DE1167073B - Einrichtung zur Erfassung von kurzzeitig auftretenden Drehzahlunterschieden - Google Patents

Einrichtung zur Erfassung von kurzzeitig auftretenden Drehzahlunterschieden

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DE1167073B
DE1167073B DES72791A DES0072791A DE1167073B DE 1167073 B DE1167073 B DE 1167073B DE S72791 A DES72791 A DE S72791A DE S0072791 A DES0072791 A DE S0072791A DE 1167073 B DE1167073 B DE 1167073B
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Ingo Pritsching
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip

Description

  • Einrichtung zur Erfassung von kurzzeitig auftretenden Drehzahlunterschieden Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Erfassung von kurzzeitig auftretenden Drehzahlunterschieden zwischen rotierenden Teilen, insbesondere zwischen Radsätzen von Triebfahrzeugen, von denen zumindest einer gegenüber anderen eine unterschiedliche Drehzahl einnehmen kann, unter Verwendung von jedem der rotierenden Teile zugeordneten und mit diesen gekuppelten Impulsgebern, deren Impulszahlen pro Zeiteinheit ein Maß für die Drehzahlen der betreffenden Teile geben, wobei Impulse zweier oder mehrerer Impulsgeber miteinander derart verglichen werden, daß erst bei Auftreten einer Differenz zwischen den Summen der von den verschiedenen Impulsgebern abgegebenen Impulsfolgen ein Signal abgegeben wird, welches die Anzeige einer Drehzahldifferenz und/oder die Herabsetzung der Antriebsleistung für die rotierenden Teile veranlaßt.
  • Bei bekanntgewordenen Einrichtungen für die Drehzahlregelungen sind Elemente für die Rückstellung der Zählstufen vorgesehen, so daß die Zählvorgänge lediglich in voneinander unabhängiger Folge ablaufen können. Eine solche Einrichtung genügt aber nur den Anforderungen, die bei einem Mehrmotorenantrieb, z. B. für Papiererzeugungsanlagen oder Textilmaschinen auftreten, bei dem keine Drehzahlsprünge vorkommen und Drehzahländerungen nur während vergleichsweise langer Zeiträume wirksam sind, wobei die Drehzahldifferenzen als stetige Größen angesehen werden können.
  • Es ist ferner bekannt, einen Drehzahlvergleich unter Verwendung zweier Impulsgeber vorzunehmen, die auf eine Zähleinrichtung so einwirken, daß die Impulsfolge des einen Impulsgebers ein Vorwärtszählen einer Zählstufe bewirkt und die Impulsfolge des anderen Impulsgebers ein Rückwärtszählen der Zählstufe herbeiführt. Solange zwischen beiden Impulsgebern Synchronismus besteht, tritt am Ausgang der Zählstufe keine Impulsdifferenz auf, und es wird kein Steuersignal für die Veränderung der Drehzahl gegeben. Erst wenn die Drehzahlen der beiden Impulsgeber, d. h. auch die Drehzahl der sie antreibenden Motoren od. dgl., voneinander abweichen, wird als Ergebnis der im Zähler gebildeten Impulsdifferenz ein Signal ausgelöst, das den von der Solldrehzahl abweichenden Motor od. dgl. in den Synchronismus zurückführt.
  • Derartige Einrichtungen eignen sich jedoch für die Erfassung von kurzzeitig auftretenden Drehzahlunterschieden zweier rotierender Teile, wie sie insbesondere zwischen den Radsätzen vonTriebfahrzeugen beim Gleiten oder Schleudern auftreten, nicht, weil diese bekannten Einrichtungen eine zeitliche Integration der Drehzahldifferenz durchführen und damit den Synchronismus überwachen. Eine solche zeitliche Integration ist aber für die Erfassung kurzzeitig auftretender Drehzahlunterschiede gerade unerwünscht, da beispielsweise für Triebfahrzeuge geringe Drehzahlunterschiede, die beispielsweise durch unterschiedliche Raddurchmesser ausgelöst werden, nicht zu einer Meldung bzw. zu einem Steuersignal führen dürfen, da sonst während der Fahrt auf Grund der unvermeidlichen Unterschiede in den Treibraddurchmessern die Steuerung in regelmäßigen Abständen zurückgeschaltet würde.
  • Eine Erfassung kurzzeitiger Drehzahlunterschiede ohne diese Nachteile gelingt auf einfache Weise bei Einrichtungen der eingangs genannten Art dadurch, daß jedem Impulsgeber ein Signalumsetzer zugeordnet ist, der die von den Impulsgebern abgegebene Impulsfolge in eine Serie zyklisch wechselnder Signalgruppen umsetzt und besondere Zähler vorgesehen sind, die den Phasenunterschied zwischen zwei Zyklen erfassen. Bei einer solchen Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß sie nur auf das Auftreten kurzzeitiger Drehzahlunterschiede anspricht und etwa vorhandene Drehzahlunterschiede, beispielsweise bedingt durch unterschiedliche Raddurchmesser, unterdrückt.
  • Die Anordnung nach der Erfindung läßt sich kontaktlos besonders vorteilhaft unter Verwendung an sich bekannter logischer Elemente für die Signalumsetzung und die Auswertung von Signaldifferenzen schaffen. Zweckmäßig ist es, die Zahl der Impulse um mindestens zwei Größenordnungen größer zu wählen als die Zahl der Umdrehungen der rotierenden Teile pro Zeiteinheit. Ferner werden zweckmäßig in weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung Schaltungselemente verwendet, durch die erst nach zweimaligem Auftreten eines von einer kurzzeitigen Drehzahldifferenz herrührenden Signals ein Steuerbefehl oder eine Anzeige zur Auslösung gebracht wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das der Technik elektrischer Triebfahrzeuge entnommen. ist.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in F i g. 1 der Erfindungsgedanke in einem Blockschaltbild dargestellt. Hierin bedeuten die Bezeichnungen S1 und S2 Signalumsetzer, die die Impulsfolgen in nach dem binären Zahlensystem verschlüsselte Signalgruppen umwandeln. Die Impulsfolgen werden von Impulsgebern 45 und 46 abgenommen, die mit den einzeln angetriebenen Radsätzen 51 und 52 eines Triebfahrzeuges 47 gekuppelt sind. Die Ausgänge der beiden Signalumsetzer S1 und S2 sind zu einer beiden Signalumsetzern gemeinsamen Zählstufe Z geführt, welche darauf abgestimmt ist, bei einer Differenz der Impulsfolgen von beispielsweise zwei Impulsen ein Signal abzugeben. In einer der Zählstufe Z nachgeschalteten Meßeinheit D wird dann untersucht, ob die von der Zählstufe gemessene Differenz zwischen den Impulsfolgen zweimal unmittelbar nacheinander auftritt. Für die Rückstellung findet eine zeitabhängige Kette T Verwendung, durch die die Signalumsetzer S1 und S2 nach Anstehen einer von der Zählvorrichtung Z ermittelten Impulsdifferenz zurückgestellt werden.
  • Da die Einrichtung, wie vorstehend ausgeführt, erst dann Signal gibt, wenn eine kritische Impulsdifferenz von beispielsweise zwei Impulsen zweimal unmittelbar aufeinanderfolgend auftritt, ist dadurch gewährleistet, daß Unterschiede der Raddurchmesser an den Radsätzen 51 und 52 unberücksichtigt bleiben können, sofern die Impulsfolgen der durch die Radsätze gesteuerten Impulsgeber eine Frequenz hinreichender Höhe bezüglich der Drehzahl der Radsätze besitzen. Um Unterschiede in den Raddurchmessern bis zu 100/, ausgleichen zu können, wird vorgeschlagen, die Impulsfrequenz um zwei bis drei Größenordnungen höher gegenüber der Drehzahl der betrachteten Radsätze und die Zählperioden, innerhalb derer eine Abweichung der Impulsfolgen ermittelt werden soll, um wenigstens eine Größenordnung über die Drehzahl dieser Radsätze zu legen. Hierbei ist vorausgesetzt, was auch alle bisherigen diesbezüglichen Versuche bestätigt haben, daß die Zeit, während der ein Radsatz schleudert, groß ist, gegenüber einer Zählperiode, die nach den vorstehenden Ausführungen nur etwa ein Zweihundertstel der Umdrehung eines Radsatzes dauert.
  • Bei der benötigten hohen Impulsfrequenz von etwa 400 Impulsen je Umdrehung eines Radsatzes scheiden die bisher üblichen Meßmethoden aus, und es muß eine kontaktlose Erfassung der bei höheren Geschwindigkeiten über dem Hörbereich liegenden Impulsfolgen verwendet werden.
  • In F i g. 2 ist eine Schaltung, mit der die vorstehend beschriebene Aufgabe gelöst werden kann, im einzelnen beschrieben.
  • Für das Verständnis dieser Auswerteschaltung sei vorausgeschickt, daß in dieser Schaltung sogenannte logische Elemente für die Auswertung der Eingangssignale verwendet werden. Von den verschiedenen der an sich bekannten logischen Elemente kommen hier fünf Typen vor.
  • Mit N und einer laufenden Nummer sind sogenannte Umkehrgatter bezeichnet, die meist paarweise zusammengefaßt sind und sich untereinander durch verschiedene Bezeichnungen der Eingangs- und Ausgangsklemmen unterscheiden. Die in den verwendeten Umkehrgattern verwirklichte Oder-Bedingung bedeutet, daß die Eingänge der verwendeten Elemente untereinander gleichberechtigt sind. so daß ein L-Signal an einem Eingang, ganz gleich an welcher Eingangsklemme es ansteht, kein Ausgangssignal erzeugt. Unter einem L-Signal ist hierbei eine negative Spannung definierter Mindesthöhe zu verstehen.
  • Mit M und einer laufenden Nummer sind sogenannte Gedächtnisstufen bezeichnet. Diese Gedächtnisstufen sind mit zwei voneinander unabhängigen Eingangsgruppen ausgestattet, die als Eingangsgruppe 1 und Eingangsgruppe 0 bezeichnet werden. Die Eingangsgruppe 0 hat drei voneinander unabhängige und untereinander gleichberechtigte Klemmen, die die Bezeichnungen 0X, 01 und 02 haben, während die entsprechenden Klemmen der Eingangsgruppe 1 die Bezeichnungen 1 X, 11 und 12 tragen. Ebenfalls sind zwei voneinander unabhängige Ausgänge mit den Bezeichnungen A O und A 1 vorhanden. Wird an einem der Ausgänge der Eingangsgruppe 0 ein L-Signal gelegt, so erscheint am Ausgang A 0 ein L-Signal und am Ausgang A 1 ein 0-Signal, also keine Spannung gegenüber der Masse des Gerätes. Dieser Zustand bleibt erhalten, auch wenn das L-Signal in der Eingangsgruppe 0 verschwindet. Wird jedoch an die Eingangsgruppe 1 ein L-Signal gelegt, so erscheint am Ausgang A 1 ein L-Signal, und das L-Signal am Ausgang A0 verschwindet und wird zu einem 0-Signal.
  • Mit B und einer laufenden Nummer ist eine Binärstufe bezeichnet. Diese Binärstufen haben zwei getrennte Ausgänge A 0 und A 1 und einen sogenannten Binäreingang 22. Sie haben die Eigenschaft, daß bei Verschwinden eines L-Signals (das ist eine negative Spannung definierter Mindesthöhe am Binäreingang22) an den Ausgängen A O und A 1 ein Signalwechsel erfolgt. Dies bedeutet, daß ein L-Signal an einer der Ausgangsklemmen in ein 0-Signal verwandelt wird, und umgekehrt. Im übrigen besitzen die Binärstufen die Funktion von den bereits beschriebenen Gedächtnisstufen; sie sind hierfür mit zwei voneinander unabhängigen Gruppen von Eingangsklemmen ausgerüstet, die wieder die Bezeichnung 0 und 1 tragen.
  • Mit X und einer laufenden Nummer ist ein sogenanntes Und-Gatter bezeichnet. Wenn an allen Eingängen dieses Gatters L-Signal anliegt, so erscheint am Ausgang dieses Elementes ebenfalls ein L-Signal. Führen einer oder mehrere Eingänge ein 0-Signal, so erscheint am Ausgang ein 0-Signal.
  • Mit K und einer laufenden Nummer ist eine sogenannte Kippstufe bezeichnet. Wenn an einer der Eingangsklemmen dieser Stufe ein L-Signal anliegt, so erzeugt die Kippstufe ein L-Signal definierter Länge an ihrem Ausgang; unabhängig davon, wie lange das L-Signal an dem Eingang der Stufe ansteht.
  • Jedes der verwendeten logischen Elemente ist durch ein rechteckiges Kästchen versinnbildlicht. Die Eingangsklemmen dieser Elemente liegen bei der gewählten Darstellung an der oberen Kante dieser Kästchen, während die Ausgangsklemmen an der unteren Kante eingezeichnet sind. Die den verwendeten Und-Gattern gemeinsamen Eingangsklemmen sind durch einen horizontalen Strich zusammengefaßt, unter dem symbolisch die Funktion des betreffenden Elementes zu erkennen ist. Im Beispiel ist unter dem Strich ein Punkt zu sehen, der »und« bedeutet. Die in dem verwendeten Und-Gatter verwirklichte Und-Bedingung bedeutet, daß die Eingänge dieses Elementes untereinander gleichberechtigt sind, so daß ein einzelnes 0-Signal, ganz gleich an welcher Eingangsklemme es ansteht, kein L-Signal am Ausgang erzeugen kann.
  • Als Bezugspotential für alle in dieser Schaltung verwendeten Spannungen sei die Masse des Gerätes angenommen.
  • Für den Betrieb dieser logischen Elemente ist noch ein hier nicht dargestelltes Stromversorgungsteil erforderlich, das zur Versorgung der in den Elementen verwendeten Transistoren dient. In gleicher Weise wie das Netzteil sind auch die Verbindungen der logischen Elemente zu diesem Netzteil und zur Masse des Gerätes nicht dargestellt.
  • Bei der nun folgenden Beschreibung von Einzelheiten der Einrichtung nach der Erfindung sei zuerst auf das Zusammenwirken der Signalumsetzer S1 und S2 mit der Zählstufe Z eingegangen.
  • Sowohl von der Klemme 33 als auch von der Klemme 34 werden die den zu vergleichenden Achsdrehzahlen entsprechenden Impulse je zwei Binärstufen B1, B2 bzw. B3, B4 zugeführt, die jeweils hintereinander angeordnet sind. Die Klemme 33 ist mit dem Eingang 22 der Binärstufe B1 verbunden, deren Ausgang A O seinerseits mit dem Eingang 22 der Binärstufe B2 verbunden ist. In entsprechender Weise wird von der Klemme 34 aus die Binärstufe B3 und von der Binärstufe B3 aus die Binärstufe B4 gesteuert. Diese Kombination zweier Binärstufen wird als Signalumsetzer bezeichnet. Die Binärstufen B1 und B2 bilden hier den Signalumsetzer S1 und die Stufen B3 und B4 den Signalumsetzer S2.
  • Durch die vorstehend beschriebene Serienschaltung zweier Binärstufen werden die an den Klemmen 33 und 34 anstehenden Impulsfolgen in binäre Signale umgeformt. Da in der betrachteten Schaltung je zwei Binärstufen hintereinander angeordnet sind, können sowohl vom Signalumsetzer S1 als auch vom Signalumsetzer S2 je vier binäre Zahlen dargestellt werden.
  • Die vier Ausgänge jedes Signalumsetzers sind auf Verteiler 35 bis 38 bzw. 39 bis 42 geschaltet, derart, daß die Verteiler 35 bis 38 dem Signalumsetzer S1 und die Verteiler 39 bis 42 dem Signalumsetzer S2 zugeordnet sind.
  • An die acht Adern dieser Verteiler sind nun fünf Und-Gatter X1 bis X5 angeschlossen, die gemeinsam die Zählstufe Z bilden. Die Ausgänge der vier Und-Gatter XI bis X4 sind zusammengefaßt und beeinflussen eine Kippstufe K1, die eine Signaländerung am Ausgang der vier Und-Gatter eine Zeitlang zu speichern gestattet.
  • Über den Eingang 11 kann jeder Binärstufe ein zusätzliches Signal von Klemme 50 zugeführt werden, das die Ausgänge der Binärstufen auf Null zurückzustellen gestattet, so daß an den Ausgängen A 1 jeder Binärstufe ein L-Signal ansteht.
  • Die Anschlüsse der Und-Gatter X an die Verteiler 35 bis 42 sind im Ausführungsbeispiel nun so gewählt, daß die Und-Gatter X erst dann ansprechen, wenn die Impulsfolgen, die an den Klemmen 33 und 34 anliegen, sich in ihrer Phasenlage gegeneinander verschieben, d. h. wenn eine der beiden betrachteten Achsen gegenüber der anderen gerutscht ist oder geschleudert hat.
  • In der Zählstufe Z ist außerdem ein weiteres Und-Gatter X5 angeordnet, auf dessen Wirkungsweise erst bei der Beschreibung der Meßeinheit D eingegangen werden soll.
  • Wenn bei Beginn eines Fahr- oder Bremsprogramms sämtliche Binärstufen durch Anlegen eines L-Signals an den Eingang 11 der Binärstufen B auf Null zurückgestellt haben, so haben sämtliche Ausgänge A O dieser Binärstufen 0-Signal und die Ausgänge A 1 dieser Binärstufen L-Signal. An den Eingängen 14, 13, 12, 11 der Und-Gatter X1 bis X4 liegen dann folgende Signalkombinationen an:
    Und-Gatter Eingangssignale
    X1 00 L0
    X2 OL LL
    X3 L0 00
    X4 LL OL
    Sind alle Signalumsetzer durch Anlegen eines L-Signals an der Klemme 50 auf Null zurückgestellt, d. h., sind sämtliche Ausgänge A0 dieser Binärstufen auf Null gebracht und führen sämtliche Ausgänge A 1 der Binärstufen L-Signal, so ist die beschriebene Schaltung bereit zur Aufnahme von Impulsfolgen aus den Impulsgebern 45 und 46 und damit zur Erfassung einer Drehzahldifferenz der betrachteten Achsen 51 und 52.
  • Bei einer Bewegung des Fahrzeuges werden nun durch die Drehung der Achsen 51 und 52 von den Impulsgebern 45 und 46 Impulse erzeugt, die ein schrittweises Verändern der an den Und-Gattern X1 bis X4 angelegten Eingangssignale veranlassen.
  • In der nachstehenden Tabelle ist mit der laufenden Nummer 0 das an die Klemme 50 der betrachteten Anordnung vor Beginn jeder Anfahrt und jedes Bremskommandos zu gebende L-Signal verstanden. Die darauffolgenden Impulse 1, 2, 3 usw. rühren von den Impulsgebern 45 bzw. 46 her.
    Impuls Signale an den Eingängen der Und-Gatter
    X1 X2 X3 X4
    0 00 L0 OL LL ZO 00 LL OL
    1 OL LL I L0 00 LL OL 00 L0
    2 L0 00 LL OL 00 L0 OL LL
    3 LL OL 00 L0 OL LL L0 00
    4 00 L0 OL LL L0 00 LL OL
    5 OL LL L0 00 LL OL 00 L0
    6
    7
    Bei diesen Betrachtungen rühren die jeweils ersten beiden Signale jeder Gruppe vom Signalgeber S1 und die zweiten beiden Signale vom Signalgeber S2 her. Man sieht auch aus dieser Tabelle, daß jeder Signalumsetzer die Signale 00-OL-LO-LL in zyklischer Folge abgibt.
  • Das Entstehen solcher zyklischen Gruppen sei nachstehend für die Verteiler 35 und 37 und damit für zwei Ausgänge des Signalumsetzers S1 beschrieben. Der Verteiler 35 ist mit dem Ausgang A0 der Binärstufe B1 und der Verteiler 37 mit dem Ausgang A O der Binärstufe B2 verbunden.
  • Auf Grund des Rückstellungssignals an Klemme 35 werden den Eingängen 11 der Binäx'stufen L-Signale zugeführt, wodurch die Ausgänge A O dieser Stufen 0-Signal führen, während an den Ausgängen A1 der Binärstufen B1 und B2 ein L-Signal ansteht. Das erste L-Signal, das an die Klemme 33 und damit auf den Binäreingang 22 der Binärstufe B1 gelangt, bewirkt bei seinem Verschwinden eine Signalumkehr an den Ausgängen der Binärstufe B 1, d. h. der Ausgang A 0, führt nunmehr L-Signal, während der hier jetzt nicht betrachtete Ausgang A 1 ein 0-Signal führt. Nach dem Verschwinden des zweiten L-Signals an der Klemme 33 führt der Ausgang A O wieder 0-Signal, und gleichzeitig erfolgt Signalumkehr an den Ausgängen der Binärstufe B2, denn an deren Binäreingang 22 ist zugleich mit dem Verschwinden des zweiten L-Signals an der Klemme 33 auch das vom Ausgang A O der Binärstufe B1 herrührende L-Signal verschwunden. Nach dem zweiten Impuls führt der Ausgang A O der Binärstufe B2 somit L-Signal. Nach dem dritten Impuls an der Klemme 33 ist am Ausgang A0 der Binärstufe B1 wieder ein L-Signal, während das L-Signal am Ausgang der Binärstufe B2 erhalten bleibt. Das Verschwinden des vierten Impulses verwandelt die an den Ausgängen A0 der Binärstufe B1 und B2 liegenden L-Signale in je ein 0-Signal, so daß an beiden Binärstufen und damit an den Eingängen 13 und 14 des Und-Gatters XI 0-Signale anstehen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind die Signale der Signalgeber S1 und S2 mit einer Differenz von zwei Impulsen gegeneinander phasenverschoben, solange die betrachteten Achsen 51 und 52 synchron laufen.
  • Wird dieser Synchronismus durch ein Schleudern oder ein Gleiten gestört, so daß an den Eingängen der Und-Gatter jeweils zwei gleiche Signalgruppen anliegen, dann erhalten in zyklischer Folge die Und-Gatter X1 bis X4 vier L-Signale zugeführt, so daß die Und-Gatter X1 bis X4 auch in zyklischer Folge ansprechen. An den Ausgang dieser Zählstufe ist die bereits erwähnte Meßeinheit D angeschlossen, wobei zur Erleichterung der Auswertung zwischen den Ausgängen der Und-Gatter X1 bis X4 und dem Eingang der Einheit D ein Kipper K1 gelegt ist.
  • Das vom Kipper KI gelieferte Ausgangssignal beeinflußt nach einer Signalumkehr im Umkehrgatter N1 eine Binärstufe B5, wo es auf den Binäreingang 22 geführt ist. Ein L-Signal am Ausgang A 1 der Binärstufe wird einerseits der Eingangsgruppe 1 des Gedächtnisses M1 und andererseits der Klemme 01 des Umkehrgatters N1 sowie den Kippern K2 und K4 zugeführt.
  • Für die Rückstellung der Binärstufe B5 und des Gedächtnisses M1 ist ein besonderes, auch der Zählstufe Z zugeordnetes Und-Gatter X5 vorgesehen, das immer dann ein L-Signal liefert, wenn beide Signalumsetzer S1 und S2 das dritte binäre Signal der Folge aufweisen.
  • Solange also beide der betrachteten Wellen 51 und 52 synchron laufen, liefert das Und-Gatter X5 während jeder Periode der von den Signalgebern S1 und S2 erzeugten binären Signalfolgen ein Rückstellsignal für die Binärstufe B5 und das Gedächtnis M1.
  • Der Kipper K2 ist das erste Glied einer Kette, bestehend aus den Kippstufen K2 und K3 und einem Umkehrgatter N3, die als Verzögerungskette aus der Literatur bereits bekannt ist. Durch diese wird hier der Phasenverzug, mit dem die Signalgeber S1 und S2 nach Auftreten eines L-Signals am Ausgang A 1 der Binärstufe B5 zurückgestellt werden, bestimmt. Der Ausgang dieses Zeitgebers ist über die Klemme 50 mit den Eingängen 11 der Binärstufen B1 bis B4 verbunden, so daß durch ein L-Signal am Ausgang der Verzögerungskette die Signalgeber S1 und S2 zurückgestellt werden.
  • Sobald nun durch ein Schleudern eines der Und-Gatter X1 bis X4 im Zähler Z anspricht, liefert der Kipper K1 ein L-Signal kurzer Dauer. Infolge der Signalumkehr im Umkehrgatter N2 liegt bei Auftreten eines kurzen L-Signals am Ausgang des Kippers K1 am Binäreingang 22 der Binärstufe B5 ein 0-Signal kurzer Dauer an, durch das an den Ausgängen der Binärstufe Signalwechsel erfolgt, und da der Binärstufe B5 von dem Und-Gatter X5 auf deren Eingang 01 ein L-Signal kurzer Dauer zugeführt worden war, bedeutet dieser Signalwechsel an dem Binäreingang 22, daß der Ausgang A 1 der Binärstufe B5 nunmehr L-Signal führt.
  • Da aber ein von dem Und-Gatter X5 abgegebenes L-Signal nicht nur der Eingangsgruppe 0 der Binärstufe B5, sondern auch der Eingangsgruppe 0 des Gedächtnisses M1 zugeführt worden war, wird infolge des Signalwechsels an den Ausgängen der Binärstufe B5 das bisher bestehende L-Signal am Ausgang A O des Gedächtnisses M1 nun in ein 0-Signal verwandelt. Das dem Gedächtnis M1 nachgeordnete Umkehrgatter N1 kann jedoch nicht ansprechen, da ausgehend vom Ausgang A 1 der Binärstufe B5, am Ausgang 01 der Umkehrstufe M2 noch L-Signal anliegt.
  • Zugleich mit dem Setzen des Gedächtnisses M1 erhalten auch die zeitabhängigen Glieder K2, N3 und K3 Spannung, durch welche nach Ablauf eines vorbestimmten Intervalls - beginnend mit dem Signalwechsel an der Binärstufe B5 - die Signalgeber S1 und S2 auf Null zurückgestellt werden.
  • Die Steuerung der Antriebsmotoren wird bei Anstehen eines L-Signals am Ausgang der Binärstufe B5 über den Kipper K4, das Und-Gatter X6 und Klemme 62 die Steuerung der Antriebsmotoren wenigstens so lange angehalten, bis auch bei langsamer Fahrt eine gegebenenfalls aufgetretene Drehzahldifferenz ermittelt werden konnte. Sobald jedoch während der Laufzeit des Kippers K4 am Ausgang des Umkehrgatters N1 L-Signal ansteht, also ein »Schleudern« ermittelt wurde, erhält das Und-Gatter X6 von Umkehrgatter N4 ein 0-Signal, und die Steuerung wird wieder freigegeben, um in diesem Fall die Antriebsleistung herabzusetzen.
  • Erfolgt nun während der durch die Wirkung des Und-Gatters X5 bestimmten Zählperiode ein neuerlicher Impuls, der nun dadurch bedingt sein muß, daß das Schleudern eines Radsatzes länger als eine Zählperiode andauert, so erfolgt durch diesen zweiten Impuls nochmals Signalwechsel an den Ausgängen der Binärstufe B5. Das Gedächtnis M1 bleibt hierbei in der durch den ersten Impuls gegebenen Stellung. Das Umkehrgatter N1 erhält jedoch nach Erscheinen des 0-Signals am Ausgang A 1 der Binärstufe B5 nicht nur 0-Signal auf seiner Eingangsklemme 02, sondern auch 0-Signal auf seiner Eingangsklemme 01 und gibt nun nach zweimaligem Auftreten der vorgegebenen Impulsdifferenz von zwei Impulsen ein Signal, das an Klemme 61 ansteht und durch das die Steuerung des Fahrzeuges zurückgenommen wird. Gleichzeitig wird der Binäreingang der Binärstufe B5 gegenüber weiteren, vom Kipper K1 herrührenden Signalen durch Rückführung eines L-Signals vom Ausgang A1 der Umkehrstufe N1 auf den Eingang 11 der Umkehrstufe N3 gesperrt.
  • Wird während der durch das Und-Gatter X5 bestimmten Zählperiode keine weitere Signaldifferenz an den Ausgängen der Und-Gatter X1 bis X4 festgestellt, so werden die Binärstufe B5 und das Gedächtnis M1 nach Ablauf dieser Periode auf Null zurückgesetzt, weil angenommen werden muß, daß, da das Auftreten der Signaldifferenz keine Widerholung erfahren hat, die Signaldifferenz auf Grund der Wirkung unterschiedlicher Raddurchmesser hervorgerufen und kein Schleudern oder Gleiten einer Treibachse zur Ursache hat.

Claims (15)

  1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Erfassung von kurzzeitig auftretenden Drehzahlunterschieden zwischen rotierenden Teilen, insbesondere zwischen Radsätzen von Triebfahrzeugen, von denen zumindest einer gegenüber anderen eine unterschiedliche Drehzahl einnehmen kann, unter Verwendung von jedem der rotierenden Teile zugeordneten und mit diesen gekuppelten Impulsgebern, deren Impulszahlen pro Zeiteinheit ein Maß für die Drehzahlen der betreffenden Teile geben, und daß Impulse zweier oder mehrerer Impulsgeber miteinander derart verglichen werden, daß erst bei Auftreten einer Differenz zwischen den Summen der von verschiedenen Impulsgebern abgegebenen Impulsfolgen ein Signal abgegeben wird, welches die Anzeige einer Drehzahldifferenz und/oder die Herabsetzung der Antriebsleistung für die rotierenden Teile veranlaßt, dadurch gekennzeichn e t, daß jedem Impulsgeber ein Signalumsetzer zugeordnet ist, der die von den Impulsgebern abgegebene Impulsfolge in eine Serie zyklisch wechselnder Signalgruppen umsetzt und besondere Zähler vorgesehen sind, die den Phasenunterschied zwischen zwei Zyklen erfassen.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung an sich bekannter logischer Elemente für die Signalumsetzung und die Auswertung von Signaldifferenzen.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Impulse um mindestens zwei Größenordnungen größer ist als die Zahl der Umdrehungen der rotierenden Teile je Zeiteinheit.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalumsetzung sogenannte Binärstufen Verwendung finden, durch welche Signalgruppen, die nach dem binären Zahlensystem aufgebaut sind, erzeugt werden.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einem Impulsgeber zugeordneten und für die Erzeugung von Signalgruppen erforderlichen Binärstufen untereinander in Reihe geschaltet sind.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abgabe eines Signals eine von mehreren, vorzugsweise von zwei Impulsen herrührende Differenz zwischen den Signalgruppen erforderlich ist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Differenzen zwischen den Signalgruppen durch die Wirkung besonderer, auf je eine bestimmte Differenz abgestimmter Glieder, vorzugsweise durch sogenannte Und-Gatter, erfaßt werden. B.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der für die Bestimmung einer Abweichung zwischen den Signalgruppen erforderlichen Und-Gatter gleich der Zahl der in einem Zyklus zusammengefaßten Signalgruppen ist.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung einer vorgegebenen Abweichung zwischen den Signalgruppen davon abhängig gemacht ist, welche Ausgänge der verwendeten Binärstufen über die Und-Gatter miteinander verknüpft sind.
  10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Verwendung von Gliedern, durch die erst nach zweimaligem Auftreten eines von einer Drehzahldifferenz herrührenden Signals ein Steuerbefehl oder eine Anzeige zur Auslösung gebracht wird.
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Binärstufe, die bei erstmaligem Auftreten eines eine Drehzahldifferenz anzeigenden Signals gekippt wird und einer an sich bekannten Verzögerungskette über die nach dem Kippen der Binärstufe die Signalumsetzer zurückgestellt werden.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Gedächtnisses (M1) und eines Umkehrgatters (N1), die vom selben Ausgang (A1) der Binärstufe (B S) gesteuert werden, wobei das Umkehrgatter (N1) auch nochvon dem Ausgang (A 0) des Gedächtnisses (Ml) Signäi erhält, so daß am Ausgang (A 1) der Umkehrgatter (N1) erst nach zweimaligem Auftreten eines von einer Drehzahldifferenz ausgelösten Signals am Binäreingang (22) der Binärstufe (B5) ein Steuersignal ansteht.
  13. 13. Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Glieder, durch die die Binärstufe und ein dieser Binärstufe nachgeordnetes Gedächtnis periodisch, vorzugsweise während jedem Zyklus der Signalgruppen, zurückgestellt wird, solange zwischen den von den Impulsgebern seit dem Anstehen des letzten Rückstellsignals für die Signalumsetzer abgegebenen Impulsfolgen keine Differenz aufgetreten ist.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die Verwendung eines zugleich mit der Verzögerungskette anzustoßenden besonderen Zeitgliedes (K4), durch dessen Ausgangssignal ein Erhöhen der Antriebsleistung für die rotierenden Teile während eines- vorgegebenen Zeitintervalls verhindert wird.
  15. 15. Einrichtung nach Anspruch 13 und 14, gekennzeichnet durch die Verwendung eines diesem besonderen Glied nachzuschaltenden Und-Gatters, durch das bei Anstehen eines Steuersignals am Ausgang (A 1) des Umkehrgatters (N1) ein vom Glied (K4) geliefertes L-Signal gelöscht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 876 004, 2 915 703; »Siemens-Zeitschrift«, Oktober 1959, Heft 10, S. 598 bis 606.
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DES72791A Pending DE1167073B (de) 1961-03-02 1961-03-02 Einrichtung zur Erfassung von kurzzeitig auftretenden Drehzahlunterschieden

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3205240A1 (de) * 1982-02-15 1983-09-01 Forschungsgesellschaft Druckmaschinen E.V., 6000 Frankfurt Verfahren und vorrichtung zur hochgenauen messung der phasenlage bzw. phasenverschiebung zweier impulsfolgen

Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2876004A (en) * 1956-07-12 1959-03-03 Cons Electrodynamics Corp Speed measurement and control
US2915703A (en) * 1954-03-25 1959-12-01 Siemens Ag Apparatus for measuring revolving speed or velocity ratios

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