DE1044886B

DE1044886B - Anordnung zur Zaehlung und Speicherung von elektrischen Impulsen

Info

Publication number: DE1044886B
Application number: DEV12621A
Authority: DE
Inventors: Edelhard Hoffmann
Original assignee: Werk fuer Signal und Sicherungstechnik Berlin VEB WSSB
Current assignee: Werk fuer Signal und Sicherungstechnik Berlin VEB WSSB
Priority date: 1957-06-20
Filing date: 1957-06-20
Publication date: 1958-11-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Zählung und Speicherung von elektrischen Impulsen¹. Dabei können diese Impulse sowohl bereits ursprünglich aus einer Kombination zweier sich zeitlich überlappender Einzelimpulse als auch aus einem Einfachimpuls bestehen, der in zwei sich zeitlich überlappende Einzelimpulse umgeformt werden muß.

Für die Zwecke der Impulszählung, insbesondere für die mittels Impulszählverfahren erfolgende Achszählung im Eisenbahnsicherungswesen, hat man sich bisher zumeist der bekannten Umlaufzähler, die richtungsabhängig arbeiten, bedient Wenngleich diese Einrichtungen bisher auch den an sie gestellten Forderungen des Bahnbetriebes genügen konnten, so stellen sie doch, besonders im Hinblick auf die aufgewandte Präzision relativ teure Bauelemente dar. Darüber hinaus erfordern sie ständig Wartung und unterliegen auch mechanischem Verschleiß. Weiterhin ergeben sich noch spezifische Nachteile insofern, als die Ablesung der eingespeicherten Informationen nur am Zähler selbst oder durch Fernanzeige, dann jedoch mit zusätzlichem Aufwand, erfolgen kann. Bei direkter Ablesung kann die reale Achszahl nur dann festgestellt werden, wenn Zugfahrten in gleicher Richtung erfolgen. Bei Zugfahrt in der anderen Richtung hingegen kann die vorhandene Achszahl nur durch Differenzbildung ermittelt werden. Bedenkt man ferner, daß -der Achszähler in dem nicht ohne weiteres zugänglichen Relaisraum eines Stellwerkes untergebracht ist, so wird verständlich, daß eine sich erforderlich machende Nullstellung des Zählers, die normalerweise nur durch manuelle Betätigung am Zähler selbst durchführbar ist, äußerst umständlich wäre.

Man hat nun bereits für die Zwecke der Impulszählung und -speicherung die bekanntgewordenen Vielkathodenglimmröhren entwickelt und benutzt (s. »Elektronik in der Fernsprech- und Vermittlungstechnik«, Verlag Technik, 1956, und Zeitschrift »Elektronik«, 1956, Nr. 11, insbesondere Bild 8, S. 304). Wenngleich es auch nicht mehr neu ist, diese Vielkathodenglimmröhren zur Erfüllung zahlreicher Zähl-, Rechen- und Steueraufgaben in Wirtschaft, Industrie und Forschung heranzuziehen und diese Röhren insbesondere für die Zählung zeitlich sich überlappender Impulse zu benutzen, so· sind trotzdem noch keine Schaltungsanordnungen bekanntgeworden, die dieses vorteilhafte Bauelement in Verbindung mit einer an sich bekannten, auf Impulse zeitvorrangsempfindlich ansprechenden Stromtoranordnung anwenden und damit insbesondere für das Eisenbahnsicherungswesen, und zwar für die Achszählung nutzbarmachen. Die Erfindung betrifft demnach eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art, die mit be-Anordnung zur Zählung und Speicherung von elektrischen Impulsen

Anmelder:
VEB Werk

für Signal- und Sicherungstechnik Berlin, Berlin-Treptow, Elsenstr. 90/96

Edelhard Hoffmann, Berlin,
ist als Erfinder genannt worden

sonderem Vorteil zur Zählung der Geberimpulse eines Achszählers anwendbar ist. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der zeitlich erste Impuls das eine von zwei parallel angeordneten Stromtoren zur Zündung bringt, welches das andere Stromtor sperrt und einem polarisierten Relais eine bestimmte Ankerlage gibt, wobei durch Umschaltung von Kontakten die Zählrichtung der zweiten und dritten aus an sich bekannten Vielkathodenglimmröhren bestehenden hintereinandergeschalteten Zählstufen bestimmt wird, während die zeitlich überlappten Impulse gleichzeitig die Lockelektroden der ersten Zählstufe beaufschlagen und die Ein- bzw. Auszählung der Impulse entsprechend ihrer Phasenlage erfolgt.

Der technische Aufwand des Gegenstandes der Erfindung ist gegenüber dem Bekannten äußerst gering. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die vorgeschlagene Anordnung praktisch ohne Wartung auskommt. Der mechanische Verschleiß ist weitgehendst reduziert, da die Schaltung mit nur wenigen Magnetschaltern, z. B. Relais, T₁ bis T₄ auskommt. Hierbei kann noch geltend gemacht werden, daß die Schalthäufigkeit der Relais T₃ und T₄ sehr gering ist. Zu einer völligen Vermeidung des mechanischen Verschleißes könnte man aber dann gelangen, wenn man sämtliche T-Relais durch elektronische Bauelemente ersetzen würde. Ein weiteres günstiges Moment ergibt sich durch die bekannt lange Betriebstätigkeit der verwendeten Glimmröhren. Diese Zeit entspricht einer Dauerzündung van etwa 1,25 Jahren. Unter Berücksichtigung der Betriebspausen ergibt sich jedoch eine noch erheblich längere Betriebsdauer dieses Schaltelements. Aber auch die Schaltgeschwindigkeit der zur Anwendung kommenden Glimmröhre ist um ein

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Mehrfaches höher als bei den bisher verwendeten Systemen.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung spricht das Relais T₄ bei Ein- oder Auszählung sowie Funktionsstörung einer oder mehrerer Zählstufen auf Differenzstrom an. Hierdurch ist eine zusätzliche Überwachungsschaltung vermeidbar.

Aufbau und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung sei im folgenden an Hand eines zeichnerischen Ausführungsbeispiels näher erläutert:

Die vom Impulsgeber ausgehenden richtungsabhängigen überlappten Impulse gelangen zum Eingang I und II der Anordnung. Nach Passieren je eines Tiefpasses TP sprechen nacheinander die Relais T₁ und T₂ an. Während die Impulse nur einerseits direkt auf Lockelektroden L₁, L₂ der ersten Zählstufe Z₁ (Vielkathodenglimmröhre) wirken, treffen sie parallel dazu auf die Zündanoden zweier Stromtore Ro₁, Ro₂. Der zeitlich erste Impuls zündet nun die entsprechende Röhre, die ihrerseits die andere Röhre sperrt. Nach erfolgter Einspeicherung eines Impulspaares erlischt der Anodenstrom der gezündeten Röhre. Bei Eintreffen des nächsten Impulspaares zündet wiederum entsprechend der Zählrichtung (Phasenlage) eines der beiden Stromtore. Die Löschung des jeweiligen Strom tores JRo₁, Ro₂ nach jedem Impuls ist erforderlich, um die Bereitschaft für eine eventuelle Änderung der Zählrichtung zu schaffen.

Durch den Anodenstrom der gezündeten Röhre erhält Relais T₃ eine bestimmte Lage, in welcher es verbleibt, bis die zeitliche Folge (Zählrichtung) der überlappten Impulse wechselt. Inzwischen hat der erste Doppelimpuls die Wirkung, daß sich die Glimmstrecke in der ersten Zählstufe Z₁ in bekannter Weise um einen Schritt weiterbewegt. Dabei hängt die Zählrichtung (Ein- bzw. Auszählung) von der Reihenfolge der Einzelimpulse ab, die zusammen, wie beschrieben, einen überlappten Impuls ergeben. Der Aufbau der Zählröhre gestattet also, die von einem richtungsabhängigen Achszähler ausgehenden Impulse direkt an die parallel geschalteten Lockelektroden zu legen.

Nachfolgende gleichartige Impulse lassen nun die Glimmstrecke in der Zählstufe Z₁ so lange in der gleichen Richtung wandern, bis sie nach zehn Schritten wieder die Ausgangsstellung 0 erreicht hat. Nun geht von der Hilfsanode AH der ersten Röhre Z₁ ein Impuls aus, der über den Impulstransformator Tr₁ auf zwei Kopplungsglieder gelangt, die durch ihre Zeitkonstanten zwei zeitlich überlappte Impulse erzeugen, die über die Kontakte t₃ die Lockelektroden der Glimmröhre Z₂ beaufschlagen. Hier erfolgt nun die »Einzahlung« einer »1«, was bei dieser Zählstufe, die eine Zehnerpotenz gegenüber Z₁ höher liegt, einer »10« entspricht. Dieser Vorgang würde sich in bezug auf die über den Impulstransformator Tr₂ angekoppelte Zählstufe Z₃ wiederholen, wenn die Glimmstrecke Z₂ bei »100« angekommen wäre.

Die Rückzählung setzt Zählimpulse voraus, bei denen gegenüber den vorstehend beschriebenen die Phasenlage der Einzelimpulse vertauscht ist. Diese Impulse kommen in bekannter Weise dadurch zustande, daß das Schienenfahrzeug auf den die sich überlappende Impulse erzeugenden Geber in entgegengesetzter Richtung einwirkt. Diese Impulse haben nun, analog dem zuerst beschriebenen Vorgang, zur Folge, daß statt des Stromtores Ro₁ nun Ro₂ zündet, Ro₁ gesperrt wird und das Relais T₃ in die andere Ruhelage übergeht. Während die Glimmsirecke im Zählrohr Z₁ entgegengesetzte Schritte ausführt, haben die Kontakte t₃ umgeschaltet und den hier erzeugten Zählimpulsen für die folgenden Zählstufen Z₂ bzw. Z₃ gleichfalls die entgegengesetzte Folge erteilt. Damit sind sowohl die Zehnerpotenzen Z₂ als auch Z₃ für die »Rückzählung« vorbereitet.

In der beschriebenen Weise können erfindungsgemäß beliebig viele Impulse, die zu zählenden Fahrzeugachsen entsprechen können, richtungsabhängig erfaßt werden. Eine hiermit im Zusammenhang stehende »Frei- bzw. Besetztmeldung« für Streckenabschnitte wird von dem Differentialrelais T₄ angegeben.

In Grundstellung des Impulsspeichers liegen die Glimmstrecken der Zählstufen Z₁ bis Z₃ auf K₁ bis K₃. Dadurch ergibt sich in den Wicklungen I und II des Relais T₄ keine Potentialdifferenz.

Durch die Wicklung III fließt gleichfalls kein Strom,· da die Punkte K der Zählstufen spannungslos sind. Somit ist das Relais T₄ in der Grundstellung des Speichers, was im Eisenbahnsicherungswesen einem nicht besetzten Blockabschnitt entspricht, abgefallen.

Sobald aber die Glimmstrecke einer Zählstufe die Punkte ^₁ bis K₃ verläßt, fließt ein Strom durch die Wicklung I- oder II des Relais T₄, wodurch das Kriterium »eingezählt« bzw. »besetzt« gekennzeichnet ist.

Liegt die Glimmstrecke nach Passieren der beiden Lockelektroden wieder auf einer Kathode, so fließt ein zusätzlicher Strom durch Wicklung II des Relais T₄.

Dieses Relais übt aber gleichzeitig noch die Funktion eines Störmelderelais aus. Fällt nämlich eine der drei Vielkathodenglimmröhren aus, so -entsteht in jedem. Falle eine Spannung an den¹ Wicklungen I und/oder II des Relais T₄, womit es also anzieht. Dies entspricht dem Kriterium »besetzt«, womit den Sicherheitsanforderungen im Eisenbahnwesen entsprochen ist.

Bei Ausfall einer oder beider Stromtore Ro₁ bzw. Ro₂ führen die ankommenden Impulse auf jeden Fall zu einer Einzahlung und damit zu einer entsprechenden Funktion des Relais T₄ (Besetztmeldung).

Macht sich bei erfolgter Falschzählung eine Nullstellung des Speichers erforderlich, so wird diese in einfacher Weise durch kurzzeitiges Unterbrechen des Anodenkreises der einzelnen Zählstufen herbeigeführt.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Zählung und Speicherung von elektrischen Impulsen, die aus zeitlich überlappten Einzelimpulsen bestehen, insbesondere zur Zählung der Geberimpulse eines im Eisenbahnsicherungswesen verwendeten Achszählers, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitlich erste Impuls das eine von zwei parallel angeordneten Stromtoren (Ro₁ bzw. Ro₂) zur Zündung bringt, welches das andere Stromtor sperrt und einem polarisierten Relais (T₃) eine bestimmte Ankerlage gibt, wobei durch Umschaltung von Kontakten (t₃) die Zählrichtung der zweiten und dritten aus an sich bekannten Vielkathodenglimmröhren bestehenden, hintereinandergeschalteten Zählstufen (Z₂ und Z₃) bestimmt wird, während die zeitlich überlappten Impulse gleichzeitig die Lockelektroden (L₁, L₂) der ersten Zählstufe (Z₁) beaufschlagen und die Ein- bzw. Auszählung der Impulse entsprechend ihrer Phasenlage erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf Differenzstrom an-

sprechendes Relais (T₄) vorgesehen ist, welches bei Ein- oder Auszählung sowie Funktionsstörung einer oder mehrerer Zählstufen zum Ansprechen kommt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Impulskombination, nachdem die Stromtoranordnung darauf angesprochen hat, den Anodenstrom der jeweils gezündeten Röhre (Ro₁ und Ro₂) über die Relais (T₁ und T₂) sowie deren Kontakte (t_x und i₂) unterbricht und damit die Änderung der Zählrichtung für den folgenden Impuls ermöglicht.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Re-

lais (T₁ bis T₄) durch elektronische Schalter ersetzt werden.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kopplungsweg aufeinanderfolgender Zählstufen Impulstransformatoren (Tr₁ und Tr₂) oder Transduktoren verwendet werden, die über Zeitkonstantenglieder zeitlich überlappte Impulse liefern¹.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Elektronik, 1956, Nr. 11, S. 301 bis 306;
Fortschritte der Hochfrequenztechnik,

Akademische Verlagsgesellschaft Leipzig,

S. 276, 277.

Bd. 2, 1943,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen