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Sicherheitsfahranlage für Schienenfahrzeuge
Die Erfindung betrifft Sicherheitsfahranlagen für Schienenfahrzeuge, und insbesondere wegabhängig arbeitende Sicherheitsfahranlagen, wie sie in der deutschen Patentschrift Nr. 1042633 beschrieben sind, bei denen die von einem mit der Radachse gekuppelten Impulsgeber gelieferten Impulse einem Fortschaltwerk zugeführt werden, das die Impulse summiert und bei Erreichen einer bestimmten Impulssumme vorbestimmte Sicherheitsvorkehrungen auslöst, wenn nicht vor Erreichen der vorgegebenen Impulssumme durch den Lokomotivführer eine Rückstellung des Fortschaltwerks vorgenommen wird.
Die bekannten Geräte sind mit mechanisch bzw. elektromechanisch gesteuerten Bauteilen ausgerüstet und es dient beispielsweise als Impulsgeber ein auf der Radachse des Fahrzeugs angeordneter Impulskontakt, der einen Gleichstromkreis steuert. Wenn sich auch diese Geräte in der Praxis bewährt haben, so sind doch Verschleisserscheinungen an den beweglichen Teilen des Impulsgebers nicht zu vermeiden, und die Forderung nach höchster Betriebssicherheit lässt den Wunsch aufkommen, eine solche Anlage möglichst ohne dem Verschleiss ausgesetzte, bewegliche Teile aufzubauen.
Dieses Ziel kann man gemäss der Erfindung bei einer Sicherheitsfahranlage der genannten Art dadurch erreichen, dass man als Impulsgeber einen auf der Radachse sitzenden bzw. mit dieser gekuppelten Wechselstromgenerator, beispielsweise den in der Regel ohnehin vorhandenen sogenannten Tachometergenerator, vorsieht und dessen gegebenenfalls noch gleichgerichtete Wechselspannung dem Fortschaltwerk zuführt. Dem Wechselstromgenerator kann man aber auch Einrichtungen zur Umwandlung der Wechselstromhalbwellen in frequenzproportionale Rechteckimpulse nachschalten.
Es ist in der deutschen Patentschrift Nr. 1042633 erwähnt, dass man bei der Kombination einer wegabhängigen Sicherheltstahranlage, mit einer geschwindigkeitsabhängigen die Speisung durch eine Wicklung des Geschwindigkeitsgebers vornehmen kann, um die Anlage geschwindigkeitsabhängig zu machen, weil erst bei einer bestimmten Geschwindigkeit der Geberstrom ausreicht, das Fortschaltwerk zu betätigen. Während dort die vom Geschwindigkeitsgeber abgegebene Spannung massgebend ist, wird im vorliegenden Falle der Tachometergenerator als Impulsgeber verwendet, wodurch ein besonderer Impulsgeber mit mechanisch bewegten, dem Verschleiss ausgesetzten Kontakten erspart wird.
Auf einen solchen Impulsgeber könnte man natürlich das bisherige Fortschaltwerk folgen lassen. Um jedoch auch im Summierwerk mechanisch bewegte, dem Verschleiss ausgesetzte Teile zu vermeiden, schaltet man zweckmässigerweise ein elektronisches Fortschalt- oder Speicher werk nach, das den nachstehend beschriebenen Aufbau besitzen kann.
In der Zeichnung ist eine Sicherheitsfahranlage der in der deutschen Patentschrift Nr. 1042633 beschriebenen Art mit den erfindungsgemässen Abänderungen als Beispiel mit den zum Verständnis notwendigenTeilen dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau schematisch, Fig. 2 ein Schaltschema mit dem Schaltungsaufbau des in Fig. 1 mit gestrichelten Linien eingerahmten Teiles, Fig. 3 und 4 Schaltschemen von Einzelheiten der Speichereinrichtung.
Die in Fig. 1 in ihrem prinzipiellen Aufbau dargestellte Sicherheitsfahranlage umfasst den Impulsgeberteil 11 (mit gestrichelten Linien eingerahmt) sowie die Speichereinrichtung 12 mit der Prüfe1nrich - tung 13. In dem Impuhgeberteil 11 wird die von dem auf der Radachse 14 des Schienenfahrzeuges ange- ordneten Wechselstromgenerator 15-der der üblicherweise vorhandene Tachometergenerator sein kann-
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gelieferte sinusförmige Wechselspannung in der Umformerstufe 16 in Rechteckimpulse umgeformt, indem zuerst die Wechselspannung gleichgerichtet und dann die dadurch erzeugten Halbwellenimpulse in Recht- eckimpulse umgewandelt werden.
Hiezu kann die in Fig. 2 dargestellte Schaltungsanordnung dienen, die zwei Transistoren mit den zugehörigen Schaltelementen und einen Gleichrichter umfasst und an ihrem
Ausgang Rechteckimpulse liefert, deren Zahl der Zahl der von dem Wechselstromgenerator nach der Gleichrichtung gelieferten Halbwellen entspricht.
Die von diesem Impulsgeberteil 11 gelieferten Impulse werden dannder ersten von sieben vonständig gleichmässig aufgebauten Stufen der Speichereinrichtung 12 zugeführt, die die Speicherstufen 18, 19, 20,
21,22, 23, 24 umfasst. Jede dieser Stufen weist den in Fig. 3 dargestellten Aufbau auf und besitzt in ihrem Eingangskreis einen Gleichrichter 25 bzw. 26,27, 28, 29, 30, 31, der sie für positive Impulse unempfindlich macht, indem er diese kurzschliesst. Der Gleichrichter 25 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. über je einen Kondensator 32 bzw. 33 mit den Basen zweier Transistoren 34 und 35 verbunden, von denen sich nach dem Schliessen des Kontaktes 36 der eine 34 in gesperrtem und der andere 35 in leitendem Zustand befindet.
Wird über den Kondensator 37 ein negativer Impuls zugeführt. - positive werden. wie bereits gesagt wurde, durch den Gleichrichter 25 kurzgeschlossen-so gelangt dieser über die Kondensatoren 32 und 33 an die Basen beider Transistoren 34 und 35. Dadurch wird der Transistor 34 leitend und der Spannungsabfall am Widerstand 38 erhöht, sc dass über den Kondensator 39 und den Widerstand 40 der Transistor 35 aus dem leitenden Zustand in den gesperrten Zustand versetzt wird. Es ist also jetzt der Transistor 34 leitend und der Transistor 35 gesperrt, also die Stufe aus dem einen stabilen Zustand in den andern gekippt.
Ein weiterer negativer Impuls am Eingang der Stufe macht über den Kondensator 33 wiederum den Transistor 35 leitend, wodurch der Spannungsabfall am Widerstand 41 erhöht und über den Kondensator 42 und den Widerstand 43 der Transistor 34 wieder in den Sperrzustand versetzt wird. Bei jedem Hinkippen entstehen am Ausgang der Stufe, also am Kollektor des Transistors 35, positive und beim Zurückkippen negative Impulse, die der nächsten Stufe zugeführt werden, so dass, da zum Steuern jeder Stufe nur negative Impulse dienen, eine Untersetzung von 2 : 1 pro Stufe eintritt und also nur jeder zweite negative Impuls an die nächste Stufe weitergegeben wird. Die ganze Einrichtung speichert also bei n Stufen bis zu 2n Impulse, d. h. bei 7 Stufen 128 Impulse.
Stehen - was wohl nur als Zufall anzusehen ist-der Raddurchmesser und die Wegstrecke, nach der die Auslösung erfolgen soll, in einem solchen Verhältnis zueinander. dass für die Auslösung eine Impulszahl erreicht wird, die eine Potenz von 2 darstellt, so kann an diese Stufe unmittelbar ein Relais, beispielsweise das Relais 17 in Fig. l, angeschlossen werden, das den gewünschten Vorgang auslöst. In der Regel wird jedoch die bei gegebenem Raddurchmesser als Mass für die Wegstrecke sich ergebende Impulszahl von diesem Ausnahmefall abweichen, aber mit für die Praxis ausreichender Genauigkeit als Summe von zwei oder mehr Potenzen vonzwei darstellbar sein, so dass also eine Anpassung der erfindungsgemässen Vorrichtung an alle vorkommenden Raddurchmesser möglich ist.
Eine für die Praxis ausreichende Genauigkeit erreicht man hiebei in der Regel bereits bei einer Aufteilung der Impulszahl in vier Summanden, von denen jeder eine Potenz von 2 darstellt.
Um für die Summandenbildung die verschiedensten Kombinationsmöglichkeiten zu haben, ist die Speichereinrichtung 12 mit einer Prüfeinrichtung 13 über eine Verbindungseinrichtung 44 verbunden, die beispielsweise mehrere Schalter enthalten kann, durch die der Ausgang jeder der Stufen 18 - 24 der Speichereinrichtung mit einem der Prüfelemente 45,46, 47, 48, deren Zahl der Zahl der zu bildenden Summanden, also im vorliegenden Fall vier, entspricht, verbindbar ist. Diese Prüfelemente, die den Kippzustand bestimmter, entsprechend der zu erzielenden Impulszahl ausgewählter Stufen überprüfen, können an sich nach Art der bekannten Tor-Schaltungen ausgeführt und mit ihren Ausgängen parallelgeschaltet sein.
Man kann sich jedoch zur Einsparung von Schaltelementen zweckmässigerweise der in Fig. 4 dargestellten Anordnung bedienen, bei der als Prüfelemente entsprechend der zu bildenden Anzahl von Summanden vier Zenerdioden 49, 50. 51, 52 in Verbindung mit einem Widerstand 53 vorgesehen sind, der den Transistor 54 nur bei einem bestimmten Kippzustand der ausgewählten Stufen der Speichereinrichtung 12 in seinen Sperrzustand gelangen lässt, bei dem über den Widerstand 55, die Diode 56 und den Widerstand 57 der Transistor 58 in leitenden Zustand versetzt wird, so dass das Relais 59 anspricht und den ge-
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rransistors 54 keine negative Spannung erhält.
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