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Das Patent Nr. 284906 betrifft eine Steuereinrichtung für eine Gleisbremse in einer Ablaufanlage, in der die jeweils ablaufende Abteilung aus einer von der Bremse gemessenen Einlaufgeschwindigkeit auf eine vorgegebene Auslaufgeschwindigkeit abgebremst werden soll. Gemäss Anspruch 1 des Stammpatentes sind vor und hinter jedem Bremsabschnitt Schienenkontakte mit zugeordnetem Achsenzähler zum Ermitteln der jeweils in der Bremse befindlichen Achsenzahl der Abteilung angeordnet und ein von der Geschwindigkeitsmesseinrichtung und dem Achsenzähler steuerbarer Integrator vorgesehen, durch den ein von der gemessenen Einlaufgeschwindigkeit abhängiger Kennwert von dem Zeitpunkt an, in dem die erste Achse der Abteilung in die Bremse einläuft,
proportional zur jeweiligen Achsenzahl in der Bremse veränderbar und über die Zeit integrierbar ist und ein Anschaltbefehl für die Bremse auslösbar ist, wenn der integrierte Kennwert einen voreingestellten Vergleichswert erreicht, der von der gesamten Achsenzahl und von der kinetischen Energie der einlaufenden Abteilung ab- hängig ist.
Gemäss Anspruch 2 des Patentes Nr. 284906 ist als Integrator ein Impulszähler vorgesehen, der durch Impulse fortschaltbar ist, deren Folgefrequenz durch die Geschwindigkeitsmesseinrichtung und den Achsenzähler veränderbar ist.
Im Patent Nr. 284 906 ist das Prinzip geoffenbart, das zum Ermitteln des verzögerten Einschaltzeitpunktes der Gleisbremse anwendbar ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gleichungen abzuleiten, nach denen der Kennwert ermittelbar ist, sowie Schaltmittel anzugeben, die zum Ermitteln des jeweiligen Kennwertes und zu dessen Veränderung proportional zur jeweiligen Achsenzahl in der Bremse besonders vorteilhaft sind.
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worin
C einen Proportionalitätsfaktor,
Va die vorgegebene Auslaufgeschwindigkeit, n die gesamte Achsenzahl der Abteilung, b die Bremsverzögerung für jede Achse,
L die Länge der Gleisbremse und v = y 2b. n. L + v die höchstzulässige Einlaufgeschwindigkeit bedeuten, aus welcher die Abteilung in der Gleisbremse auf dem maximal möglichen Bremsweg sb = Hg.
L mit der Bremsverzögerung auf die vorgegebene Auslaufgeschwindigkeit abbremsbar ist, und dass der Anschaltbefehl spätestens auslösbar ist, wenn bei Verminderung des nach der ersten oder dritten Gleichung ermittelten Kennwertes um den zugehörigen vom Integrator integrierten Kennwert der Betrag Null bzw. bei Verminderung des nach der zweiten Gleichung ermittelten Kennwertes um den zugehörigen integrierten Kennwert der Betrag C. ve erreicht ist.
Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, dass der als Integrator vorgesehene Impulszähler durch einen Zuordner, in dem die Kennwerte für bestimmte Messwerte der Einlaufgeschwindigkeit gespeichert sind, nach Messung der Einlaufgeschwindigkeit der betreffenden Abteilung in die dem zugehörigen Kennwert entsprechende Zählerstellung schaltbar ist und nach dem Betätigen eines Gleisschaltmittels am Bremsenanfang durch Rückstell- impulse steuerbar ist, deren Folgefrequenz gegenüber Taktimpulsen durch zwei Frequenzteiler proportional zur Achsenzahl der Abteilung in der Bremse und umgekehrt proportional zur Gesamtachsenzahl der Abteilung ver- änderbar ist.
Nach weiteren Erfindungsmerkmalen besteht der Integrator aus mehreren parallelen Stromzweigen mitKondensatoren gleicher Kapazität, wobei jeweils eine der Gesamtachsenzahl der Abteilung entsprechende Anzahl dieser Stromzweige an eine Einrichtung angeschaltet ist, die einen konstanten Strom erzeugt, dessen Stärke durch vom Achsenzähler steuerbare Schaltmittel in Abhängigkeit von der Achsenzahl in der Bremse einstellbar ist, und wobei ferner eine Einrichtung vorhanden ist, der sowohl die Kondensatorspannung eines angeschalteten
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Stromzweiges als auch eine weitere von einem Zuordner abgegebene, dem Kennwert proportionale Spannung zugeführt werden und die beide Spannungen miteinander vergleicht oder ihre Differenz bildet.
Die genannten Erfindungsmerkmale und weitere Ausgestaltungen der Steuereinrichtung nach der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert.
Zur näheren Erläuterung des Prinzips der verzögerten Einschaltung von Gleisbremsen werden zunächst an Hand der Fig. l und 2 einige Abteilungen mit gleicher Gesamtmasse --M-- und der gesamten Achsenzahl n 2 betrachtet. Bei der ersten Abteilung möge der Achsenabstand zwischen den jeweils benachbarten Achsen genau gleich der Länge --L-- der Bremse sein, so dass sich immer nur nb = 1 Achse in der Bremse befindet und abgebremst werden kann. Da jede Achse auf einem Weg der Länge --L-- abgebremst werden kann, ist der maximal mögliche Bremsweg sb = ng. L = 2L. Wird durch die Bremse auf eine Achse die Bremskraft --P-- ausgeübt, so ergibt sich die Bemsverzögerung --b-- mit
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wenn m die auf eine Achse entfallende Masse der Abteilung ist.
Soll die Abteilung mit der vorgegebenen Aus-
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auf die Geschwindigkeit --ve-- abgebremst sein.Dann hat sie für die Wegstrecke --s1-- vom Anfang der Bremse bis zum Wegpunkt--x1-- die Zeit
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gebraucht und hätte während dieser Zeit die mittlere Geschwindigkeit
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Läuft nun eine zweite Abteilung mit gleichem Achsabstand in die abgeschaltete Bremse bereits mit der Geschwindigkeit --ve-- ein, so wird auch diese Abteilung die Bremse mit der Geschwindigkeit --va-- verlassen, wenn die Bremsung am Wegpunkt-X-einsetzt und bis zum Ausfahren der letzten Achse aus der Bremse andauert.
Ihre Geschwindigkeit ändert sich dabei nach den stark gestrichelten Linien-N-in Fig. 1.
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Für die Zeit-t-ergibt sich also :
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und mit der obigen Gleichung für die Zeit-t-
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Um die zweite Abteilung im richtigen Augenblick zu bremsen, muss die Bremsung beginnen, wenn die Zeit-t--nach dem Einlaufzeitpunkt --To -- der ersten Achse dieser Abteilung in die Bremse verstrichen ist.
Wenn also die Einlaufgeschwindigkeit --ve-- gemessen worden ist, so kann die Zeit--t2-- nach der vorstehenden Gleichung berechnet und als Kennwert für die Abteilung in einer geeigneten Schaltungsanordnung gespeichert werden.
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Würde also eine Abteilung mit einer fiktiven Geschwindigkeit v2=ve+#v, die grösser als die vorausgesetzte zulässige Höchstgeschwindigkeit Vvm--ist, in die eingeschaltete Bremse einlaufen, so würde sie in der Zeit auf die Geschwindigkeit v-Av =Vg abgebremst werden.
Für diese Geschwindigkeit ergibtsich die Gleichung
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Es ist nun möglich, für die zweite Abteilung mit der gemessenen Einlaufgeschwindigkeit --ve-- die zugehörige fiktive Geschwindigkeit-v -nach der vorstehenden Gleichung zu berechnen und als Kennwert-K-zu spei- chern. Wird dieser Kennwert vom Zeitpunkt --To -- ab mit der Änderungsgeschwindigkeit --b-- verkleinert, so ändert er sich nach der dünn gestrichelten Geraden --N4 -- in Fig. l und erreicht nach der Zeit--t 2--den
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falls bis zum Ausfahren der zweiten Achse aus der Bremse auf die Gechwindigkeit --va-- abgebremst.
Es ist auch möglich, den Kennwert nach der Gleichung
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zu errechnen und zu speichern. Wird dieser Kennwert dann vom Zeitpunkt-T-ab proportional zur Zeit mit der Änderungsgeschwindigkeit --b-- verkleinert, so erreicht er den Betrag Null nach der Zeit --t2-- zum Zeitpunkt --T2 --, also zum richtigen Einschaltzeitpunkt der Bremse.
Sinngemäss ist es möglich, den gespeicherten Kennwert nicht zu verändern, sondern beispielsweise eine entsprechende konstante Spannung einzustellen. Diese Spannung kann dann mit einer Spannung verglichen werden, die vom Zeitpunkt --To -- ab proportional zur Zeit vom Wert Null aus mit der Änderungsgeschwindigkeit - erhöht wird. Bei Übereinstimmung beider Spannungen ist dann der richtige Einschaltzeitpunkt erreicht.
Damit ist zunächst bewiesen, dass durch die erfindungsgemässe Steuereinrichtung der richtige Einschaltzeit- punkt für die Bremse ermittelt wird, wenn sich immer nur eine Achse in der Bremse befindet.
Befinden sich von einer Abteilung mit der Masse --M-- gleichzeitig --nb-- Achsen in der eingeschalteten Bremse, so ist bei der Bremskraft-p-und der Bemsverzögerung --b-- je Achse die resultierende Bremsverzögerung bn = nb. b. In einer vorgegebenen Zeit nimmt daher die Geschwindigkeit um den nb-fachen Betrag ab. Beispielsweise ändert sich bei nb = 2 Achsen in der Bremse die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit bzw. dem Weg nach der dünn strichpunktierten Geraden -- N2 -- in Fig. l bzw. nach der Kurve-G- in Fig. 2.
Die Zeit bzw. der Weg für eine bestimmte Geschwindigkeitsänderung ist dann nur halb so gross wie beim Bremsen entsprechend der Geraden -- N 1 -- bzw. der Kurve --0 1--'
Nachstehend ist angenommen, dass in die eingeschaltete Bremse eine dritte Abteilung mit ng = 2 Achsen,
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einfacher Weise durch einen Achsenzähler ermittelt werden, der durch Schienenkontakte am Anfang und am Ende der Bremse gesteuert wird. Die dritte Abteilung wird, bezogen auf den Weg bzw. die Laufzeit der ersten
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tierten Linien --N 5 bzw. 05 -- in Fig. 1 und 2. Diese Linien können aus den entsprechenden Teilen der Geraden --N1 und N2-- bzw. Kurven --O1 und O2- zusammengesetzt werden.
Diese Abteilung ist zwar bereits nach einer kürzeren Fahrzeit (t + t4 + t5) < tb bzw. einer küzeren Wegstrecke (s3+s4+s5) < sb als die erste Abteilung auf die Auslaufgeschwindigkeit --va-- abgebremst; die Summe der Zeiten bzw. der Wegstrecken, in denen die Achsen der dritten Abteilung abgebremst werden, ist jedoch genau so gross wie bei der ersten Abteilung, von der immer nur eine Achse in der Bremse war und abgebremst wurde, wenn man die Zeiten bzw. die Wege, in denen sich zwei Achsen in der Bremse befinden, doppelt rechnet.
Von der Zeit-t.- bzw. dem Bremsweg-sb--, die zum Bremsen der ersten Abteilung zur Verfügung stand, wird nämlich beim Bremsen von nb = 2 Achsen, also zwischen den Zeit-bzw. Wegpunkten-T und T4 bzw. X und X4--, ebenfalls der nb = 2fache Betrag verbraucht. Beim Vorhandensein von mehr als einer
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zu erhalten.
Dies gilt sinngemäss auch, wenn eine vierte Abteilung mit dem Achsenabstand a bereits mit der Ge-
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sen nb = 2mal so gross sein wie bei Anwesenheit nur einer Achse, damit der Kennwert den Betrag Null zum Zeit- punkt --T6 -- erreicht, zu dem die erste Achse der Abteilung sich am Wegpunkt --X6-- befindet, und die Bremsung beginnen muss. Ihre Geschwindigkeit ändert sich dann in Abhängigkeit von der Zeit nach den dick punktierten Linien --N6-- in Fig.1.
Wird für die vierte Abteilung statt der Zeit--t 2--der Kennwert K = v2 2 errechnet und gespeichert, so muss er zum Zeitpunkt--T6 -- den Wert K = ve erreichen, bei dem die Bremse eingeschaltet wird. Zu diesem Zweck wird er vom Einfahren ersten bis zum Einfahren der zweiten Achse entsprechend der Geraden --N4-- und nach dem Einfahren der zweiten Achse entsprechend der dünn punktierten Geraden--N-verkleinert.
Bei den bisher betrachteten Abteilungen mit der einlaufgeschwindigkeit --ve-- wurde als Kennwert entweder die Zeit --t2-- vom Einlaufzeitpunkt --T0-- bis zum Erreichen des Wegpunktes --X2 bzw. X-er- mittelt, bei dessen Befahren durch die erste Achse die Bremse eingeschaltet werden muss, oder es wurde die fiktive Geschwindigkeit-v-ermittelt, aus der eine Abteilung in der Zeit --t2 -- auf die Einlaufgeschwindig- keit-Vg-abgebremst werden kann. Es ist aber auch möglich, als Kennwert den Weg zu errechnen, den die Achsen einer Abteilung in der abgeschalteten Bremse mit der Geschwindigkeit-Vg-bis zum Einsetzen der Bremsung zurücklegen müssen.
Für diesen nicht benötigten Bremsweg gilt allgemein die Gleichung
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und unter Berücksichtigung der Achsenzahl --ng--
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weise mit Hilfe von Schienenkontakten ermittelt werden, die in gleichbleibendem geringen Abstand längs der Bremse angeordnet sind. Die Wegmessung ist auch mit einem Radargerät möglich, wenn beispielsweise die Nulldurchgänge der Differenzfrequenz im Radargerät zur Wegmessung benutzt werden.
Wird der errechnete Kennwert K = So beispielsweise in einem Zähler voreingestellt, so kann er proportional zum Weg --sx-- dadurch vermindert werden, dass der Zähler bei jedem Befahren eines Schienenkontaktes durch eine Achse um einen dem Abstand der Schienenkontakte voneinander entsprechenden Betrag zurückgestellt
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wird. Der Zähler erreicht dann die Nullstellung, wenn s-Sy ist und die Bremse eingeschaltet werden muss. Da jede in der Bremse vorhandene Achse das Zurückstellen des Zählers um den entsprechenden Betrag auslösen kann, ist auch in diesem Falle die Verringerung des Kennwertes der Achsenzahl-nb-- proportional.
Es ist auch möglich, den errechneten und gespeicherten Kennwert K = So proportional zur Zeit zu verkleinem. Dann sind keine längs der Bremse angeordneten Schienenkontakte erforderlich. Es genügen Schienenkontakte am Anfang und am Ende der Bremse zum Steuern eines Achsenzählers, der die Änderungsgeschwindigkeit proportional zur Achsenzahl-nb--einstellt.
Was vorstehend für Abteilungen mit ng = 2 Achsen erläutert wurde, von denen jeweils nur nb = 1 oder nb = 2 Achsen in einer Bremse vorhanden waren und gebremst werden konnten, gilt sinngemäss auch für Abteilungen mit grösseren oder kleineren Achsenabständen und beliebigen Achsenzahlen ng > 2. Der jeweils gewähl- te Kennwert-t , v oder So -- kann auch für diese Abteilungen nach den gleichen Gleichungen errechnet und ein entsprechender Betrag gespeichert werden.
Bei der Verringerung des Kennwertes proportional zur Zeit muss auch bei diesen Abteilungen die Änderungsgeschwindigkeit proportional zur jeweiligen Achsenzahl --nb-- in der Bremse sein.
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bremsen, zweckmässig, in denen die Abteilungen vielfach auf unterschiedliche Auslaufgeschwindigkeit--va-- abgebremst werden müssen. Infolge der hohen Rechengeschwindigkeit derartiger Rechner ist es dann möglich, für eine Ablaufanlage mit mehreren Talbremsen, die nacheinander befahren werden, einen einzigen Rechner vorzusehen, der kurzzeitig jeweils der Bremse zugeordnet wird, der sich eine Abteilung nähert.
Bei vielen Gleisbremsen in Ablaufanlagen liegen jedoch wesentlich einfachere Verhältnisse vor. Beispielsweise sollen die Abteilungen in den sogenannten Richtungsgleisbremsen meistens auf die gleiche Auslaufgeschwindigkeit --va-- abgebremst werden. Ferner ist es vielfach erwünscht, den Einfluss des Gewichtes bzw. der Masse der einzelnen Abteilungen auf den zeitlichen Verlauf der Bremsung zu eliminieren. Zu diesem Zweck werden die Masse --M-- und die Achsenzahl --ng-- an zentraler Stelle, z.B. im Ablaufstellwerk, ermittelt und
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bei der Geschwindigkeit --va-- der Abteilungen abgeschaltet wird ; aber auch eine derartige Steuerung der Gleisbremse ist noch vorteilhafter als bei der bisher üblichen Steuerung, bei der die Bremsung beim Einlaufen der ersten Achse beginnt.
Zwei Ausführungsbeispiele für Steuereinrichtungen zum verzögerten Einschalten einer Gleisbremse in Abhängigkeit vom Kennwert einer Abteilung sind in den Fig. 3 und 4 dargestellt und nachstehend erläutert. Bei
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teilungen ist. Sie ist im Gleis --2-- angeordnet, an dem Schienenkontakte --3 bis 6-- angebracht sind, die beim Befahren durch eine Achse einen Impuls abgeben. Die Schienenkontakte --3 und 4-- dienen zum Feststellen der Einlaufgeschwindigkeit-v-. Befährt die erste Achse einer Abteilung den Kontakt --3--, so gelangt ein Impuls durch das UND-Gatter --7-- in den bistabilen Kippkreis --8--. Dieser kippt in die andere Lage und gibt Öffnungspotential an das UND-Gatter --9--.
Nun schalten die Taktimpulse --i-- eines nicht dargestellten Taktimpulsgebers den Zähler --10-- aus der Grundstellung weiter. Befährt die erste Achse darauf den Schienenkontakt --4--, so kippt der bistabile Kippkreis in die andere Lage. Dieser Kippkreis sperrt das Gatter --7und verhindert, dass die von nachfolgenden Achsen beim Befahren des Schienenkontaktes-3ausgelösten Impulse wirksam werden. Ferner schaltet er den bistabilen Kippkreis --8-- in die dargestellte Lage zurück, wodurch das Gatter --9-- gesperrt wird. Der Zähler --10-- erhält dann keine Taktimpulse --i-mehr ; die erreichte Zählerstufe ist ein Mass für die gemessene Einlaufgeschwindigkeit-v-der Abteilung.
In Fig. 3 sind der Einfachheit halber vom Zähler --10-- nur die beiden ersten Stufen und die letzte Stufe angedeutet. An jede Stufe ist eine Ausgangsleitung angeschlossen. Diese Leitungen führen zu den UND-Gattern - -12, 13 und 14--. An die Ausgänge dieser Gatter sind die Speicherplätze --151, 152 usw. bis 153-- eines Zuordners --15-- angeschlossen. In jedem Speicherplatz ist eine Zahl gespeichert, die dem Kennwert-K-ent- spricht, der sich aus der maximal zulässigen Einlaufgeschwindigkeit-vm--und derjenigen Einlaufgeschwin- digkeit-v-ergibt, die zu der entsprechenden Stufe des Zählers --10-- gehört. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist angenommen, dass die Kennwerte nach der Formel
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ermittelt worden sind.
Die gespeicherten Zahlen entsprechen dem zugehörigen Kennwert multipliziert mit dem gleichen Proportionalitätsfaktor --C--.
Hat der Zähler --10-- beim Ablaufen einer Abteilung eine bestimmte Stufe erreicht, so erhält nur das dieser Stufe zugeordnete Koinzidenzgatter Öffnungspotential. Kippt nun der Kippkreis --11-- beim Befahren des Schienenkontaktes --4-- in die andere Lage, so erhalten die Gatter --12 bis 14-- an ihrem oberen Eingang Öffnungspotential. Das Gatter, das zu der erreichten Zählerstufe gehört, gibt dann einen Ausgangsimpuls an den angeschlossenen Speicherplatz des Zuordners --15-- ab. Die in diesem Speicherplatz eingespeicherte Zahl wird dabei in den als Integrator dienenden Impulszähler --16-- eingegeben. Es muss nun dafür gesorgt werden, dass diese Zahl proportional zur Achsenzahl--%-- in der Bremse und umgekehrt proportional zur Gesamtachsenzahl - der Abteilung vermindert wird, sobald die erste Achse in die Bremse einläuft.
Zum Feststellen der Achsenzahl --nb-- dienen die Schienenkontakte --5 und 6-- in Verbindung mit dem Achsenzähler --17--. Durch jeden Impuls des Kontaktes --5-- wird der Zähler um eine Stufe vorwärts und durch jeden Impuls des Kontaktes --6-- um eine Stufe rückwärts geschaltet. Im Beispiel ist angenommen, dass niemals mehr als drei Achsen in der Bremse sind ; daher ist der Zähler mit nur vier Stufen --170 bis 173-- versehen, von denen die Stufe --170-- bei nb = 0 Achsen und die Stufe-173-- bei % = 3 Achsen in der Bremse eingestellt ist.
Ferner ist für die Taktimpulse --i-- ein Ringzähler --18-- vorhanden, dessen Zählvolumen durch den Achsenzähler --17-- veränderbar ist. Der Ringzähler besteht aus sechs Stufen --181 bis 186--. Ihm werden ständig die Taktimpulse --i-- zugeführt. Er ist so aufgebaut, dass die Stufen --182, 183 und 186-- nach dem Einstellen der betreffenden Stufe durch einen Taktimpuls beim nächsten Taktimpuls --i-- einen Ausgangsimpuls abgeben, bei dem die anfangsstufe --181-- wieder eingestellt werden kann.
Die Entscheidung darüber, von welcher Stufe die Anfangsstufe --181-- eingestellt wird, ist von den UND-Gattern --10, 20 und 21-- in Verbindung mit dem ODER-Gatter --22-- abhängig. Sind beispielsweise zwei Achsen in der Bremse, so erhält das Gatter --20-- von der Stufe --172-- des Achsenzählers --17-- her Öffnungspotential. Ist nun durch einen Taktimpuls die Stufe --183-- des Ringzählers --18-- eingestellt worden, so gibt diese Stufe beim folgenden Taktimpuls einen Ausgangsimpuls ab, der über das UND-Gatter --20-- und das ODER-Gatter --22-- auf die Ausgangsleitung --23-- gelangt und ausserdem wieder die Anfangsstufe --181-- einstellt.
Der erste darauffolgende Taktimpuls --i-- schaltet den Zähler auf die Stufe --182--, der zweite auf die Stufe --183-- und der dritte über die Gatter --20 und 22-- wieder auf die Anfangsstufe --181--. Daraus folgt, dass der Ringzähler --18-- als Frequenzteiler wirkt. Er gibt nur bei jedem dritten Taktimpuls --i-- einen Impuls auf die Ausgangsleitung --23--, wenn sich zwei Achsen in der Bremse befinden und die dann eingestellte Stufe --172-des Achsenzählers --17-- an das Gatter --20-- Öffnungspotential gibt. Aus der Schaltung ist ohne weiteres er-
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und die Gatter --19 und 22--, bei nb = 3 Achsen in der Bremse hingegen jeder zweite Impuls-i-- über die Stufe --182-- und die Gatter --21 und 22-- auf die Ausgangsleitung --23-- gegeben wird.
Die Folgefrequenz der Impulse auf der Ausgangsleitung --23-- ist somit bei zwei Achsen doppelt so gross und bei drei Achsen dreimal so gross wie bei einer Achse, also proportional zur Achsenzahl-nb--in der Bremse.
Die Impulse auf der Leitung --23-- werden einem weiteren Ringzähler --24-- zugeführt, dessen Zählvolumen ähnlich wie beim Ringzähler --18-- veränderbar ist. Die Zahl seiner Stufen --241, 242,243 usw. bis 24n-- ist so gross wie die maximal vorkommende Achsenzahl Hg =nmaxsiner ablaufenden Abteilung. Er ist so aufgebaut, dass nach dem Einstellen einer der Stufen --242 bis 24n-- der nächste über die Leitung --23-dem Zähler zugeführte Impuls in der jeweils eingestellten Stufe einen Ausgangsimpuls auslöst, der die Anfangsstufe --241-- wieder einstellen kann.
Die Entscheidung darüber, von welcher Stufe die Anfangsstufe eingestellt wird, ist von einem an jede Stufe --242 bis 24n-- angeschlossenen UND-Gatter --25 bis 27-- in Verbindung mit dem ODER-Gatter --28-- abhängig. Diese UND-Gatter erhalten Öffnungspotential von einem nicht dargestellten Speicher für die gesamteAchsenzahl-ng-- der ablaufenden Abteilungen. Hat beispielsweise eine Abteilung ng = 2 Achsen, so gibt der Speicher an das Koinzidenzgatter --27-- Öffnungspotential. Es ist aus der Schaltung ohne weiteres ersichtlich, dass dann bei jedem zweiten über die Leitung --23-- dem Ringzähler - zugeführten Impuls der Ausgangsimpuls der Stufe --243-- über die Gatter --27 und 28-- auf die Ausgangsleitung --29-- gegeben wird und den Ringzähler --24-- wieder auf die Anfangsstufe --241-- schaltet.
In entsprechender Weise gelangt bei der Achsenzahl ng= 3 der gesamten Abteilung nach jeweils drei über die
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die Leitung --29--. Hat die Ablaufabteilung ng = nmax Achsen, so gelangt erst nach jeweils nmax Impulsen über die Gatter --25 und 28-- ein Ausgangsimpuls des Ringzählers-24-auf die Leitung --29--. Die Folgefrequenz der Impulse auf der Leitung --29-- ist somit bezogen auf die Folgefrequenz der Impulse auf der Leitung --23-- umgekehrt proportional zur Achsenzahl --ng-- der gesamten Abteilung.
Durch die beiden Ringzähler --18 und 24-- wird also bewirkt, dass die Folgefrequenz der Impulse auf der Leitung --29-- proportional zur Achsenzahl--nb-- in der Bremse und umgekehrt proportional zur Gesamtachsen- zahl --ng-- der ablaufenden Abteilung ist. Wird nun der als Integrator dienende Impulszähler --16-- durch die Impulse dieser Frequenz stufenweise zurückgestellt, so erreicht er bei richtiger Wahl des Proportionalitätsfaktors - für die eingestellte Zahl die Stellung Null in dem Augenblick, in welchem die Bremse eingeschaltet
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der bistabile Kippkreis --30--, der beim Befahren des Kontaktes --5-- in die andere Lage umgesteuert wird.
Er gibt dadurch Öffnungspotential an das UND-Gatter --31--, so dass erst von diesem Zeitpunkt an die Impulse auf der Leitung --29-- über das UND-Gatter --31-- den Zähler --16-- zurückstellen.
Eine Gleisbremse folgt dem Einschaltkommando nicht unmittelbar, sondern es vergeht stets eine gewisse Zeit, bis die volle Bremswirkung vorhanden ist. Das Einschaltkommando muss daher um die sogenannte Vorhaltzeit früher gegeben werden, damit die Bremswirkung in dem Augenblick eintritt, in welchem der Zähler --16-die Stellung Null erreicht. Die Stellung, die der Zähler --16-- bei Abgabe des Einschaltkommandos haben muss, ist mithin von der Folgefrequenz der zu dieser Zeit über die Leitung --29-- und das Gatter --31-- zugeführten Rückstellimpulse abhängig. Diese Frequenz wird zum Ermitteln eines entsprechenden Vorhaltwertes laufend durch die beiden monostabilen Kippkreise --32 und 33-- und den Zähler --35-- festgestellt.
Es sei angenommen, dass der Kippkreis --33-- gerade in die gezeichnete stabile Lage gekippt ist und den Kippkreis --32-- in die instabile Lage geschaltet hat. In dieser Lage gibt der Kippkreis --32-- Öffnungspotential an das UND-Gatter --34--, und die Impulse auf der Leitung --29--, die den Zähler --16-- zurückstellen, gelangen nun auch auf den Einstelleingang des Zählers --35--. Nach einer Zeitdauer, die gleich der Vorhaltzeit der Bremse eingestellt ist, kippt der monostabile Kippkreis --32-- in die stabile Lage zurück und sperrt damit das Gatter-34-. Der Kippkreis --32-- löst ferner über das Differenzierglied --36-- einen Impuls aus, der den im Speicher --37-- gespeicherten Wert löscht.
Ausserdem wird der monostabile Kippkreis in die instabile Lage gekippt, in der er nur sehr kurze Zeit verharrt. Beim Rückkippen in die stabile Lage gibt er über das Differenzierglied --38-- einen Impuls auf den Zähler --35--. Dieser Impuls bewirkt, dass die in der Vorhaltzeit erreichte Stellung des Zählers ---35-- als Vorhaltwert in den Speicher --37-- übertragen und der Zäh- ler --35-- zurückgestellt wird. Der jetzt im Speicher --37-- gespeicherte Vorhaltwert wird durch den Vergleicher --39-- laufend mit der Stellung des Zählers --16-- verglichen. Sind beide Stellungen gleich, so gibt der Vergleicher --39-- dem Schalter --40-- für die Bremse das Einschaltkommando.
Beim Zurückkippen des Kippkreises --33-- in die stabile Lage ist der Kippkreis --32-- wieder in die instabile Lage gekippt worden, so dass der Zähler --35-- während einer der Vorhaltzeit entsprechenden Zeitdauer erneut die Impulse auf der Lei- tung --29-- zählen kann. Auf diese Weise wird laufend dafür gesorgt, dass die Bremse mit der jeweils richtigen Vorhaltzeit eingeschaltet wird.
Auch in der Zeitdauer zwischen dem Einspeichern der dem Kennwert entsprechenden Zahl in den Zähler --16-- vom Zuordner-15-- her und dem Befahren des Kontaktes --5-- durch die erste Achse der Abteilung
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wird die für das Einschalten der Bremse nötige Vorhaltzeit laufend berücksichtigt, da die Ausgangsleitungen der Stufen --170 und 171-- desAchsenzählers --17-- parallelgeschaltet sind. Es ist zweckmässig, den Abstand zwi-
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Fahrzeit braucht, die gleich der Zeit zwischen der Abgabe des Einschaltkommandos und dem Eintreten der vollen Bremswirkung, also gleich der Vorhaltzeit, ist.
Dann ist sichergestellt, dass auch beim Einlaufen einer Abteilung mit der Einlaufgeschwindigkeit ve = vm die Bremse schon in voll wirksamem Zustand ist und diese Abteilung noch auf die vorgegebene Auslaufgeschwindigkeit-va--abgebremst werden kann.
Ist die Bremse von allen Achsen geräumt und somit der Achsenzähler --17-- auf die Stufe --170-- zurück- geschaltet, so löst diese Stufe über das Differenzierglied --41-- einen Impuls aus, der die bistabilen Kippkreise
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und 16-- in die Stellung Null geschaltet.
Werden keine besonderen Forderungen an das genaue Einhalten der vorgegebenen Auslaufgeschwindigkeit - gestellt, so genügt es, die Bremse abzuschalten, sobald sie vom Achsenzähler frei gemeldet wird. Dann sind besondere Einrichtungen zur genauen Feststellung des Zeitpunktes, an dem das Abschaltkommando für die Gleisbremse gegeben werden muss, nicht erforderlich. Wird aber eine grössere Genauigkeit für die Auslaufge- schwindigkeit gefordert, so ist es zweckmässig, in bekannter Weise die Geschwindigkeit der Abteilungen in der Bremse zu messen und das Abschaltkommando unter Berücksichtigung einer entsprechenden Vorhaltzeit bereits zu geben, wenn die jeweilige Abteilung eine bestimmte über der Auslaufgeschwindigkeit-vag-liegende Geschwindigkeit hat. Derartige Einrichtungen sind bekannt und daher in Fig. 3 nicht dargestellt.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Beispiel für eine Steuereinrichtung entsprechen mehrere Teile denen der Einrichtung nach Fig. 3. Sie sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ihre Erläuterung erübrigt sich.
Die Einlaufgeschwindigkeit wird bei der Einrichtung nach Fig. 4 in gleicher Weise festgestellt wie bei der Einrichtung nach Fig. 3. Die Anzahl der in den Zähler --10-- eingezählten Impulse --i-- gibt ein Mass für die Einlaufgeschwindigkeit --ve--. An den Zähler ist der Zuordner --42-- angeschlossen. Er ist so eingerichtet, dass er über die Leitung --43-- eine Spannung abgibt, die zu dem Kennwert --K-- proportional ist, der nach der Formel
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errechnet ist.
Bei diesem Beispiel ist als Integrator eine Schaltungsanordnung --44-- vorgesehen, die in Verbindung mit einer oder mehreren Schaltungen, welche die Differenz von zwei zugeführten Spannungen bilden und nach-
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densators und eines Widerstandes besteht. Die Anzahl dieser Stromzweige ist gleich der grössten Achsenzahl n = n einer Abteilung. In Fig. 4 sind der Einfachheit halber nur vier Stromzweige dargestellt. Sie enthal-
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Widerstandsbetrag eines der Widerstände --445 bis 447--.
Die Gesamtachsenzahl --ng-- der jeweils ablaufenden Abteilung wird von einer zentralen Stelle her in den Zähler --45-- eingegeben, der aus einer Relaiskette mit den Relais-451 bis 45n-- bestehen möge. Dabei werden so viele Relais angeschaltet, beginnend mit Relais --451--, wie die Abteilung Achsen hat. Die Relais haben die Aufgabe, so viele Stromzweige zwischen der Leitung --46-- und Erde einzuschalten, wie die ablaufende Abteilung Achsen hat, also ng Stromzweige. Da es eine Abteilung mit weniger als zwei Achsen nicht geben kann, sind die aus den Bauelementen --443 und 447 bzw. 444,448 und 449-- bestehenden Stromzweige ständig eingeschaltet. Die Relais --453 bis 45n-- haben je einen Kontakt in einem der Stromzweige.
In der Figur sind nur die Kontakte --4531 bis 45n1-- dargestellt.
Die als Integrator dienende Schaltungsanordnung --44-- wird über die Leitung --46-- mit einem Strom gespeist, der durch die Einrichtung --47-- konstant gehalten wird. Diese Einrichtung kann beispielsweise aus einem Transistor bestehen, der im Sättigungsbereich des Kollektorstromes betrieben wird. Der Strom, den die Einrichtung --47-- liefert, wird durch den Achsenzähler --17-- über Torschaltungen --48 bis 50-- und Wider-
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staande 51 bis 53-- von der Achsenzahl-nb--in der Bremse derart in Abhängigkeit gebracht, dass bei % = 2 Achsen in der Bremse der doppelte, bei nb = 3 Achsen in der Bremse der dreifache Strom fliesst wie bei einer
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die Stufe --173-- für drei Achsen wirken auf die Torschaltung --49 bzw. 50--.
Die mit den Torschaltungen in Reihe liegenden Widerstände --51, 52 und 53-- sind derart abgestuft, dass bei durchgeschalteter Torschaltung zur Einrichtung --47-- ein Strom fliesst, der von der Achsenzahl in der Bremse abhängig ist. Der Strom, welcher der Einrichtung --47-- zugeführt wird, kann beispielsweise der Basisstrom zum Steuern des die Einrichtung - bildenden Transistors sein.
Sobald die Einrichtung --47-- Strom liefert, steigt bei geöffneten Kontakten --621 bis 624-- die Spannung an den Kondensatoren --441 bis 444-- der eingeschalteten Stromzweige proportional zur Zeit an. Der Anstieg ist auch proportional zur Achsenzahl--n j- in der Bremse, da, wie oben erwähnt, der von der Einrichtung - gelieferte Strom proportional zu dieser Achsenzahl ist. Der Strom verteilt sich auf so viele Stromzweige, wie die Abteilung Achsen hat. Daher ist der Spannungsanstieg an den Kondensatoren umgekehrt proportional
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ist der Zeitpunkt erreicht, zu dem die Bremswirkung beginnen muss.
Da vom Zeitpunkt des Einschaltkommandos bis zum Vorhandensein der Bremswirkung einige Zeit vergeht, ist auch beim Beispiel nach Fig. 4 Vorsorge getroffen, dass das Einschaltkommando mit einer Vorhaltzeit abgegeben wird. Die Grösse dieser Vorhaltzeit richtet sich nach der Änderungsgeschwindigkeit der dem Kennwert entsprechenden Spannung. Diese Änderungsgeschwindigkeit ist aber proportional zu dem Strom, der einem der Kondensatoren --441 bis 444--zufliesst. Im Beispiel nach Fig. 4 wird die Änderungsgeschwindigkeit aus dem Ladestrom für den Kondensator --444-- ermittelt. Die Widerstände --448 und 449-- sind so bemessen, dass dieser Ladestrom an ihnen einen Spannungsabfall erzeugt, dessen Betrag der richtigen Vorhaltzeit entspricht und der nachstehend als Vorhaltwert bezeichnet ist.
Am oberen Anschluss des Widerstandes --449-- tritt also gegen Masse eine resultierende Spannung auf, die um den Vorhaltwert grösser ist als die ansteigende Spannung am Kondensator --444--. Wird die resultierende Spannung von der Ausgangsspannung des Zuordners--42-abgezogen, so erreicht die Differenz den der Einlaufgeschwindigkeit-v-entsprechenden Betrag zum Einschaltzeitpunkt. Um diesen Einschaltzeitpunkt zu ermitteln, wird im Subtrahierglied --54-- diese Spannung von der Ausgangsspannung des Zuordners --42-- subtrahiert und die Differenz dem Vergleicher --55-- zugeführt.
An der Bremse ist ein Gerät--56--, z. B. ein Radargerät, vorgesehen, mit dem die Geschwindigkeit der jeweils ablaufenden Abteilung kontinuierlich gemessen wird. Sie gibt eine Spannung ab, die proportional zum gemessenen Geschwindigkeitswert ist. Bei abgeschalteter Bremse entspricht die Spannung der Einlaufgeschwin- digkeit-V--und bleibt bis zum Einschalten der Bremse etwa konstant. Die vom Gerät --56-- abgegebene Spannung gelangt über die Torschaltung --57-- ebenfalls in den Vergleicher --55--. Sobald die vom Subtrahierglied --54-- abgegebene Spannung gleich der Spannung wird, die das Gerät --56-- abgibt, gibt der Ver- gleicher --55-- dem Schalter --58-- das Einschaltkommando für die Bremse.
Es besteht die Möglichkeit, die Einrichtung nach Fig. 4, ohne dass ein wesentlicher Mehraufwand an Schaltungsteilen notwendig ist, als Regelkreis für die Geschwindigkeit der jeweils ablaufenden Abteilung zu betreiben. Die Bremse mit der darin befindlichen Abteilung ist dabei die Regelstrecke. Der Istwert wird mit dem Gerät --56-- festgestellt, das eine der Geschwindigkeit proportionale Spannung abgibt. Der mit der Zeit ver- änderliche Sollwert wird im Subtrahierglied --54-- durch Bilden der Differenz der beiden Spannungen ermittelt, von denen der Zuordner --42-- über die Leitung --43-- die eine und die Schaltungsanordnung--44-die andere abgibt. Das Stellglied besteht im einfachsten Falle aus dem vom Vergleicher --55-- gesteuerten Schalter-58-.
Für den Betrieb als Regelkreis ist es zweckmässig, die Bremse so auszubilden, dass die Bremswirkung stufenweise verändert werden kann. In Fig. 4 ist angenommen, dass zwei Bremsstufen vorgesehen sind, von denen die stärkere Bremsstufe durch zusätzliches Schliessen des Schalters --59-- eingeschaltet wird. Zum Steuern des Schalters --59-- sind noch ein zweites Subtrahierglied --60-- und ein zweiter Vergleicher --61-- angeordnet.
Für das Subtrahierglied --60-- wird in der Schaltungsanordnung --44-- die mit der Zeit veränderliche Span nung zwischen den gleich grossen Widerständen --448 und 449-- abgegriffen. Es erhält also von der Schaltunganordnung --44-- die mit der Zeit veränderliche Spannung des Kondensators --444-- mit einem Vorhaltwert,
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der halb so gross ist wie bei der Spannung, die dem Subtrahierglied --54-- von der Schaltungsanordnung --44-zugeführt wird. Die vom Subtrahierglied-60-an den Vergleicher --61-- abgegebene Spannung ist daher nur um die Hälfte des Vorhaltwertes grösser als die vom Subtrahierglied --54-- an den Vergleicher --55-- abgegebene Spannung.
Nimmt nun die Geschwindigkeit der Abteilung nach Schliessen des Schalters --58-- mit einer Bremsverzögerung ab, die geringer ist als die beim Berechnen des Kennwertes angenommene Verzögerung, so unterschreitet nach kurzer Zeit auch die vom Subtrahierglied --60-- abgegebene Spannung die vom Geschwindigkeitsmessgerät --56-- abgegebene Spannung. Der Vergleicher --61-- schliesst dann den Schalter --59--, der die Bremse auf die zweite Bremsstufe mit erhöhter Bremswirkung schaltet.
Nimmt dann die Geschwindigkeit der Abteilung stärker ab als die angenommene Bremsverzögerung, so wird zunächst die vom Geschwindigkeitsmessgerät --56-- abgegebene Spannung die vomSubtrahierglied --60-- an den Vergleicher --61-- abgegebene Spannung und danach unter Umständen auch die vom Subtrahierglied --54-- an den Vergleicher --55-- abgegebene Spannung unterschreiten, Dann wird zunächst mit dem Schalter --59-- die zweite Bremsstufe und danach mit dem Schalter--58-- auch die erste Bremsstufe abgeschaltet.
In manchen Fällen kann es zweckmässig sein, Bremsen mit mehr als zwei Bremsstufen zu wählen. Dann wird der Widerstandsbetrag der dem Kondensator --444-- vorgeschalteten Widerstände --448 und 449-- in so viele Teilwiderstände unterteilt, wie Bremsstufen vorgesehen sind. Ferner sind dann auch für jede weitere Bremsstufe ein Subtrahierglied, ein Vergleicher und ein Schalter erforderlich. In Fig. 4 sind aber der Einfachheit halber nur zwei Bremsstufen angenommen worden.
Nachstehend ist erläutert, wie die Einrichtung nach Fig. 4 beim Einlaufen der ersten Achse einer Abteilung arbeitet. Befährt diese Achse den Schienenkontakt --4--, so wird über den linken Ausgang des bistabilen Kipp- kreises --11-- der Zuordner --42-- eingeschaltet, so dass dieser über die Leitung --43-- die dem Kennwert der Abteilung entsprechende Spannung abgibt. Ausserdem wird auch die Torschaltung --57-- durchgeschaltet, so dass an die Vergleicher --55 und 61-- eine Spannung gelangt, die der vom Gerät --56-- gemessenen Geschwindigkeit entspricht.
Da es möglich ist, dass die Abteilung eine Geschwindigkeit. hat, die der höchst zulässigen Einlaufgeschwindigkeit --vm-- nahekommt, muss schon jetzt Vorsorge getroffen werden, dass die Bremse rechtzeitig eingeschaltet wird, damit sie nötigenfalls schon auf die erste Achse der Abteilung wirken kann, wenn diese in die Bremse einläuft. Daher muss schon nach Befahren des Schienenkontaktes --4-- auch die Einrichtung --47-- eingeschaltet und in der Schaltungsanordnung --44- ein Vorhaltwert gebildet werden. Da die Spannung an den Kondensatoren --441 bis 444-- aber erst ansteigen darf, wenn die erste Achse in die Bremse einläuft, sind diese Kondensatoren zunächst durch die Kontakte --621 bis 624-- des Relais --62-- kurz- geschlossen.
Sobald die erste Achse durch Befahren des Kontaktes --5-- den bistabilen Kippkreis --30-- umsteuert, wird das Relais --62-- betätigt, so dass es die Kontakte --621 bis 624-- öffnet, Dann erst beginnt die zur Fahrzeit der Abteilung in der Bremse proportionale Änderung der von der Schaltungsanordnung --44-- abgegebenen Spannung.
Hat die Abteilung die Bremse mit allen Achsen verlassen, so wird imAchsenzähler--17-- die Stufe --170-- eingestellt. Dabei wird über das Differenzierglied-41-- ein Impuls ausgelöst, der die bistabilen Kippkreise --11 und 30-- zurückstellt und ausserdem auch die Zähler --10 und 45-- in die Nullstellung bringt. Nach dem Zurückkippen des Kippkreises werden der Zuordner --42-- und die Einrichtung --47-- abgeschaltet und die Torschaltung --57-- gesperrt. Nach dem Zurückkippen des Kippkreises --30-- wird das Relais --62-- abgeschaltet. Die gesamte Einrichtung ist damit in die Grundstellung gebracht worden.
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Ist hingegen das Geschwindigkeitsmessgerät --56-- vorgesehen, so ist es unter Umständen möglich, die Schaltmittel--3 und 7 bis 10-- einzusparen und die Einlaufgeschwindigkeit-ve--der Abteilungen ebenfalls mit dem Gerät --56- zu messen. Beim Befahren des Schienenkontaktes-4-durch die erste Achse der Abteilung kann dann durch den Messwert des Gerätes --56-- im Zuordner --42-- die dem zugehörigen Kennwert entsprechende Spannung eingeschaltet werden.