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Schaltungsanordnung für fahrzeugbetütigte Gleisgerâte zum genauen
Auslüsen einer Meldung bei einer vorgegebenen Fahrzeugstellung in Eisenbahnanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für fahrzeugbetâtigte Gleisgerüte
zum genauen Auslüsen einer Meldung bei einer vorgegebenen Fahrzeugstellung in Eisenbahnanlagen,
in denen die Meldung nur bei einer vorgegebenen Fahrtrichtung wirksam geschaltet
wird, durch Auswerten einer Wechselspannung, die infolge elektromagnetischer Beeinflussung
des Gleisgerâtes beim Vorbeifahren eines Fahrzeugrades an der vorgegebenen Fahrzeugstellung
nacheinander drei Maxima mit abwechselnder Richtung durchlâuft.
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Diese Gleisgerâte werden beispielsweise benôtigt, um bei Ablaufanlagen
zum Steuern von Gleisbremsen die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung von Fahrzeugen
zu messen. Bekannt ist ein Gleisgerüt, bei dem einem wechselstromerregten Magneten
ein Paar von gegeneinandergeschalteten, auf Weicheisenkernen sitzenden Wicklungen
gegenüberliegen. Diese Wicklungen sind so bemessen, da13 sich die in dem Wicklungspaar
induzierten Wechselspannungen im unbeeinflul3ten Zustand nach GrüBe und Phase aufheben.
Beim Vorüberrollen eines Rades wird das im Wicklungspaar herrschende Spannungsgleichgewicht
gestürt. Die dann auftretende, nicht kompensierte Wechselspannung dient der Signalgebung
und betâtigt unabhüngig von deren Phasenlage ein Relais. Dieses Gleisgerât ist jedoch
nicht für Mel3zwecke bei Ablaufanlagen peigne, weil die Meldungsauslüsung nicht
exakt genug in bezug auf eine vorgegebene Fahrzeugstellung erfolgt.
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Ferner ist ein Geriit zur Teufenanzeige bei Schachtfürderanlagen bekannt,
bei dem an den Anhaltestellen angeordnete, mit Tonfrequenz gespeiste Wechselstrom-Brückenschaltungen
verwendet werden. Hierbei sind in zwei benachbarten Brückenarmen liegende, auf einem
Kern aufgebrachte Empfangsspulen so angeordnet, da13 die beiden Spulen beim Vorbeigleiten
des Fürdermittels durch eine daran angebrachte ferromagnetische Schiene nacheinander
beeinflul3t werden. Hierdurch erfolgt eine zeitweilige Verstimmung der Wechselstrornbrücke,
und es entsteht eine Brückenrestspannung. Bei symmetrischer Lage der ferromagnetischen
Schiene zum Spulenkern herrscht wieder Brückengleichgewicht. Dieses Kriterium wird
zur Anzeige einer genauen Anhaltestellung des Fürdermittels benutzt. Zum Bestimmen
einer positiven oder negativen Abweichung der Lage des Fürdermittels von der Anhaltestelle
wird dabei die Phasenlage der Brückenrestspannung benutzt, die vor und hinter der
Anhaltestellung eine um 180° geünderte Lage hat.
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Auch dieses Gerât ist nicht als fahrzeugbetâtigtes Gleisgerât zum
genauen Auslôsen von Meldungen bei einer vorgegebenen Fahrzeugstellung geeignet,
weil eine in die Empfangsspulen induzierte Stôrspannung zur Anzeige gebracht würde.
Weiterhin ist es auch nicht müglich, mit diesem Gerüt eine vorgegebene Fahrzeugstellung
automatisch zu melden.
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Bei Achszâhlanlagen wandelt eine Impulsschaltung eine vom Gleisgerât
abgegebene Impulsfolge je nach Fahrtrichtung einer diese Impulsfolge auslôsenden
Achse in einen Einzühl- oder Auszühlimpuls für ein vor- und rückwârts fortschaltbares
Zâhlwerk um. Die Impulsschaltung darf, wenn eine Achse in den Bereich des Gleisgerâtes
hineinfâhrt und dann ihre Fahrtrichtung innerhalb dieses Bereichs umkehrt, keinen
Zühlimpuls abgeben bzw. sie . mu13 - falls schon ein Zâhlimpuls ausgel&st sein
sollte - nach Umkehr der Fahrtrichtung einen Zühlimpuls entgegengesetzter Wirkung
an das Zühlwerk weiterleiten. Diese Betriebsweise liegt dem Erfindungsgegenstand
nicht zugrunde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung
für ein Gleisgerât zu schaffen, welche die Abgabe von falschen Meldungen durch Stôrspannungen
vermeidet und genau im Augenblick des Vorbeirollens eines Rades an einer fût jede
Fahrtrichtung vorgegebenen Stelle des Gleises Bine Meldung auslôst. Ferner soli
die Schaltungsanordnung so beschaffen sein, da13 auf jeden Fall, wenn beim Annâhern
eines Fahrzeugrades die Abgabe einer Meldung vorbereitet würde, diese Meldung beim
Weiter-oder Zurückrollen des Rades auch abgefragt wird, gleichgültig ob eine solche
Abfrage tatsâchlich ausgewertet wird oder nicht. Damit soli verhindert werden, daB
eine zu beliebiger Zeit danach auftretende Stürspannung die Meldung auslüst.
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Erfindungsgemül3 werden diese Bedingungen dadurch erfüllt, da13 eine
Empfangsspulenanordnung
vorgesehen ist, die beim Beeinflussen durch
das Fahrzeugrad eine Wechselspannung abgibt, deren Phasenlage sich in an sich bekannter
Weise zweimal um 180° gegenüber einer in einer Sendespule auftretenden Sendewechselspannung
ündert, und daf3 ein die Meldung abgebender Speicher vorgesehen ist, der beim Annâhern
des Fahrzeugrades an die vorgegebene Fahrzeugstellung mit Hilfe der dabei auftretenden
Wechselspannung der einen Phasenlage abgefragt und beim Weiterrollen des Rades nach
dem Wechsel der Phasenlage eingestellt wird, und da13 die beim Durchfahren der vorgegebenen
Fahrzeugstellung wieder auftretende Wechselspannung der ersten Phasenlage zum Auslosen
der Meldung durch erneutes Abfragen des nunmehr eingestellten Speichers verwendet
wird.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist zum Auswerten der
beiden Phasenlagen der Wechselspannung je ein Phasenkoinzidenzglied vorgesehen,
wovon das auf die erste Phasenlagë ansprechende Phasenkoinzidenzglied bereits beim
Vberschreiten eines niedrigen Grenzwertes der Wechselspannung ein Abfragekennzeichen
abgibt, wahrend das auf die zweite Phasenlage ansprechende Phasenkoinzidenzglied
erst beim Vberschreiten eines hôheren Grenzwertes der Wechselspannung und nach einer
durch ein Integrierglied vorgegebenen Dauer des Vorhandenseins dieser Spannung ein
Einstellkennzeichen an den Speicher abgibt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden nâher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine an der Schiene eines
Ablaufgleises angeordnete Sendespule und drei auf der gegenüberliegenden Schienenseite
angebrachte Empfangsspulen, F i g. 2 die Grô13e und Phasenlage der beim Vorbeirollen
eines Fahrzeugrades in den Empfangsspulen induzierten resultierenden Wechselspannung
in Abhüngigkeit von der Fahrzeug- bzw. Radstellung und F i g. 3 die Blockschaltung
der die Wechselspannung auswertenden Schaltungsanordnung.
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In F i g. 1 ist die Draufsicht einer Schiene D dargestellt. An der
einen Seite dieser Schiene ist in bekannter Weise eine Sendespule EO des Gleisgerâtes
angnordnet, an der eine Sendewechselspannung V liegt. Ein Teil dieser Sendewechselspannung,
die vorzugsweise Mittelfrequënz habeas soli, wird auBerdem noch liber die Klemmen
1 und 2 der in F i g. 3 dargestelltën Blockschaltung als Vergleichswechselspannung
zugeführt. Auf der anderen Seite des Gleises liegen drei von der Sendespule induzierte,
symmetrisch zu dieser angeordnete Empfangsspulen E1, E2 und E3 in Reihe. Hierbei
sied die beiden âuBeren Spulen E 1 und E 3 liber die mittlere Spüle E 2 in Reihe
geschaltet, wobei die mittlere Spule in Gegenreihenschaltung mit den anderen beiden
Empfangsspulen liegt. An den Ausgangsklemmen 3 und 4 tritt eine ans alleu
drei Spannungen der Empfangsspulen resultièrende Wechselspannung U auf, deren GrüBe
und Phasenlage in bezug auf die Phasenlage der Vergleichswechselspannung beim Vorbeirollen
von Fahrzeugrâdem in Abhângigkeit von der Fahrzeugstellung S entsprechend der in
F i g. 2 dargestellten Kurve 'U = f (S) geündert wërden. Im nicht beeinflul3ten
Zustand der drei Empfangsspulen herrscht Spannungsgleichheit. Dâher ist dabei die
resultierende Wechselspannung 'U stets Null. Wenn ein Rad beispielsweise in Pfeilrichtung
C liber die Schiene rollt, so wird diese Spannungsgleichheit gestort. Beim Annühern
des Rades bis zur Mitte der Empfangsspule E1 stëigt infolge Beeinflussung dieser
Empfangsspule die Wechselspannung a zunachst mit der Phasenlage gal (gegenüber der
Phasenlage der Vergleichswechselspannung) an, sinkt beim Weiterrollen des Rades
infolge zunehmender Beeinflussung der Empfangsspule E2 und wird bei einer Mittelstellung
des Rades zwischen den Empfangsspulen E1 und E2 schliefich Null. Rollt das Rad weiter,
so steigt infolge überwiegender Beeinflussung der Empfangsspule E2 die Wechselspannung
77 bei einer um 180° gedrehten Phasenlage cp2 wieder an, fâllt wieder auf den Wert
Null und steigt mit der Phasenlage cpi wieder an, wenn das Rad überwiegend die Empfangsspule
E3 beeinfluf3t. Wenn das vorbeirollende Rad direkt der Empfangsspule E 3 gegenübersteht,
ist ein Maximalwert der von dieser Spule erzeugten Wechselspannung erreicht, die
darauf mit zunehmendem Entfemen des Rades wieder sinkt. Rollt das Rad entgegen der
Pfeilrichtung C, so ergibt sich wegen der symmetrischen Spulenanordnung der gleiche
Kurvenverlauf mit gleicher Folge der Phasenlagen. Zum Erzeugen erres steilen Nulldurchganges
der Wechselspannung U ist es günstig, die Empfangsspulen dicht benachbart anzuordnen.
Das hat den Vorteil, da13 sofort nach erfolgtem Phasenwechsel an den Klemmen 3 und
4 wieder eine groBe Wechselspannung zum Steuem der Schaltungsanordnung nach F i
g. 3 vorhanden ist.
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Die Wechselspannung U und die Vergleichswechselspannung werden zwei
Phasenkoinzidenzgliedem P 1 und P 2 zugeführt. Das Phasenkoinzidenzglied P
l, das bei der Phasenlage cpi ein Abfragekennzeichen abgibt, ist so dimensioniert,
daB es schon bei kleinen Wechselspannungen -U, beispielsweise beim Oberschreiten
eines Grenzwertes M; anspricht. Dagegen soli das PhasënkoinzidenzgliedP2 bei der
Phasenlage (p2 erst bei liber einem hôheren Grenzwert N liegender Wechselspannung
und nach einer durch ein nicht dargestelltes Integrierglied vorgegebenen Dauer des
Vorhandenseins dieser Spannung ein Einstellkennzeichen abgeben. Hierdurch wird vermieden,
da13 niedrige und fin allgemeinen nur kurzzeitig auftretende Storspannungen die
Abgabe des Einstellkennzeichens veranlassen. Die Zeitkonstanten des Integriergliedes
sind den hdchsten Fahrzeuggeschwindigkeiten angepath, damit das Gleisgerât auch
bei diesen Geschwindigkeiten noch sicher arbeitet, also das PhasenkoinzidenzgliedP2
vor Absinken der Wechselspannung a mit der Phasenlage 99, unter den Grenzwert N
ein Einstellkennzeichen abgibt. Beide Phasenkoinzidenzstufen sied mit einem Speicher
B verbunden. Dieser Speicher kann beispielsweise ein Ringkem mit rechteckfôrmiger
Hystereseschleife, einë bistabile Kippstufe oder ein zweistufiges Schieberegister
usw. sein.
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Beim Annühern eines Rades in Pfeilrichtung C an die für diese Fahrtrichtung
als Aus18sestellung vorgegebene Fahrzeugstellung S 3 gibt das Phasenkoinzidenzglied
P 1 nach dem Auftreten einer liber dem Grenzwert M liegenden Wechselspannung 77
mit der Phasenlage gai bei der Fahrzeugstellung S1 ein Abfragekennzeichen an den
Speicher B ab. I3ierdurch ist sichergestellt, daJ3 der Speicher vor Annfiherung
eines Rades an die vorgegebene Fahrzeugstellung stets. die Grundstellung, z. B.
den Zustand »0«, einnimmt. Sobald die Wechselspannung Ü nach dem
Weiterrollen
des Rades die Phasenlage um 180° geândert und bei der Fahrzeugstellung S2 den Grenzwert
N mit der Phasenlage Çp2 überschritten hat, spricht nach der durch die Zeitkonstanten
des Integriergliedes abhângigen Dauer des Anstehens der Wechselspannung'Ü das Phasenkoinzidenzglied
P2 an und gibt ein Einstellkennzeichen an den Speicher. Hierdurch wird dieser aus
dem Zustand »0« in den Zustand »1« gesteuert. Dabei wird von dem Speicher keine
Meldung abgegeben. Beim Durchfahren der als Auslôsestellung vorgegebenen FahrzeugstellungS3
hat die Wechselspannung P wieder die Phasenlage (p1. Dadurch gibt das Phasenkoinzidenzglied
P1 beim Vberschreiten des Grenzwertes M der Wechselspannung nochmals ein Abfragekennzeichen
ab und stellt hierdurch den Speicher B in den Zustand »0« zurück. Die dabei vom
Speicher abgegebene Meldung wird einer nicht dargestellten Einrichtung, z. B. einem
Geschwindigkeitsmesser, zugeführt.
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Wird das Gleis in entgegengesetzter Pfeilrichtung C befahren, so ündert
sich an der Art und Reihenfolge der Steuerung des Speichers nichts. Das Abfragen
des Speichers geschieht dann, wenn das an den Empfangsspulen vorbeirollende Rad
die Fahrzeugstellung SI' passiert, und das Einstellen des Speichers vom Zustand
»0« in den Zustand »1« erfolgt bei der Fahrzeugstellung S 2'. Die Meldung wird beim
Durchfahren der für diese Fahrtrichtung als Aus1ôsestellung festgelegten Fahrzeugstellung
S3' vom Speicher bei dessen Zurückstellen in den Zustand »0« abgegeben. Der Vorteil
des die Schaltungsanordnung enthaltenden Gleisgerâtes ist, da13 es auch bei einer
nur teilweisen Beeinflussung durch ein sich nâherndes und dann wieder zurückrollendes
Rad beliebiger Richtung nicht zur Meldungsabgabe eingestellt bleibt, weil der die
Meldung abgebende Speicher immer wieder durch das Phasenkoinzidenzglied P 1 beim
Vorhandensein der Wechselspannung LD mit der Phasenlage cpl automatisch abgefragt
und damit zurückgestellt wird.
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Es ist auch môglich, anstatt der drei Empfangsspulen zwei in Reihe
gegeneinandergeschaltete Empfangsspulen zu verwenden, die einseitig mit einer konstanten
Hilfswechselspannungsquelle verbunden sind. Auch die von dieser Anordnung abgegebene
resultierende Wechselspannung ilndert bei Beeinflussung der Spulen durch ein vorbeirollendes
Rad zweimal die Phasenlage um 180°.
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Der Patentschutz soli sich nicht auf das erste Teilmerkmal des Patentanspruchs
1 für sich erstrecken, und für die Gegenstünde der Patentansprüche 3 und 4 wird
nur Schutz in Verbindung mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 begehrt.