DE1455415C - Schaltungsanordnung zur Koinzidenzprüfung einer beliebigen Anzanl von Meldestromkreisen in Eisenbahnsicherungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Koinzidenzprüfung einer beliebigen Anzahl von Meldestromkreisen in Eisenbahnsicherungsanlagen durch bistabile Schaltstufen, die von zwei aus Impulsfolgen gleicher Frequenz, aber unterschiedlicher Phasenlage gebildeten Steuertakten gesteuert werden, wobei der Impulsausgang jeder Schaltstufe immer nur bei einer der beiden möglichen Zustandsänderungen der Schaltstufe einen Ausgangsimpuls auf einen Steuereingang der folgenden Schaltstufe gibt und der Impulsausgang der letzten Schaltstufe eine Meldeeinrichtung steuert.

Derartige Anordnungen werden in der Eisenbahnsicherungstechnik bisher durch Relaisschaltungen realisiert, wobei jedem zu überwachenden Stromkreis ein Relais zugeordnet ist und der eigentliche Überwachungsstromkreis aus einer Reihenschaltung der Kontakte dieser Relais besteht.

Es sind schon elektrische Sicherheitsschaltungen mit magnetisierbaren Ringkernen bekannt, bei denen mehrere mit pulsierenden Strömen gespeiste Steuerwicklungen über einen Kern mit annähernd rechteckiger Hystereseschleife auf eine gemeinsame Ausgangswicklung induktiv einwirken. Diese Schaltungen haben jedoch enge Bemessungstoleranzen, einen begrenzten Anwendungsbereich und erfüllen nicht bei allen auftretenden Fehlermöglichkeiten die in der Eisenbahnsicherungstechnik geforderten Sicherheitsbedingungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schaltungsanordnung zur Koinzidenzprüfung einer beliebigen Anzahl von zu überwachenden Meldestromkreisen anzugeben, bei der sich jede Störung innerhalb der Anlage bemerkbar macht und einen Zustand höherer Sicherheit herbeiführt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede Schaltstufe nur zwei Steuereingänge aufweist, von denen der eine dem ersten Steuertakt und einem Meldestromkreis und der andere dem zweiten Steuertakt zugeordnet ist, und daß bei den der ersten folgenden Schaltstufen der dem zweiten Steuereingang zugeordnete Steuertakt über den Ausgang der jeweils vorhergehenden Schaltstufe zugeführt wird.

Um Schaltstufen einzusparen, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch der dem zweiten Steuereingang zugeordnete Steuertakt über einen Meldestromkreis zugeführt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jede der genannten bistabilen Schaltstufen in bekannter Weise aus einem mit zwei die Steuereingänge bildenden Wicklungen versehenen Magnetkern mit rechteckförmiger Hystereseschleife und einem über eine Ausgangswicklung nur von Impulsen einer Polarität steuerbaren Transistor bestehen, dessen Kollektorkreis den Impulsausgang der Anordnung bildet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 ein Impulsdiagramm und

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel.

Die in F i g. 1 und 3 mit den Bezugsziffern 1 bis 4 versehenen Kontakte stellen in vereinfachender Weise die auf Koinzidenz zu überwachenden Meldestromkreise dar. Diese Meldestromkreise können beliebiger Natur sein, wenn sie nur die Bedingung erfüllen, daß sie in einem Zustand den Stromdurchgang sperren und in dem anderen Zustand leitend sind. Es können beispielsweise auch taktgesteuerte Schieberegister verwendet werden.

An den Eingangsklemmen Tl und T2 der Fig. 1 und 3 liegen die Steuertakte der F i g. 2, und zwar jeweils an der Klemme Tl der Steuertakt rl und an der Klemme Ί2 der Steuertakt ti. Diese beiden Steuertakte der F i g. 2 sind aus Impulsfolgen gleicher Frequenz gebildet und in ihrer Phase um mehr als die

ίο Impulsbreite, jedoch um weniger als den Impulsabstand gegeneinander verschoben.

In dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 ist jedem der zu überwachenden Meldestromkreise mit den Kontakten 1 bis 4 eine bistabile Schaltstufe zugeordnet.

Diese Schaltstufe besteht jeweils aus einem Magnetkern, vorzugsweise einem Ringkern mit rechteckiger Hystereseschleife. Auf diesen Magnetkern, beispielsweise den Magnetkern .O der ersten bistabilen Schaltstufe, sind drei Wicklungen aufgebracht, von denen die Wicklung w 11 bei geschlossenem Kontakt 1 beim Eintreffen eines Taktimpulses des Steuertaktes rl den Magnetkern Kl in die positive Remanenzlage steuert. Entsprechendes gilt für die folgenden Schaltstufen mit den Magnetkernen K 2, K3 und K4 und deren Steuerwicklungen w21, w31 und w 41. Die Ausgangswicklungen wl3, w23, w33 und w 43 der Magnetkerne seien dabei so gepolt, daß die entsprechenden Transistoren TrI bis Tr 4 bei einer Ummagnetisierung der Kerne in die positive Remanenzlage gesperrt bleiben. Trifft dann über den Eingang T2 ein Impuls des Steuertaktes t2 ein, so wird über die Wicklung wl2 der Kern Kl in die negative Remanenzlage ummagnetisiert. Dies hat zur Folge, daß die Basis des Transistors TrI aus der Wicklung w 13 einen Impuls erhält, der ihn bei mit dem Schalter S eingeschalteter Stromversorgung E vorübergehend leitend macht, so daß die. an den Kollektor des Transistors TrI angeschlossene Wicklung w22 des Kernes K2 auch diesen Kern in seine negative Remanenzlage ummagnetisiert. Auf diese Weise wird durch den Ausgangsimpuls der Wicklung w23 auch der Transistor Tr 2 leitend und kippt über die Wicklung w32 den Kern K 3 in dessen negative Remanenzlage, und schließlich wird über die Wicklung w 33, den Transistor Tr 3 und die Wicklung w42 auch der Kern 4 in die negative Remanenzlage ummagnetisiert und im Übertrager Ü, der in die Kollektorleitung des Transistors 7> 4 geschaltet ist, ein Ausgangsimpuls erzeugt. Diese Ausgangsimpulse des Transistors Tr 4 können als durchgeschalteter Steuertakt ti angesehen werden.

An die Sekundärwicklung des Übertragers Ü ist eine aus dem Gleichrichter Gr, dem Siebkondensator C und der Wicklung des Relais R gebildete Auswerteschaltung angeschlossen. Sie ist beispielsweise so dimensioniert, daß die Impulsabstände der Ausgangsimpulse überbrückt werden, so daß bei Durchlässigkeit der Schaltungsanordnung der Kontakt r des Relais R den Stromkreis der Ausgangsklemmen A1 und Al schließt.

Wird nun auch nur einer der Kontakte 1 bis 4 geöffnet, so stellen sich folgende Verhältnisse ein:
Es sei angenommen, die Kontakte 1, 3 und 4 seien geschlossen, und nur der Kontakt 2 befindet sich im geöffneten Zustand. Dies hat zur Folge, daß wohl in der Wicklung wl3 des Kernes Kl beim Eintreffen eines Impulses des Steuertaktes ti ein Impuls

entsteht, der den Transistor TrI öffnet, aber dieser Impuls den Kern K 2 nicht mehr ummagnetisieren kann. Der Kern K2 konnte nämlich über den geöffneten Kontakt 2 nicht durch den Takt ti in die positive Remanenzlage ummagnetisiert werden. Er befindet sich also noch in seiner negativen Remanenzlage und kann keinen Ausgangsimpuls an der Wicklung w 23 erzeugen. Daher kann das Relais R nur erregt werden, wenn gleichzeitig alle Kontakte 1 bis 4 der Meldestromkreise geschlossen sind.

Zusätzlich zur Überwachung des Zustandes der Meldestromkreise mit den Kontakten 1 bis 4 werden gleichzeitig und selbsttätig die beiden Steuertakte ti und t2 überwacht; denn ein Ausfall eines dieser Takte hätte ebenfalls den Ausfall der Relaiserregung zur Folge. Diese Taktüberwachung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn noch weitere von einem oder beiden der Steuertakte ti und ti gesteuerte Einrichtungen vorhanden sind. Ferner werden Defekte an den zu überwachenden Meldestromkreisen erkannt, die eine Verfälschung des Steuertaktes herbeiführen.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 3 sind wiederum drei bistabile Schaltstufen vorgesehen, die denen der F i g. 1 gleichen und deshalb auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Schaltungsanordnung der F i g. 3 weicht jedoch in ihrem prinzipiellen Aufbau von dem der F i g. 1 in der Hinsicht ab, daß nicht mehr eine Art Reihenschaltung, sondern eine pyramidenförmige Anordnung der einzelnen Stufen getroffen ist. Dabei sind die zu überwachenden Meldestromkreise mit den Kontakten 1 und 2 dem Magnetkern Kl und die mit den Kontakten 3 und 4 dem Magnetkern K 2 zugeordnet. Über den Kontakt 1 ist die Wicklungwll an den Steuertakt ti anschaltbar, so daß der Kern Kl durch die Impulse des Steuertaktes ti immer in die positive Remanenzlage gesteuert wird. Die Wicklung w 12 des Kernes Kl ist über den Kontakt 2 an den Steuertakt t2 anschaltbar und steuert den Kern Kl beim Eintreffen eines Impulses des Steuertaktes i2 in die negative Remanenzlage, so daß in der Wicklung wl3 ein den Transistor TrI öffnender Impuls entsteht. Die Anordnung für den Kern K 2 ist so getroffen, daß er beim Eintreffen der Impulse des Steuertaktes ti über den Kontakt 4 und die Wicklung w22 in die negative Remanenzlage und beim Eintreffen der Impulse des Steuertaktes i2 über den Kontakt 3 durch die Wicklung w 21 in die positive Remanenzlage gesteuert wird. Sind die Kontakte 1 bis 4 geschlossen, so entstehen also an den Kollektoren der Transistoren TrI und Tr 2 alternierend Impulse, die wiederum über die Wicklungen w 31 und w 32 den Kern abwechselnd in die positive und negative Remanenzlage steuern. Dabei wird über die Wicklung w 33 der Transistor Tr 3 im gewählten Beispiel im Takt des Steuertaktes ti geöffnet, so daß bei geschlossenen Kontakten 1 bis 4 das Relais R in der für F i g. 1 bereits beschriebenen Weise anspricht. Ist auch nur einer der Kontakte 1 bis 4 geöffnet, so können in der Wicklung w 33 des Kernes K 3 keine Ausgangsimpulse mehr erzeugt werden, da entweder der Kern Kl und der Kern .O oder der Kern K2 und der Kern K3 ihre Magnetisierungszustände nicht mehr fortlaufend im Rhythmus des Steuertaktes ändern können.

Auch ein Defekt in einer der Schaltstufen, beispielsweise ein Drahtbruch oder ein Defekt an einem

ίο Transistor, hat zur Folge, daß in der Sekundärwicklung des Übertragers Ü der Anordnungen der F i g. 1 und 3 keine Ausgangsimpulse mehr erzeugt werden können. So wird mit der beschriebenen Anordnung sogar eine Erhöhung der Sicherheit im Vergleich zu den bekannten Relaisschaltungen erzielt, da Zustände, die der Verschmutzung oder einer Verschweißung eines Relaiskontaktes entsprechen, nicht entstehen können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Koinzidenzprüfung einer beliebigen Anzahl von Meldestromkreisen in Eisenbahnsicherungsanlagen durch bistabile Schaltstufen, die von zwei aus Impulsfolgen gleicher Frequenz, aber unterschiedlicher Phasenlage gebildeten Steuertakten gesteuert werden, wobei der Impulsausgang jeder Schaltstufe immer nur bei einer der beiden möglichen Zustandsänderungen der Schaltstufe einen Ausgangsimpuls auf einen Steuereingang der folgenden Schaltstufe gibt und der Impulsausgang der letzten Schaltstufe eine Meldeeinrichtung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaltstufe nur zwei Steuereingänge (z.B. die Wicklungen w 11 und w 12) aufweist, von denen der eine dem ersten Steuertakt (ti) und einem Meldestromkreis (z. B. Kontakt 1) und der andere dem zweiten Steuertakt (t2) zugeordnet ist, und daß bei den der ersten folgenden Schaltstufen der dem zweiten Steuereingang (z.B. Wicklungw22) zugeordnete Steuertakt (t2) über den Ausgang der jeweils vorhergehenden Schaltstufe zugeführt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der dem zweiten Steuereingang (z. B. Wicklung w 12 in Fig. 3) zugeordnete Steuertakt (t2) über einen Meldestromkreis (z. B. Kontakt 2 in F i g. 3) zugeführt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede bistabile Schaltstufe in bekannter Weise aus einem mit zwei die Steuereingänge bildenden Wicklungen (w 11 und w 12) versehenen Magnetkern (Al) mit rechteckförmiger Hystereseschleife und einem über eine Ausgangswicklung (wl3) nur von Impulsen einer Polarität steuerbaren Transistor (TrI) besteht, dessen Kollektorkreis den Impulsausgang der Anordnung bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen