DE1563733C3 - Nachlaufsteuerung, insbesondere für Fahrzeuge, zur Fernübertragung von durch einen Sollwerteinsteller vorgegebenen Steuerwerten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nachlaufsteuerung, insbesondere für Fahrzeuge, zur Fernübertragung von durch einen Sollwertgeber vorgegebenen Steuerwerten, die in einem Impulsgeber in elektrische Steuerwerte umgewandelt und auf einen Empfänger mit einem Zweirichtungszähler übertragen werden, dessen einen positiven Zählerstand wiedergebender Ausgang an ein Befehlsschütz für positive Drehrichtung (»Auf«- Bewegung) des Stellmotors und dessen einen negativen Zählerstand wiedergebender Ausgang an ein Befehlsschütz für negative Drehrichtung (»Ab«-Bewegung) eines Stellmotors angeschlossen ist, der über eine Nachlaufeinrichtung mit dem Empfänger verbunden ist.

Bei bekannten Nachlaufsteuerungen, wie sie z. B. für die Betätigung des Antriebes eines Schaltwerkes von Triebfahrzeugen, bei der Bühnenbeleuchtung zur Fernübertragung von Helligkeitswerten oder bei Kraftmaschinen zur Fernverstellung der Füllung verwendet werden, dienen zur Fernübertragung von Steuerwerten unter anderem auf der Geberseite angeordnete Potentiometer, die über elektrische Leitungen mit Potentiometern auf der Empfängerseite verbunden sind. Der Differenzwert der Spannungen an den Potentiometerabgriffen wird zur Steuerung eines Stellmotors verwendet. Um das Empfängerpotentiometer mit zunehmender Verstellung des mit dem Stellmotor gekuppelten Stellgliedes nachzuführen, ist der Stellmotor über Getriebe mit dem Abgriff des Empfängerpotentiometers verbunden. Bei dieser Ausführung können sich bei Verschmutzung der Potentiometerabgriffe falsche Steuerwerte ergeben, so daß eine dauernde Wartung erforderlich ist. Ferner ist die Unterbringung des Getriebes zum Nachführen des Empfängers oft mit Schwierigkeiten verbunden. Ein derartiges Getriebe ist auch bei den ferner bekannten Drehmeldesystemen erforderlich.

Durch die DT-AS 1 115 710 ist eine Nachlaufsteuereinrichtung mit auf der Geber- und Empfängerseite angeordneten magnetfeldabhängigen Elementen, insbesondere Hallgeneratoren bekannt, deren Steuerfeld durch die Betätigung beweglicher, z. B. drehbarer Teile impulsartig beeinflußbar ist. Den magnetfeldabhängigen Elementen von Geber und Empfänger ist zumindest eine gemeinsame, auf elektrische Impulse ansprechende Differenzzählstufe zugeordnet, die bei Abweichungen der Impulszahlen vom Geber und Empfänger einen Antrieb für den Empfänger oder ein von ihm gesteuertes Organ im Sinne einer Beseitigung der Impulszahldifferenz einschaltet. Bei dieser Nachlaufsteuereinrichtung arbeiten die Impulsgeber zwar ohne mechanisch bewegte Kontakte, es können jedoch Fehlsteuerungen durch von außen auf die Steuerleitungen gelangende Störimpulse auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachlaufsteuerung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß Fehlsteuerungen durch äußere Störimpulse vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Impulsgeber mit zwei Steuerkanälen ausgebildet ist, von denen der eine Steuerkanal mit einem Vorwärtszähleingang und der andere Steuerkanal mit einem Rückwärtszähleingang eines Zweirichtungszählers verbunden ist, daß die Nachlaufeinrichtung einen Impulsgeber mit je einem Steuerkanal für positive und negative Nachlaufwerte hat, wobei bei einer »Ab«-Bewegung des Stellmotors der den positiven Nachlaufwert führende Steuerkanal mit dem Vorwärtszähleingang und bei einer »Auf«-Bewegung des Stellmotors '5 der den negativen Nachlaufwert führende Steuerkanal mit dem Rückwärtszähleingang des Zweirichtungszählers verbunden ist, und daß die Impulsgeber für die Steuerwerte und Nachlaufwerte derart ausgebildet sind, daß die bei einer Verstellung des Sollwerteinstellers bzw. des Stellmotors oder einem mit dem Stellmotor gekuppelten Schaltwerkes in beiden Kanälen zeitlich gegeneinander versetzte Impulse führen, die sich gegenseitig überlappen.

Auf diese Weise wird eine hohe Störsicherheit der Informationsübertragung erreicht, da eine Störimpulssteuerung von außen eliminiert wird. Dadurch wird die Betriebssicherheit gegenüber bekannten Ausführungen erheblich erhöht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 das Prinzip einer Nachlaufsteuerung in einpoliger Darstellung,

F i g. 2 eine Nachlaufsteuerung für das Schaltwerk eines Triebfahrzeuges,

F i g. 3a die zeitliche Folge der Steuerimpulse in den beiden Steuerkanälen des Gegenstandes der F i g. 2 bei einem »Auf«-Befehl und

F i g. 3b die zeitliche Folge der Steuerimpulse in den beiden vorgenannten Steuerkanälen bei einem »Ab«- Befehl.

In F i g. 1 ist mit 10 ein Sollwerteinsteller bezeichnet, dessen mit »Auf« und »Ab« bezeichneten Bewegungen in positiver bzw. negativer Richtung in einem Geber ti in elektrische Steuerwerte umgewandelt werden. Bei der erfindungsgemäßen Nachlaufsteuerung ist als Geber 11 ein Impulsgeber mit einem Steuerkanal A für positive Steuerbefehle und mit einem Steuerkanal B für negative Steuerbefehle verwendet. Durch eine »Auf«- Bewegung des Sollwerteinstellers (10) wird der im Steuerkanal A angeordnete Schaltkontakt 12 periodisch betätigt, wobei die Anzahl der erzeugten Impulse der Verstellung des Sollwerteinstellers 10 proportional ist. Entsprechend werden bei einer »Ab«-Bewegung des Sollwerteinstellers 10 durch öffnen und Schließen des Schaltkontaktes 13 Impulse im Steuerkanal B erzeugt. Die Impulse werden über Verstärker 14, 15 einem Empfänger 16 zugeführt. Dieser Empfänger 16 enthält einen an sich bekannten Zweirichtungszähler 17, dessen Vorwärtszähleingang 18 mit dem Steuerkanal A und dessen Rückwärtszähleingang 19 mit dem Steuerkanal ßdes Impulsgebers 11 verbunden ist. Der Zweirichtungszähler 17 ist derart ausgebildet, daß er von Null aus sowohl in positiver als auch in negativer Zählrichtung zählen kann und bei positivem und negativem Zählerstand in Abhängigkeit von einem positiven oder negativen Steuerwert jeweils in positiver bzw. negativer Richtung weiterzählt.

Die vom Geber 11 erzeugten Impulse der »Auf«- Richtung werden dem Zweirichtungszähler 17 in positiver Zählrichtung, die der »Ab«-Richtung in negativer Zählrichtung zugeführt. Somit besteht die Möglichkeit, durch den Sollwerteinsteller 10 — ausgehend von der Stufe 0 — Impulse in positiver und negativer Richtung in den Zweirichtungszähler 17 einzugeben. Ein positiver Zählerstand wird als Kriterium dafür verwendet, daß der Stellmotor 24 und ein beispielsweise mit diesem gekoppeltes Schaltwerk 27 aufwärts laufen muß.

Wird durch den Sollwerteinsteller 10 ein »Auf«-Befehl gegeben, so entsteht am Ausgang 20 des Zweirichtungszählers ein Signal, das ein Schütz 22 zum Ansprechen bringt. Dadurch wird der Stellmotor 24 an eine positive Spannung gelegt, so daß er anläuft und über die Welle 25 einen Schaltarm 26 des Schaltwerks 27 verstellt. Mit der Welle 25 des Stellmotors 24 ist eine weitere Welle gekuppelt, die auf einer Nachlaufvorrichtung 28 arbeitet, welche den Zählerstand des.Zweirichtungszählers 17 zurückstellt. Diese Nachlaufvorrichtung 28 enthält einen Geber 29, der mit einem Steuerkanal C für positive Nachlaufwerte und einem Steuerkanal D für negative Nachlaufwerte versehen ist. Dabei ist der einen positiven Nachlaufwert führende Steuerkanal C mit dem Vorwärtszähleingang 18 und der einen negativen Nachlaufwert führende Steuerkanal D mit dem Rückwärtszähleingang 19 des Zweirichtungszählers 17 verbunden. Bei einer »Auf«-Bewegung des Schaltwerkes 27 werden durch periodisches Schließen des Schaltkontaktes 31 dem Zweirichtungszähler 17 Impulse in negativer Zählrichtung zugeführt. Dabei dienen Dioden 34, 35 zur gegenseitigen Entkopplung der Steuerkanäle A bis D. Mit der »Auf«-Bewegung des Schaltarmes 26 um eine Stufe wird somit jeweils ein Impuls erzeugt und über den Verstärker 33 an den Zweirichtungszähler 17 gegeben, wodurch der Zählerstand mit zunehmender »Auf«-Bewegung des Schaltwerkes 27 auf Null zurückgeführt wird. Bei Erreichen des Zählerstandes Null ist der Schaltarm 26 um so viele Stufen verstellt worden, wie Impulse von dem Sollwerteinsteller 10 in den Zweirichtungszähler 17 eingegeben worden waren. Sodann liegt am Ausgang 20 keine Spannung mehr an, so daß das Schütz 22 abfällt und der Motor 24 stillgesetzt wird.

Bei einem Steuerbefehl in »Ab«-Richtung werden dem Zweirichtungszähler über den Steuerkanal B Impulse in negativer Zählrichtung zugeleitet. Dabei wird als Kriterium für eine »Ab«-Bewegung des Schaltwerks 27 ein sich bildender negativer Zählerstand verwendet, der am Ausgang 21 eine Spannung hervorruft, die über das Schütz 23 den Motor 24 an eine entsprechende negative Steuerspannung legt. Das Schaltwerk wird dann in »Ab«-Richtung verstellt. Zugleich wird der Schaltkontakt 30 betätigt, so daß über den Verstärker 32 und den Steuerkanal C positive Zählimpulse an den Zweirichtungszähler gegeben werden. Diese Impulse vermindern den negativen Zählerstand des Zweirichtungszählers 17, bis beim Erreichen der mit dem Sollwerteinsteller 10 vorgegebenen Schaltstufe der Zählerstand den Wert Null erreicht. Dann fällt das Schütz 23 ab und der Stellmotor wird stillgesetzt. Dadurch, daß in den Zweirichtungszähler 17 immer nur die Differenz zwischen Soll- und Istwert eingespeichert wird, kommt man mit wenigen Bauelementen aus.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Steuerung des Schaltwerkes eines Triebfahrzeuges werden mit einem als Sollwerteinsteller 10 dienenden Fahrschalter vom Führerstand aus Steuerbefehle zum Verstellen des Schalt-

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Werkes 27 eines Transformators gegeben. Um Fehlsteuerungen durch von außen auf die Kanäle A, B gelangende Störimpulse zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Impulsgeber 11 derart auszubilden, daß bei einer Verstellung des Fahrschalters 10 um eine Schaltstufe in beiden Kanälen A, B je ein Impuls erzeugt wird, wobei die Impulse zeitlich gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Impulse vom Geber 11 zum Empfänger 17 codiert zu übertragen, wodurch ein hoher Störabstand erreicht wird. Wie F i g. 3a zeigt, wird ausgehend von der Steuerstufe Null bei einem »Auf«-Befehl im Steuerkanal A in jeder Steuerstufe 0, 1, 2 usw. ein Impuls erzeugt, der gegenüber dem jeweils im Steuerkanal B auftretenden Impuls zeitlich vorverlegt ist. Für »Ab«-Befehle sind die Impulse im Steuerkanal A gegenüber den Impulsen im Steuerkanal B zurückgesetzt (F i g. 3b). Die zeitliche Versetzung der Impulse in den beiden Kanälen ist so gewählt, daß sie sich gegenseitig überdecken. In vorteilhafter Weise dient zum Erzeugen der zeitliche versetzten Impulse eine mit dem Fahrschalter 10 gekuppelte Scheibe 36 mit an deren Umfang angebrachten Permanentmagneten, denen zwei magnetfeldabhängige Widerstände 38, 39 zugeordnet sind, deren Abstand χ kleiner als der Abstand y der Permanentmagnete ist. Als magnetfeldabhängige Widerstände kommen vorzugsweise Hallgeneratoren in Betracht. Als Abtastelemente können aber auch Endschalter dienen. Ferner ist es möglich, zum Erzeugen der Impulse Lichtschranken zu verwenden.

Durch die am Fahrschalter angeordnete Rastvorrichtung 40 springt der Fahrschalter bei seiner Betätigung unter Vermeidung einer Zwischenstellung jeweils von einer Schaltstufe zur anderen. Die dabei in den Hallgeneratoren 38 und 39 erzeugten Impulse werden in den Verstärkern 14, 15 verstärkt und über die Steuerkanäle A, B einer Decodieranordnung 41 auf der Empfängerseite zugeführt. In dieser Decodieranordnung 41 werden die über die beiden Steuerkanäle A, B gegebenen codierten Impulse in einen Impuls pro Schaltstufe umgeformt und für die »Auf«- bzw. »Ab«-Bewegung des Fahrschalters 10 auf getrennten Ausgängen 42, 43 ausgegeben. Der Ausgang 42 führt Impulse negativer Zählrichtung, die einer »Ab«-Bewegung des Fahrschalters entsprechen. Bei einer »Auf«-Bewegung entstehen am Ausgang 43 Impulse positiver Zählrichtung. Die vom Geber erzeugten und in der Decodierschaltung entschlüsselten und entsprechend geformten Impulse der »Auf«-Richtung "werden, wie dies bereits zu F i g. 1 beschrieben ist, dem Zweirichtungszähler 17 in positiver Zählrichtung, die der »Ab«-Richtung in negativer Zählrichtung zugeführt. Das Speichervermögen des Zählers muß um eins größer als die Zahl der möglichen Schaltstufen sein. Vorzugsweise wird für den Zweirichtungszähler 17 ein in bekannter Weise aufgebauter Binärzähler verwendet.

Am Schaltwerk 27 ist für das Nachführen des Zähler-Standes des Zweirichtungszählers 17 ein von dem Verstellmotor 24 über die Welle 25 angetriebener Impulsgeber 44 mit nachgeschalteter Decodieranordnung 45 angeordnet. Diese Bauelemente sind gleich ausgebildet wie der Impulsgeber 11 am Fahrschalter und die Decodieranordnung 41 auf der Empfängerseite. Im Impulsgeber 44 werden in der bereits beschriebenen Weise bei einer »Auf«-Bewegung des Schaltwerkes 27 codierte Impulse erzeugt, die in den Verstärkern 14, 15 verstärkt und an die Decodieranordnung 45 weitergegeben werden. Die am Ausgang 47 auftretenden, einer »Auf«-Bewegung des Schaltwerkes entsprechenden Impulse werden dem Zweirichtungszähler 17 in negativer Zählrichtung zugeführt, so daß die vom Geber 11 eingezählte Impulszahl in Richtung Zählerstand 0 zurückgezählt wird.

Um bei rasch aufeinanderfolgenden Betätigungen des Fahrschalters 10 in beiden Richtungen Impulsüberschneidungen zwischen den Steuerimpulsen und den Nachlaufzählimpulsen und damit Fehler im Nachlauf zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die Impulse positiver und negativer Zählrichtung in der Decodieranordnung 41 in ihrer Impulsdauer so weit zu verkürzen, wie es für den nachgeschalteten Zweirichtungszähler 17 noch zulässig ist. Auf diese Weise läßt sich die Wahrscheinlichkeit einer Impulsüberschneidung so weit verringern, daß Fehleinstellungen praktisch nicht auftreten. Ferner ist es möglich, in der Schaltwerkstufe oder Fahrstufe Null eine Zwangskorrektur des Zweirichtungszählers 17 und des Schaltwerkes herbeizuführen. Dies kann auf einfaehe Weise dadurch erreicht werden, daß der Fahrschalter 10 mit einem in der Nullstellung geschlossenen Kontakt 48 und das Schaltwerk 27 mit einem in der Nullstellung offenen Kontakt 49 versehen ist und beide Kontakte in Reihe mit einer Steuerspannungsquelle mit dem den negativen Zählerstand wiedergebenden Ausgang 21 des Zweirichtungszählers verbunden sind. Dabei ist die Verbindungsleitung 51 zwischen den beiden Nullstellungskontakten 48, 49 über eine Leitung 52 an einen Eingang 50 für die Nullung des Zweirichtungs-Zählers 17 angeschlossen.

Es ist vorteilhaft, in der Verbindungsleitung zwischen dem Geber 11 und dem Empfänger 16 eine Vorrichtung, insbesondere Steckvorrichtung 53, für den Anschluß mindestens eines weiteren Sollwerteinstellers anzuordnen. Dadurch kann das Schaltwerk 27 wahlweise von mehreren Stellen aus gesteuert werden, so daß z. B. bei Triebfahrzeugen die Nachlaufsteuerung auch bei Mehrfachtraktion auf einfache Weise einsetzbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Nachlaufsteuerung, insbesondere für Fahrzeuge, zur Fernübertragung von durch einen Sollwerteinsteller vorgegebenen Steuerwerten, die in einem Impulsgeber in elektrische Steuerwerte umgewandelt und auf einen Empfänger mit einem Zweirichtungszähler übertragen werden, dessen einen positiven Zählerstand wiedergebender Ausgang an ein Befehlsschütz für positive Drehrichtung (»Auf«-Bewegung) des Stellmotors und dessen einen negativen Zählerstand wiedergebender Ausgang an ein Befehlsschütz für negative Drehrichtung (»Ab«-Bewegung) eines Stellmotors angeschlossen ist, der über eine Nachlaufeinrichtung mit dem Empfänger verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (11) mit zwei Steuerkanälen (A bzw. B) ausgebildet ist, von denen der eine Steuerkanal (A) mit einem Vorwärtszähleingang (18) und der andere Steuerkanal (B) mit einem Rückwärtszähleingang (19) eines Zweirichtungszählers (17) verbunden ist, daß die Nachlaufeinrichtung (28) einen Impulsgeber (44) mit je einem Steuerkanal (C bzw. D) für positive und negative Nachlaufwerte hat, wobei bei einer »Ab«-Bewegung des Stellmotors (24) der den positiven Nachlaufwert führende Steuerkanal (Q mit dem Vorwärtszähleingang (18) und bei einer »Auf«-Bewegung des Stellmotors (24) der den negativen Nachlaufwert führende Steuerkanal (D) mit dem Rückwärtszähleingang (19) des Zweirichtungszählers (17) verbunden ist, und daß die Impulsgeber (11, 44) für die Steuerwerte und Nachlaufwerte derart ausgebildet sind, daß die bei einer Verstellung des Sollwerteinstellers (10) bzw. des Stellmotors (24) oder eines mit dem Stellmotor (24) gekuppelten Schaltwerkes (27) in beiden Kanälen (A, B bzw. C, D) zeitlich gegeneinander versetzte Impulse führen, die sich gegenseitig überlappen.

2. Nachlaufsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den zwei Steuerkanälen (A, B bzw. C, D) der Impulsgeber (11,44) eine Decodieranordnung (41 bzw. 45) mit einem Ausgang (43 bzw. 46) für Impulse, die positiven Steuerbefehlen entsprechen und mit einem Ausgang (42 bzw. 47) für Impulse, die negativen Steuerbefehlen entsprechen, verbunden ist (F i g. 2).

3. Nachlaufsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgeber eine Scheibe (36) mit an deren Umfang angebrachten Permanentmagneten (37) verwendet ist, denen zwei magnetfeldabhängige Widerstände (38, 39), insbesondere Hallgeneratoren, zugeordnet sind, deren Abstand (x) kleiner als der Abstand (y) der Permanentmagnete ist.

4. Nachlaufsteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse, die positiven und negativen Steuerbefehlen entsprechen, in der Decodieranordnung (41) in ihrer Impulsdauer so weit verkürzt werden, wie es für den nachgeschalteten Zweirichtungszähler (17) noch zulässig ist.

5. Nachlaufsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Sollwerteinsteller dienender Fahrschalter (10) mit einem in der Nullstellung geschlossenen Kontakt (48) und das Schaltwerk (27) mit einem in der Nullstellung offenen Kontakt (49) versehen ist, wobei beide Kontakte (48, 49) in Reihe mit einer Steuerspannungsquelle mit dem den negativen Zählerstand wiedergebenden Ausgang (21) des Zweirichtungszählers (17) verbunden sind, und daß die Verbindungsleitung (51) zwischen den beiden Kontakten (48, 49) an einen Eingang (50) für die Nullung des Zweirichtungszählers (17) angeschlossen ist.

6. Nachlaufsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsieitung für die beiden Kanäle (A, B) zwischen dem Geber (11) und dem Empfänger (16) eine Vorrichtung (53) zum Anschluß mindestens eines weiteren Sollwerteinstellers angeordnet ist.