 56 erfolgt. In diesem Fall wird der fehlende negative Impuls von der zweiten
Zählstufengruppe gemäß den Diagrammen 2 und 2 a geliefert, das gleiche geschieht
beim Potentialrücksprung in der Potentialstufe der zweiten Zählstufengruppe, z.
B. beim Zahlenwert 64, wobei der fehlende vierundsechszigste Impuls der zweiten
Gruppe von der dritten Gruppe geliefert wird. Alle durch Differenzierung gebildeten
negativen Impulse der drei Zählstufengruppen werden in ihrer nun lückenlosen zeitlichen
Reihenfolge als Vergleichsimpulse der Ausgangsleitung 4 des Umordners U zugeführt
(vgl. das gleichbezifferte Diagramm in F i g. 2).
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Werden beispielsweise im Zählspeicher AZ mehr als fünfhundertelf Impulse
eingespeichert, dann springt auch die dritte Zählstufengruppe um alle Potentialstufen
zurück (Zählerstellung 512 = 0); dabei entfällt der negative Impuls, weil er von
keiner weiteren Zählstufe geliefert werden kann.
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An Hand von F i g. 3 sei nun das Verfahren und die Schaltungsanordnung
der in F i g. 1 in den Blockbildern J1 bzw. J2 und T dargestellten
Zählkreise näher erläutert. Da die zu den einzelnen Meßstellen gehörigen Schwellwertschalter,
richtungskennzeichnenden elektronischen Weichen und Dehnerstufen gleich ausgebildet
sind, genügt für die Verständlichkeit der Erfindung die Darstellung der in F i g.
3 ausgeführten Schaltmittel und Einrichtungen.
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Die z. B. von den gleichbenannten elektronischen Gleisgeräten der
Meßstellen I beim Durchgang eines Rades abgegebenen, zeitlich versetzten und überlappten
Achsimpulse A 1 und B 1 werden den Eingängen A 11 und
A 12 bzw. B 11 und B 12 des entsprechenden Schwellwertschalters
nach F i g. 3 zugeführt.
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Der von dem Gleisgerät B 1 abgegebene Achsimpuls wird in dem Schwellwertschalter
mittels der Transistoren Tr3 und Tr4 in einen nahezu rechteckförmigen Impuls umgewandelt
und einer richtungskennzeichnenden elektronischen Weichenschaltung zugeführt, wo
er die elektronischen Schaltmittel (z. B. die Transistoren Tr5 und Tr6) vorbereitend
durchlässig schaltet. In derselben Weise wird der an den Eingängen A
11 und A 12 anliegende Achsimpuls A 1 über die Transistoren
Tr 1 und Tr 2 in einen Rechteckimpuls umgewandelt, in dem nachfolgenden
Differenzierglied L 4 differenziert und mit gleicher bzw. invertierter Polarität
(je nachdem, ob die während des Vorhandenseins des anderen Achsimpulses auftretende
Flanke des eingegebenen Impulses fallende oder ansteigende Spannung aufweist) als
negativer oder positiver Impuls gleicher Amplitude und Dauer den Transistoren Tr5
und Tr6 der elektronischen Weiche zugeführt. Je nachdem, an welcher Basis der Transistoren
Tr5 und Tr6 der positive Impuls angelegt wird, tritt am Kollektor des betreffenden
Transistors ein fahrtrichtungsabhängiger Zählimpuls auf.
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Kehrt ein Rad im Beeinflussungsbereich eines Meßpunktes seine Bewegungsrichtung
um, so ergeben sich zwei Möglichkeiten. In dem einen Fall kehrt die Achse ihre Bewegungsrichtung
um, bevor die Bedingungen zu einer Zählimpulsabgabe erfüllt sind; dann ist nur ein
Achsimpuls A 1 bzw. B 1 an
die Auswerteinrichtung abgegeben
worden. In dem anderen Fall wurde durch die einwirkende Achse bereits ein Zählimpuls
»Ein« an die Zähleinrichtung abgegeben; hier wird bei der Umkehr der Bewegungsrichtung
dieser Achse ein dem ersten entgegengesetzt wirkender Zählimpuls »Aus« an die Zähleinrichtung
weitergegeben. Wie bereits ausgeführt, wird durch die Bewegungsrichtung des Rades
die zeitliche Folge der Achsimpulse A und B bestimmt; dementsprechend
liegt an den Transistoren Tr 5 und Tr 6
gleichzeitig mit dem Achsimpuls
B 1 ein Impuls entsprechend der Polarität der Spannungsänderung, hervorgerufen durch
den Achsimpuls A 1, an. Die Schaltungsanordnung der elektronischen Weiche
ist nun so ausgeführt, daß z. B. beim Anliegen der Einzähl-Achsimpulsfolge der Transistor
Tr6 und beim Auszählen der Transistor Tr 5 einen entsprechenden Zählimpuls
»Ein« bzw. »Aus« über die Dioden D 2 bzw. D 1 an die entsprechenden Eingänge der
nachgeschalteten Dehnerstufen weitergibt.
Durch die Verwendung eines
nichtlinearen rückgekoppelten Verstärkers (Schmitt-Trigger), z. B. mit den Transistoren
Tr3 und Tr4, zur Impulsformung können die Schwellwertschalter durch einen Spannungsteiler
je nach den Betriebserfordernissen in einfacher Weise innerhalb bestimmter Grenzen
eingestellt werden. Diese Anordnung hat außerdem den Vorteil, daß Schwankungen der
Stromquelle unwirksam bleiben, da sich sowohl der Schwellwertpunkt des Impulsformers
als auch das an den Eingängen anliegende Potential der Achskennzeichnung proportional
mit der Betriebsspannung verändern.
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Ein über die Diode D 1 bzw. D 2 dem Eingang der entsprechenden
Dehnerstufe (die z. B. nach F i g. 3 in Flip-Flop-Schaltung ausgeführt sein können)
zugeführter Zählimpuls belegt die Dehnerstufe, so daß die Schaltzustände der Transistoren
Tr7 und Tr8 bzw. Tr9 und Tr10 wechseln. Dabei erhält man an den Ausgängen e 11 oder
e12 bzw. all oder a12, die die Dehnerstufe mit dem nicht dargestellten Zählspeicher
AZ verbinden, einen Impuls, der nicht zur Zählung führt. Ein wirksamer, richtungsabhängiger
Zählimpuls kann über jene Ausgänge erst dann zum Zählspeicher AZ geführt werden,
wenn ein wirksamer Abfrageimpuls über den Eingang a 1 und die Dioden D 3
bzw. D 4 an die Transistoren Tr 8
bzw. Tr 10 gegeben wird, der den
ursprünglichen Schaltzustand der Dehnerstufe wieder herstellt; mit dieser Zustandsänderung
wird der Zählimpuls abgegeben. Die Abfrageimpulse werden mittels einer bekannten
Multivibratoranordnung, die in F i g. 3 durch die Transistoren Trll und Tr12 dargestellt
ist, erzeugt; sie werden wechselweise über die Ausgänge a 1 und
a 2 den entsprechenden Dehnerstufen zugeführt.
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Der durch die Zählimpulse belegte, nicht dargestellte Zählspeicher
wirkt auf weitere ebenfalls nicht dargestellte Schaltmittel ein, die den weiteren
Betriebsablauf bestimmen.
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Zur Überwachung der ordnungsgemäßen Einspeicherung werden, wie schon
erwähnt, die an den Leitungen 1, 2 und 3 des Zählspeichers AZ nach F i g. 1 auftretenden
Potentialstufen (vgl. F i g. 2) zur Erzeugung der Vergleichsimpulse den gleichbezifferten
Eingängen 1, 2 und 3 des in F i g. 4 näher dargestellten Umordners zugeführt. Diese
Potentialstufen werden im Umordner von den Transistoren Tr 13, Tr 15 und
Tr 17 verstärkt und von den Übertragern L 1, L 2 und L 3 differenziert
(vgl. die Diagramme 1 a, 2 a und 3 a in F i g. 2); die entstehenden negativen Impulse
gelangen an die Basisanschlüsse der Transistoren Tr 14, Tr 16 und Tr 18, während
die positiven Impulse durch die parallel zu den Sekundärwicklungen der Übertrager
L 1 bis L 3 ge-
schalteten Dioden unterdrückt werden. Die negativen
Impulse sind in ihrer Amplitude so groß, daß sie an den Transistoren Tr 14, Tr 16
und Tr 18 begrenzt werden. Dadurch bleiben kleine Ungleichheiten in den Potentialstufen
unkritisch, und im Kollektorkreis der Transistoren Tr 14, Tr 16 und TY 18 treten
immer Impulse gleicher Amplitude auf. Die Summierung der Impulse aller Gruppen erfolgt
in zeitlicher Reihenfolge durch den gemeinsamen Kollektorwiderstand R 1 für die
Transistoren Tr 14, Tr 16 und Tr 18. Anschließend erfolgt eine nochmalige Differenzierung,
da durch die Begrenzung an diesen Transistoren die Impulse ihre Spitzen verloren
haben. Diese Impulse erscheinen an der Ausgangsleitung 4 und werden z. B. über die
Leitungen 4 und 4 a als Vergleichsimpulse der Überwachungseinrichtung Sa (F i g.
1) zugeführt.
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"Zur Erzeugung der Überwachungsimpulse werden die Achsimpulse jeder
Meßstelle außer dem zugehörigen Zählkreis auch dem in F i g. 5 ausführlich dargestellten
Überwachungskreis zugeführt. Sie erscheinen dort an den Eingängen A 13 und
A 14 bzw. B 13 und B 14 und werden von dort über die Transistoren
Tr19 und Tr20 bzw. Tr21 und Tr22 zweier Schwellwertschalter, die in ihrer Wirkung
gleich den Schwellwertschaltern des Zählkreises ausgebildet sind, der vereinfachten
richtungskennzeichnenden clektronischen Weiche mit dem Transistor Tr23
zu-
geführt.
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Von den anliegenden Achsimpulsen wird lediglich dann in den nachfolgenden
Zwischenspeicher der Überwachungseinrichtung Sa bzw. Sb (F i g. 1) ein Überwachungsimpuls
eingegeben, wenn es sich um einen Einfahrt-Achsimpuls handelt. In diesem Fall wird
der Transistor Tr 23 (F i g. 5 ) durchlässig geschaltet, wenn an diesem Transistor
der Achsimpuls B 1 gleichzeitig mit dem über den Übertrager L 5
differenzierten
Achsimpuls A 1, und zwar mit der Polarität der Spannungsänderung der während des
Anliegens des anderen Achsimpulses auftretenden Flanke anliegt; nur dann wird dem
nachfolgenden Zwischenspeicher ein Überwachungsimpuls zugeführt, so daß in diesem
die Transistoren Tr24 und Tr 25 ihren Schaltzustand wechseln. Zurückgeschaltet
werden diese Transistoren durch den auf die Eingangsleitung 4 gegebenen Vergleichsimpuls,
der (wie schon beschrieben) mit denselben Achsimpulsen erzeugt worden ist.
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Um sicherzustellen, daß die beiden demselben Achsimpuls zugeordneten
Schwellwertschalter gleichzeitig ansprechen, sind diese miteinander dynamisch gekoppelt.
Dies geschieht dadurch, daß der Kollektor des Transistors Tr 1 des Schwellwertschalters
des Zählkreises nach F i g. 3 über die Leitung 11 mit der Basis des Transistors
Tr 20 des Schwellwertschalters des Überwachungskreises nach F i g. 5 und
der Kollektor des Transistors Tr 19 dieses Schwellwert-Schalters über die Leitung
12 mit der Basis des Transistors Tr2 des Schwellwertschalters des Zählkreises nach
F i g. 3 verbunden ist. In gleicher Art sind die Transistoren Tr3 und Tr4 des zweiten
Schwellwertschalters des Zählkreises gemäß F i g. 3, der dem anderen Achsimpuls
derselben Meßstelle zugeordnet ist, über die Leitungen 14 und 15 mit den Transistoren
Tr 21 und Tr 22 des entsprechenden Schwellwertschalters des Überwachungskreises
gemäß F i g. 5 verbunden (vgl. auch F i g. 1). Würde diese Verkopplung nicht bestehen,
dann könnte besonders bei kleinen Zuggeschwindigkeiten z. B. der Überwachungsschwellwertschalter
früher ansprechen als derjenige des Zählkreises. Hierdurch könnte die Überwachungsschaltung
ansprechen, wenn der entsprechende Vergleichsimpuls im vorbestimmten Zeitintervall
nicht zugeführt wird.
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Der mit einem Überwachungsimpuls belegte Zwischenspeicher wird durch
den entsprechenden Vergleichsimpuls zurückgestellt, und zwar gemäß F i g. 5 über
die Leitungen 4 und 4 a und die Transistoren Tr 25 und Tr 24. Geschieht
das nicht, so wird von diesem Speicher über den Eingang 6a nach einer vorbestimmten
kurzen entsprechenden Zeit (z. B. 10 msec) ein bestimmtes Potential angelegt, das
einen
Sperrschwinger mit dem Transistor Tr26 und der Drossel L 6 betätigt, der seinerseits
veranlaßt, daß die Transistoren Tr27 und Tr28 ihren Schaltzustand wechseln. Die
kurze Verzögerungszeit wird durch das Zeitglied R 2, C 1 hervorgerufen; dieses und
die Transistoren Tr27 und Tr28 gehören zu dem in F i g. 1 dargestellten Speicher
Sp. Über die Ausgangsleitung 5 wird das nachfolgende logische Verknüpfungselement
K (F i g. 1 und 6), wie später beschrieben, beeinflußt. Der Überwachungsspeicher
Sp kann nur von Hand zurückgestellt werden, und zwar wird in diesem Fall über den
Eingang 7 (F i g. 5 ) den Transistoren Tr 27 und Tr 28 ein entsprechender
Impuls zugeführt. Gleichzeitig wird auch der in der Überwachungseinrichtung Sa (F
i g. 1) enthaltene Zwischenspeicher (Transistoren Tr24 und Tr 25, F i g.
5) über den Eingang 7 a in seine Grundstellung zurückgestellt.
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Da die Überwachungskreise der beiden Meßstellen gleichartig ausgeführt
sind, ist in F i g. 5 nur der Überwachungsstromkreis einer Meßstelle dargestellt.
Die in F i g. 5 angegebenen Ausgangsleitungen 4 b, 6 b und 7 b schalten den
nicht dargestellten überwachungskreis der MeßstelleII an die überwachungseinrichtung
an.
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In F i g. 6 ist der Störmeldestromkreis mit dem logischen Verknüpfungselement
-K (F i g. 1) zur Funktionsüberwachung der Achszähleinrichtung dargestellt.
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Das logische Verknüpfungselement besteht aus fünf in Reihe geschalteten
Transistoren Tr29 bis Tr33. Im Kollektorkreis des Transistors Tr33 befindet sich
das Störmelderelais D, das im Normalzustand angezogen ist, im Störungsfall abfällt
und mit seinem Kontakt D 1 z. B. die Meldelampe L zum Erlöschen bringt. Weitere
nicht dargestellte Kontakte des Störmelderelais D liegen in anderen Stromkreisen,
z. B. in denen einer Blockeinrichtung, und sperren den Blockabschnitt, bis die Störung
wieder behoben ist.
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Der Transistor Tr29 des logischen Verknüpfungselementes liegt mit
seiner Emitterstrecke an einem Spannungsteiler. Die Reihenschaltung aller Transistoren
Tr29 bis Tr33 liegt somit an einer Schwelle, die bewirkt, daß bei Absenken des Eingangspotentials
unter den Schwellwert der Transistoren der entsprechende Transistor in seinen Sperrzustand
wechselt.
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Die Eingangsleitungen 13, 16, 23 und 26 der Transistoren Tr
29, Tr 30, Tr 31 und Tr 32 sind an die entsprechenden Kollektoren
der in den Schwellwertschaltern der Zählkreise J 1 und J 2 (F i g.
1) befindlichen Transistoren (z. B. Tr2 und Tr4, F i g. 3 ) angeschlossen und überprüfen
dadurch das Vorhandensein der Eingangsspannung an diesen Schwellwertschaltern. In
gleicher Weise können jedoch auch die Schwellwertschalter der Überwachungskreise
(F i g. 5) überprüft werden. Diese Eingangsspannung fehlt natürlich auch dann, wenn
eine Meßstelle von einem Rad beeinfiußt wird. Es würde dann also ebenfalls eine
Störung angezeigt, die z. B. den Block als besetzt melden würde; das Befahren einer
Meßstelle löst aber ohnehin eine Besetztmeldung aus, so daß die vermeintliche Störanzeige
nicht zu Irrtümern führen kann.
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Der Eingang 5 des Transistors Tr 33 (F i g. 6) des logischen Verknüpfungselementes
ist über eine Leitung 5 mit dem Kollektor des Transistors Tr27 (F i g. 5) verbunden,
der zum Überwachungsspeicher Sp (Fig. 1 ) gehört. Der Transistor Tr33 wechselt seinen
Schaltzustand abhängig von dem durch den Schaltzustand des Speichers Sp erzeugten,
an dem Eingang 5 anliegenden Potential, so daß der Transistor Tr33 bei nicht belegtem
Speicher Sp leitend ist, während er nichtleitend wird, wenn der Überwachungsspeicher
Sp nach Ausbleiben eines Vergleichsimpulses durch einen Zwischenspeicher, z. B.
in der Überwachungseinrichtung Sa, belegt wurde.
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Wurde der Störmeldestromkreis gemäß F i g. 6 z. B. durch das Ansprechen
der Überwachungsschaltung angeschaltet, so kann nach Beseitigung des Fehlers die
Überwachung durch eine nicht dargestellte Freitaste wieder in ihren Ursprungszustand
zurückgestellt werden, indem die Speicher in den Überwachungseinrichtungen Sa bzw.
Sb sowie der Speicher Sp durch Anlegen eines bestimmten Potentials an den
Eingang 7 (F i g. 5) wieder in ihre Grundstellung gebracht werden. Desgleichen wird
hierdurch die nicht dargestellte Zählspeicheranzeige gelöscht.
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Es kann nun der Fall eintreten, daß in den zu überwachenden Gleisabschnitt
mehr Achsen einfahren als der Zählspeicher aufnehmen kann. So würde z. B. bei einem
Zählvermögen des Speichers von fünfhundertelf Achsen die fünfhundertzwölfte Achse
den Zählspeicher auf die Stellung Null bringen, so daß der überwachte Abschnitt
frei gemeldet würde. Da jedoch der Zählspeicher vom Schritt fünfhundertelf zur Null
keinen Vergleichsimpuls an die Überwachungseinrichtung liefert, spricht die Störmeldung
an und sperrt die Anlage.
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Eine weitere Möglichkeit der Überforderung des Zählspeichers kann
dann eintreten, wenn z. B. von zwanzig einfahrenden Achsen nur neunzehn Einzählimpulse
dem Speicher zugeführt werden, dagegen sämtliche zwanzig Achsen Auszählimpulse liefern.
In diesem Fall springt der Zähler von null nach fünfhundertelf zurück, so daß bei
einer folgenden Einzählung wiederum der Vergleichsimpuls des Zählspeichers ausbleibt
und die Achszähleinrichtung die Störmeldung anschaltet.