DE1179581B

DE1179581B - Safety driving circuit for monitoring and influencing the speed of a vehicle, in particular a rail vehicle

Info

Publication number: DE1179581B
Application number: DEB60223A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Stahl; Dipl-Ing Alfred Selbach; Dipl-Ing Peter Veith; Werner Deck
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1960-11-25
Filing date: 1960-11-25
Publication date: 1964-10-15
Also published as: CH390988A

Description

Sicherheitsfahrschaltung zur Überwachung und Beeinflus.der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges Bei den bisher bekannten Einrichtungen für die Kontrolle oder die Beeinflussung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges und bei den bisher bekannten Gberwachungseinrichtungen der Wachsamkeit des Fahrzeugführers werden mechanische und elektrische Bauelemente verwendet, die alle einem mehr oder weniger starken Verschleiß unterworfen sind. Die Folgen dieses Verschleißes sind Falschanzeigen, Fehlauslösungen oder sogar ein vollkommener Funktiönsausfall der Sicherheits- bzw. Überwachungseinrichtungen. Diese bekannten Vorrichtungen müssen deshalb laufend sorgfältig und gründlich gewartet werden, was einen hohen technischen Aufwand erfordert.Safety driving circuit for monitoring and influencing the speed of a vehicle, in particular a rail vehicle In the previously known Devices for controlling or influencing the speed of a Vehicle and with the previously known monitoring devices of vigilance of the vehicle driver, mechanical and electrical components are used that all are subject to more or less severe wear. The consequences of this Wear are false indications, false tripping or even a complete functional failure the safety and monitoring devices. These known devices must that is why they are constantly being carefully and thoroughly maintained, which is a high technical level Requires effort.

Es wurde daher schon eine überwachungseinrichtung vorgesehen, die die Nachteile der bekannten Vorrichtung dadurch vermeidet, daß kontaktbehaftete Teile des Überwachungskreises durch kontaktlose Teile ersetzt werden. Dabei wird die Wegabhängigkeit der Überwachungseinrichtung derart erreicht, daß die Umdrehungszahl .der Fahrzeugachse durch Lichtimpulse, die durch eine am Fahrzeugachsstummel befestigte Lochblende und eine diese beleuchtende Lichtquelle erzeugt und auf Fototransistoren gegeben werden, gemessen wird. Haben die Lichtimpulse eine bestimmte Zahl erreicht und wurde vom Fahrzeugführer die sogenannte Wachsamkeitstaste nicht betätigt, dann wird dadurch die Bremsung des Fahrzeuges eingeleitet.- Die Zeitabhängigkeit der Überwachungseinrichtung wird durch eine Kombination eines Kondensator-Widerstands-Transistoren-Kreises gebildet. Auch bei diesem Überwachungskreis wird eine ganz bestimmte Impulszahl gespeichert, und sodann erfolgt bei Nichtbetätigung der Wachsamkeitstaste die Bremsung des Fahrzeuges.A monitoring device has therefore already been provided which avoids the disadvantages of the known device that contact Parts of the monitoring circuit are replaced by non-contact parts. It will the path dependency of the monitoring device is achieved in such a way that the number of revolutions .the vehicle axle by light pulses that are attached to the vehicle axle stub by a Pinhole and a light source illuminating this generated and placed on phototransistors given, is measured. Have the light pulses reached a certain number and if the driver did not press the so-called vigilance button, then this initiates the braking of the vehicle - the time dependency of the Monitoring device is a combination of a capacitor-resistor-transistor circuit educated. This monitoring circuit also has a very specific number of pulses stored, and then braking takes place if the alertness button is not pressed of the vehicle.

Es sind ferner Drehzahhneßeinrichtungen bekannt, die durch induktive Übertragung die Drehgeschwindigkeit einer Welle feststellen. Bei einer dieser Einrichtungen ist das Polrad aus permanentmagnetischem Material an der zu messenden Welle angeflanscht. In den feststehenden Ständerpolen, die mit einer Wicklung versehen sind, werden bei Umdrehungen des Polrades Spannungen erzeugt, die ein Maß für die Geschwindigkeit sind. Auch diese Einrichtung hat den Nachteil, daß bei Erschütterungen dieses Meßsystems der Luftspalt geändert wird, so daß daher Fehlmessungen auftreten können. Einrichtungen dieser Art sind deshalb bisher nur in stationären Anlagen verwendet worden. Eine zeitabhängige Meßeinrichtung ist dort nicht vorhanden. Durch den im Laufe der Zeit abnehmenden Permanentmagnetismus des Polrades können ebenfalls Fehlmessungen eintreten. Bei sehr kleinen Umdrehungszahlen der zu messenden Welle werden kaum noch Spannungen in den Ständerspulen induziert, so daß bei Schleich= oder Rangiergeschwindigkeit eines Fahrzeuges keine Messung mehrerfolgt.There are also Drehzahhneßeinrichtungen known by inductive Transmission determine the speed of rotation of a shaft. At one of these institutions the pole wheel made of permanent magnetic material is flanged to the shaft to be measured. In the fixed stator poles, which are provided with a winding when the pole wheel rotates, voltages are generated which are a measure of the speed are. This device also has the disadvantage that this measuring system is subject to vibrations the air gap is changed, so that incorrect measurements can therefore occur. Facilities of this type have therefore only been used in stationary systems so far. One time-dependent measuring device is not available there. Through the passage of time Decreasing permanent magnetism of the pole wheel can also lead to incorrect measurements. With very low speeds of rotation of the shaft to be measured, there are hardly any tensions induced in the stator coils, so that at creep = or shunting speed measurement of a vehicle is no longer carried out.

Alle diese Nachteile der bisher bekannten Einrichtungen sollen durch die nachstehend beschriebene Erfindung vermieden werden. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsfahrschaltung zur überwachung und Beeinflussung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, bei der ein von der Fahrzeugachse angetriebener, kontaktloser und elektrische Impulse mit zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportionaler Frequenz liefernder Impulsgenerator auf eine durch eine Wachsamkeitstaste in bestimmten Zeitabständen zu löschende Zähleinrichtung geschaltet ist, die nach einer vorbestimmten Impulszahl ein Signal bzw. eine Bremsung des Fahrzeuges auslöst. Die Erfindung besteht darin, daß die Fahrzeugachse mit einer auf ihrem Umfang mit Öffnungen versehenen Metallscheibe gekuppelt ist, ;die einen über ein verstärkendes Glied rückgekoppelten elektrischen Schwingkreis derart beeinflußt, daß ungedämpfte Schwingungen je nach der Stellung der Metallscheibe entstehen oder unterdrückt werden, und der elektrische Schwingkreis derart über ein gleichrichtendes Glied an die Zähleinrichtung gekoppelt ist, daß die gleichgerichteten Schwingungen die hierfür nötige Impulsspannung liefern.All of these disadvantages of the previously known devices are said to be due to the invention described below can be avoided. The present invention relates to a safety driving circuit for monitoring and influencing the speed of a vehicle, in particular a rail vehicle, in which one of the vehicle axle driven, contactless and electrical impulses with the vehicle speed The pulse generator delivers a proportional frequency to one through a vigilance key is switched at certain time intervals to be cleared counter that after a predetermined number of pulses triggers a signal or braking of the vehicle. The invention consists in that the vehicle axle with one on its circumference Openings-provided metal disc is coupled; the one via a reinforcing Element feedback electrical resonant circuit influenced in such a way that undamped Vibrations arise or are suppressed depending on the position of the metal disc, and the electrical oscillating circuit in this way to the counting device via a rectifying element is coupled that the rectified Vibrations for this supply the necessary pulse voltage.

Ein Ausführungsbeispiel ist in F i g. 1 gezeigt. Eine auf oder an der Fahrzeugachse befestigte, gezahnte Metallscheibe 1 wird mit der Drehzahl der Fahrzeugachse entsprechender Geschwindigkeit in ihrem Zählbereich durch den Luftspalt zweier zu einem Schwingkreis gehörenden gegenüberliegenden Spulen 2 und 3 bewegt. Der Oszillator ist aus einem Transistor 4, einem Schwingkreis 5, bestehend aus einer Schwingkreisspule 2 und einem Kondensator 6, einem Rückkopplungskreis 7, bestehend aus der Rückkopplungsspule 3 und einem Rückkopplungskondensator 8, und einem Einstellwiderstand 9 aufgebaut. Auf dem verlängerten Kern der Schwingkreisspule 2 ist noch eine Auskoppelwicklung 10 aufgebracht, die die vom Schwingkreis erzeugten Schwingungen an die nicht dargestellten und beschriebenen Zähleinrichtungen über einen Gleichrichter 11 abgibt.An exemplary embodiment is shown in FIG. 1 shown. One up or one on the vehicle axle attached, toothed metal disc 1 is at the speed of Vehicle axis of the corresponding speed in its counting area through the air gap two opposing coils 2 and 3 belonging to an oscillating circuit. The oscillator consists of a transistor 4, an oscillating circuit 5, consisting of one Resonant circuit coil 2 and a capacitor 6, a feedback circuit 7, consisting of the feedback coil 3 and a feedback capacitor 8, and a setting resistor 9 built. There is also a decoupling winding on the extended core of the resonant circuit coil 2 10 applied, the vibrations generated by the resonant circuit to the not shown and outputs described counting devices via a rectifier 11.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 ist folgende: Wird als Speisespannung eine Gleichspannung an die mit Plus und Minus bezeichneten Leitungen gelegt und befindet sich eine Zahnlücke der Zahnscheibe 1 im Luftspalt der sich gegenüberliegenden Spulen 2 und 3, dann tritt folgendes ein: Die Schwingkreisspule 2 induziert eine Spannung in der Rückkopplungsspule 3, so daß über den Transistor 4 eine Schwingung auftritt, die eine Spannung in der Auskoppelwicklung 10 erzeugt. Diese Spannung wird auf eine Speichereinrichtung gegeben.The mode of operation of the circuit according to FIG. 1 is as follows: If a direct voltage is applied to the lines marked plus and minus as the supply voltage and there is a tooth gap in the toothed disk 1 in the air gap between the opposing coils 2 and 3, then the following occurs: The resonant circuit coil 2 induces a voltage in the feedback coil 3, so that an oscillation occurs across the transistor 4 which generates a voltage in the coupling-out winding 10. This voltage is applied to a storage device.

Befindet sich ein Zahn der Zahnscheibe 1 im Luftspalt der sich gegenüberliegenden Spulen 2 und 3, dann tritt folgendes ein: Die Schwingkreisspule 2 kann jetzt keine Spannung in der Rückkopplungsspule 3 induzieren, da der in dem Luftspalt zwischen den gegenüberliegenden Spulen 2 und 3 befindliche Zahn die von der Schwingkreisspule 2 erzeugten Feldlinien am Eindringen in die Rückkopplungsspule 3 hindert. Dadurch werden die Schwingungen unterbrochen, und es entsteht keine Spannung im Schwingkreis, d. h., in der Auskoppelwicklung 10 wird ebenfalls keine Spannung erzeugt, und somit wird kein Signal an die Speichereinrichtung abgegeben.If a tooth of the toothed disk 1 is in the air gap between the opposing coils 2 and 3, then the following occurs: The resonant circuit coil 2 can now not induce any voltage in the feedback coil 3, since the tooth located in the air gap between the opposing coils 2 and 3 is the prevents field lines generated by the resonant circuit coil 2 from penetrating into the feedback coil 3. As a result, the oscillations are interrupted and no voltage arises in the resonant circuit, that is to say no voltage is produced in the coupling-out winding 10 either, and thus no signal is output to the storage device.

Durch den aufeinanderfolgenden Wechsel von Zahnlücke und Zahn bei Umdrehungen der Fahrzeugachse werden daher, abhängig von der zurückgelegten Strecke, vom wegabhängigen Impulsgeber eine bestimmte Anzahl von Impulsen erzeugt, deren Frequenz proportional der Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist. Diese Impulse werden, solange das Zeitglied seinen Endzustand noch nicht erreicht hat, unterdrückt. Ist das Zeitrelais abgelaufen, so wird die Zähleinrichtung freigegeben, und die Impulse werden auf eine aus an sich bekannten elektronischen Bauelementen bestehende Zähleinrichtung gegeben, die bei einer bestimmten Impulsanzahl ein Relais od. ä. zum Ansprechen bringt, das wiederum ein akustisches oder optisches Signal oder sofort die Bremsung des Fahrzeuges auslöst, wenn vom Fahrzeugführer in der Zwischenzeit nicht die sogenannte Wachsamkeitstaste gedrückt wurde, wodurch die Impulse in der Zähleinrichtung gelöscht werden.Through the successive alternation of tooth gap and tooth at Revolutions of the vehicle axle are therefore, depending on the distance covered, generated by the path-dependent pulse generator a certain number of pulses, whose Frequency is proportional to the speed of the vehicle. These impulses are as long as the timer has not yet reached its final state, suppressed. is the timer has expired, the counter is released and the pulses are based on a counting device made up of known electronic components given that a relay or the like to respond at a certain number of pulses brings, which in turn an acoustic or optical signal or the braking immediately of the vehicle triggers if the vehicle driver does not respond to the so-called Vigilance button has been pressed, which clears the pulses in the counter will.

Zusätzlich ist noch ein zeitabhängiger Grundimpulsgeber vorhanden. Dieser liefert an die Zähleinrichtung zusätzlich Impulse, die bei geringer Geschwindigkeit die Ansprechzeit begrenzen. Um ein Ansprechen der Sicherheitsvorrichtung bei Stillstand zu verhindern, werden die zusätzlichen Impulse beim Ausbleiben der wegabhängigen Impulse über eine bestimmte Zeit hinaus ebenfalls gesperrt.A time-dependent basic pulse generator is also available. This supplies the counting device with additional impulses, which take place at low speed limit the response time. A response of the safety device at standstill to prevent the additional impulses in the absence of the path-dependent Pulses are also blocked for a certain period of time.

Von der beschriebenen Sicherheitseinrichtung zur Überwachung und/oder Beeinflussung der Geschwindigkeit bzw. des Führers eines Fahrzeuges befinden sich die Spulen 2 und 3 im Achslagerkasten des Fahrzeuges, ebenso die auf oder an dem Fahrzeugachsstummel befestigte Zahnscheibe 1. Es werden daher einige elektrische Leitungen aus diesem Achslagerkasten herausgeführt und zu den Speichereinrichtungen, die sich im Geräte-, Maschinen- oder Fahrzeugführerraum befinden, gezogen.From the described safety device for monitoring and / or Influencing the speed or the driver of a vehicle are the coils 2 and 3 in the axle box of the vehicle, as well as those on or on the Toothed pulley attached to the vehicle axle stub 1. There are therefore some electrical Lines led out of this axle box and to the storage facilities, that are located in the equipment, machine or vehicle driver's room.

Durch die sehr erheblichen mechanischen Stöße während der Fahrt auf die beschriebene Einrichtung kann ein Drahtbruch der genannten elektrischen Leitungen eintreten. Damit ergibt sich die Notwendigkeit, eine Überwachungseinrichtung vorzusehen, da sonst beispielsweise durch einen Drahtbruch falsche Fahr- bzw. Schaltmanöver ausgelöst werden könnten. Ein Ausführungsbeispiel einer überwachungseinrichtung ist als Blockschaltbild in F i g. 2 dargestellt. Sie besteht aus zwei Impulsgebern 12 und 13, die in einer sogenannten Torschaltung 14 miteinander verbunden sind, die gegebenenfalls ein Signal auf eine nicht dargestellte Melde- oder Auslöseeinrichtung abgibt.Due to the very significant mechanical shocks while driving on the device described, a wire breakage of the electrical lines mentioned can occur. This results in the need to provide a monitoring device, since otherwise incorrect driving or switching maneuvers could be triggered, for example by a wire break. An exemplary embodiment of a monitoring device is shown as a block diagram in FIG. 2 shown. It consists of two pulse generators 12 and 13 which are connected to one another in what is known as a gate circuit 14 which, if necessary, sends a signal to a signaling or triggering device (not shown).

Die Wirkungsweise ist folgende: Die Impulsgeber 12 und 13 besitzen im Prinzip den gleichen Aufbau wie der nach F i g. 1 beschriebene Schwingkreis. Jeder Impulsgeber gibt nun in die Torschaltung 14 Impulse hinein, und zwar derart, daß bei einer Impulsgabe des Impulsgebers 12 der Impulsgeber 13 keinen Impuls und bei Impulsgabe des Impulsgebers 13 der Impulsgeber 12 keinen Impuls abgibt. Zeitlich sind also die Impulse der Impulsgeber 12 und 13 um eine Impulsbreite verschoben, so daß in der Torschaltung 14 eine reine Gleichspannung entsteht. Solange diese Gleichspannung in der Torschaltung 14 gebildet wird, wird ein Schaltbefehl, der dauernd an der Torschaltung 14 ansteht, nicht freigegeben.The mode of operation is as follows: The pulse generators 12 and 13 basically have the same structure as that according to FIG. 1 resonant circuit described. Each pulse generator now sends pulses into the gate circuit 14 in such a way that when the pulse generator 12 emits a pulse, the pulse generator 13 emits no pulse and when the pulse generator 13 emits the pulse generator 12 no pulse. In terms of time, the pulses from the pulse generators 12 and 13 are shifted by one pulse width, so that a pure DC voltage is produced in the gate circuit 14. As long as this DC voltage is formed in the gate circuit 14 , a switching command that is permanently pending on the gate circuit 14 is not released.

Bricht nun eine der beschriebenen Leitungen oder tritt eine entsprechende Störung ein, wie das Ausbleiben der Speisespannung, Schäden an den einzelnen Bauelementen, Kurzschlüsse usw., dann werden Impulse nur noch von dem einen Impulsgeber in die Torschaltung 14 gesendet. Nunmehr kann sich keine Gleichspannung bilden, und es wird nach dem einen Impuls zeitweise überhaupt keine Spannung vorhanden sein, d. h., der dauernd anstehende Schaltbefehl wird freigegeben und gelangt auf die nicht dargestellte Melde- bzw. Auslöseeinrichtung.If one of the lines described breaks or a corresponding disturbance occurs, such as the absence of the supply voltage, damage to the individual components, short circuits, etc., then pulses are only sent from one pulse generator to the gate circuit 14 . Now no DC voltage can form, and after the one pulse there will be no voltage at all at times, that is, the continuously pending switching command is released and reaches the signaling or triggering device (not shown).

Die Torschaltung 14 kann z. B. in einfachster Weise ein Relais mit zwei Wicklungen sein. Sie kann aber auch aus elektrischen Bauelementen, wie Dioden, Transistoren, Röhren od. ä., bestehen.The gate circuit 14 can, for. B. be a relay with two windings in the simplest way. But it can also consist of electrical components such as diodes, transistors, tubes or the like.

Claims

Claims: 1. Safety driving circuit for monitoring and influencing the speed of a vehicle, in particular a rail vehicle the one driven by the vehicle axle, contactless and electrical impulse with a frequency proportional to the vehicle speed delivering a pulse generator to a counter that can be cleared at certain time intervals by means of a vigilance key is switched after a predetermined number of pulses a signal or a braking of the vehicle is triggered, characterized in that the vehicle axle is coupled to a metal disc provided with openings on its circumference, the one electrical oscillating circuit that is fed back via an amplifying element influenced in such a way that undamped vibrations depending on the position of the metal disc arise or are suppressed, and the electrical resonant circuit so over a rectifying member is coupled to the counter that the rectified Vibrations provide the pulse voltage required for this.

2. Safety driving circuit according to claim 1, characterized in that the inductive or capacitive feedback of the electrical oscillating circuit released or interrupted will.

3. Safety driving circuit according to claim 1 or 2, characterized in that that the rectifying member fed from the resonant circuit together with a The pulse generator can only be switched off when the vehicle is at a complete standstill lower constant frequency (corresponding to a low vehicle speed) is switched to the counter.

4. Safety driving circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that two pulse generators are provided on a vehicle axle, the metal discs provided with openings on its circumference are arranged such that the sum of the pulses generated in the two pulse generators results in a pure DC voltage and that both pulse generators are connected to a gate circuit which, in the absence of pulses, releases at least one of the pulse generators a switching voltage to a corresponding signaling or triggering device. Considered publications: German Patent Specifications No. 834 025, 945 297; German utility model No. 1770 399, 1800493.