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Einrichtung auf Rangierlokomotiven für Ablaufanlagen zum selbsttätigen
Bestimmen des Abstandes von im selben Gleis vor der Lokomotive befindlichen Fahrzeugen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung auf Rangierlokomotiven für Ablaufanlagen
zum selbsttätigen Bestimmen des Abstandes von im selben Gleis vor der Lokomotive
befindlichen Fahrzeugen unter Verwendung eines wechseletromgespeisten Schwingkreises,
dessen Induktivität mit Hilfe einer an den jeweils zwischen der Lokomotive und demPahrzeug
liegenden freien Gleisabschnitt
gekoppelten Spule in Abhängigkeit
von dem Abstand verändert wird.
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Zum Rationalisieren der Lokomotivsteuerung in Ablaufanlagen wird vielfach
die Funkfernsteuerung angewendet. Bei diesen Einrichtungen muß sichergestellt sein,
daß die Lokomotiven auf eine abzudrückende, zu verschiebende oder beizudrückende
Wagengruppe mit einer so niedrigen Geschwindigkeit auffahrt, daß die Wagen und deren
Ladung nicht beschädigt werden. Auf der anderen Seite soll sich die Lokomotive möglichst
schnell den zu bewegenden Wagen nähern, damit eine möglichst hohe Fahrleistung erzielt
wird.
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Es ist eine Einrichtung zum Umschalten der Fahrgeschwindigkeit von
Rangierlokomotiven auf die sogenannte Kriechgeschwindigkeit bekannt (Rangiertechnik
27/1967, S. 6). Bei dieser Einrichtung sendet ein auf der Lokomotive angeordneter
Oszillator über eine Koppelepule Ströme in das freie Gleis, das zwischen der Lokomotive
und einem vor dieser befindlichen Wagen liegt. Dieser Glsisteil,.der durch die vordere
Achse der Lokomotive und die dieser zugekehrten Achse des am nächsten auf demselben
Gleis stehenden Wagens begrenzt wird, bildet einen Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz
von der Lange, also vom Abstand der genannten Achsen, abhängt. Hat beim Annähern
der Lokomotive dieser Abstand einen vorgegebenen Wert erreicht, bei dem die fest
eingestellte Oszillatorfrequenz mit der Eigenfrequenz des Gleisteiles übereinstimmt,
wird aus der sich dann einstellenden Resonanz das Umschalten auf die Kriechgeschwindigkeit
eingeleitet.
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Der Nachteil dieser Einrichtung liegt darin, daß die Abstandsmessung
nur eine punktförmige Information liefert, die zu einer unkontrolliert verlaufenden
Geschwindigkeitsherabsetzung verwendet werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde diese Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Einrichtung zur Abstandsmessung
anzugeben, die eine fortlaufende Bestimmung
des Abstandes gewährleistet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an den Schwingkreis
ein Wobbelgenerator angeschlossen ist, dessen Frequenz mit Hilfe einer nach vorgegebenen
Zeitintervallen ansteigenden Steuerspannung in einem durch das Bremsvermögen der
Lokomotive bestimmten größten Abstand und dem Abstand Null vorgegebenen Bereich
der Resonanzfrequenz des Schwingkreises einstellbar ist, der einen Amplitudendiskriminator
speist, der bei Übereinstimmung zwischen der Wobbelgenerator-Frequenz und der Resonanzrequenz
des Schwingkreises ein Kennzeichen zum Beenden des laufenden Zeitintervalles ausgibt.
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Wenn der Wobbelgenerator so ausgelegt ist, daß dessen Frequenz mit
zunehmender Steuerspannung kleiner wird, so ist die Höhe der Steuerspannung am Ende
jedes Zeitintervalles ein direktes Maß ftir den Abstand. Diese Spannungswerte können
mit Hilfe eines Umsetzers in Soll-Geschwindigkeitswerte umgesetzt werden, die zusammen
mit Ist-Geschwindigkeitswerten einen Vergleicher speisen, der aue dem Vergleich
Fahr-, Roll- oder Bremsbefehle ableitet. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung
liegt darin, daß durch die kontinuierliche Bestimmung des Abstandes eine selbsttätige
Geschwind iglceitekontrol le und Geschwindigkeituregelung ermöglicht wird.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zul Erzeugen
einer ze4t-linear ansteigenden Steuerspannung ein durch einen Zeitgeber in dem ersten
von zwei aufeinanderfolgenden Zeitintervallen einschaltbarer Impulsgeber mit nachgeschalteter
Integrierstufe vorgesehen ist, und das vom Amplitudendiskriminator abgegebene Kennzeichen
zum Abschalten des Impulsgebers dient. Hierdurch ist es möglich, den jeweiligen
Wert des Abstandes digital vorzugeben und eine digitale Weiterverarbeitung der gewonnenen
Informationen vorzunehmen.
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Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang,zu
Geschwindigkeitsvergleich an den Impulsgeber über einen Serien-Parallelumsetzer
ein durch diesen nach jedem ersten
Zeitintervall voreinstellbaren
Prüfzähler mit einem für die Anzahl der Impulse des längsten Zeitintervalles vorgegebenen
Zählvolumen anzuschließen, der mit einer Geschwindigkeitsmeßeinrichtung zum Auslösen
von geschwindigkeitsabhängigen Rückstellimpulsen verbunden und durch den Zeitgeber
während des jeweils zweiten Zeitintervalles wirksamgeschaltet ist.
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Je nach dem, ob die Anzahl der Auszählimpulse größer oder kleiner
int a3 s die Voreinstellung des Prüfzählers, gibt dieser einen Pefehl zum Verzögern
bzw. Beschleunigen der Rangierlokomotive aus. Der Vorteil dieser Einrichtung wird
darin gesehen, daß durch die ständige Ermittlung des Abstandes von im selben Gleis
vor der Rangierlokomotive befindlichen Fahrzeugen eine selbsttätige Fahrsteuerung
ermöglicht wird.
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Dabei ist es unerheblich, ob der prüfzähler digital eingegebene Weg-
oder Geschwindigkeitswerte vergleicht.
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Eine Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen: Fig. 1 ein stilisierte
Gleis mit einer Rangierlokomotive sc-wie einigen Wagen uiid Fig. 2 eine Einrichtung
zum Ermitteln des Abstandes der Lokomotive von den Wagen.
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Fig. 1 zeigt ein Gleis einer Ablaufanlage fnit zwei Wagen 1, die von
eIner Lokomctive 2 in Fahrrichtung F bewegt werden sollen. Der Abstand von der vorderen
Achse 21 der Lokomotive 2 bis zur Achse 11 des er Lokomotive zugekehrten Wagens
ist mit A bezeichnet. Durch 1en Kurzschluß der Leiden Achsen 11 und 21 wird ein
geschlossener Gleiskreis gebildet, der mit einer an der Lokomotive befindlichen
Spule 22 induktiv gekoppelt ist.
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Diese Spule ist ein Bestandteil eines Schwingkreises 3, (Fig. <)
einer zur Abstandsermittlung auf der Lokomotive 2 vorgesehenen Einrichtung. Es ist
ohne weiteres einzusehen, daß die Eigen frequenz des Schwingkreise 3 vom Abstand
A abhängt.
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An den Schwingkreis @ ist ein Wobbelgeneratoi 4 angeschlossen,
dessen
Frequenz in einem Bereich einstellbar ist, der zwischen den Eigenfrequenzen des
Schwingkreises 3 beim Abstand A gleich ull und einem durch das Bremsvermögen der
Lokomotive bestimmten Abstand, dem maximalen Bremsweg, gegeben ist. Gesteuert wird
der Wobbelgenerator 4 von einer zeit-linear ansteigenden Ausgangsspannung einer
Integrierstufe 5, die mit Impulsen eines Impulsgebers 6 versorgt wird. Der Wobbelgenerator
4 ist so aufgebaut, daß dieser bei einer Steuerspannltng vom Wert Null eine Frequenz
abgibt, die mit der Eingenfrequenz des Schwingkreises 3 dann iibereinstimmt, wenn
der Abstand A gleich lull ist. Die höchste von der Integrierstufe 5 abgegebene Spannung
steuert den Wobbelgenerator 4 so, daß dessen Frequenz mit der Eigenfrequenz des
Schwingkreises 3 bei dem durch das Bremsvermögen bestimmten Abstand A übereinstimmt.
Die am Schwingkreis 3 auftretende Wechselspannung wird über einen Verstärker 31
einem Amptitudendiskriminator 32 zugeführt. Dieser hat die Aufgabe, bei Übereinstimmung
zwischen der Frequenz des Wobbelgenerators 4 und der Eigenfrequenz des Schwingkreises
3 ein Kennzeicnen zum Abschalten des Impulsgebers 6 auszulösen.
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Weiterhin sind ein Zeitgeber 7 und eine diesem nachgeschaltete Triggerschaltung
8 vorgesehen. Der Zeitgeber 7 und die Triggerschaltung 8 bestimmen zusammen zwei
zyklisch aufeinander flgende, vorzugsweise annahernd gleich lange, Zeitintervalle.
Im ersten Zeitintervall ist der Impulsgeber 6 eingeschaltet und gibt Impulse an
die Integrierstufe 5 ab. Diese erhält maximal so tiefe Impulse, daß deren Ausgangsspannung
denjenigen Wert erreicht, bei dem der Wobbelgenerator 4 die Frequenz abgibt, bei
welcher der Schwingkreis 3 unter Zugrundelegung des vorgegebenen großen Abstandes
A in Resonanz ist und der Amplitudenliskriminator 32 betätigt wird.
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Alte in 3em genannten Zeitintervall vom Impulsgeber 6 ausgelästen
Impulse werden von einem nachgeschalteten Selen-@@@llelnmsetzer 61 aufgenommen,
in Soll-Geschwidigkeitswerte umgesetzt und einem Prifzähler 9 zugefihrt. Fur diesen
Prüfzähler
9 ist ein Zählvolumen vorgesehen, das Z l;.l Aufnehmen
der einer höchstzulässigen Soll-Geschwindigkeit entsprechenden Impulszahl ausreicht.
Im Anschluß an jedes ernte Zeitintervall wird der Prüfzähler 9 entsprechend dem
ermittelten Soll-Geschwindigkeitswert voreingestellt. Im nachfolgenden zweiten Zeitintervall
wird ein Schalter 10 geschlossen, und der irüfzah"ler 3 erhält über die Leitung
L1 Rückstellimpulse.
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Diese Rückstellimpulse werden von einer Geschwindigkeitsmeßeinrichtung
12 abgegeben. Die Wirkungsweise der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung ist die, daß
bei hoher Gesenwindigkeit Rückstellimpulse hoher Folgefrequenz und bei niedriger
Geschwindigkeit Impulse mit kleiner Folgefrequenz abgegeben werden. Weitere Einzelheiten
der Einrichtung werden im folgenden anhand der Wirkungsweise naher beschrieben.
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Zunächst sei angenommen, daß der Abstand A größer ist als der maximale
Bremsweg, so daß.die Lokomotive 2 mit höchster Geschwindigkeit in Fahrrichtung F
fahren darf. Ferner sei die Steuerspannung der Integrierstufe 5 im Augenblick der
Eetrachtung gleich Null, und der Ausgang der triggerschaltung 8, der mit der Leitung
31 verbunden ist, möge durch einen Impuls vom Zeitgeber 7 wirksamgeschaltet sein.
Durch das Steuerpotential bzw. den Steuerimpuls auf der Leitung 51 wird der Schalter
1 geöffnet, der Prüfzähler 9 abgefragt und anschließend über 3flS Verzögerungsglie@
11 in Grundstellung gestellt sowie der abgeschaltete Impulsgeber 6 nach einem weiteren
Augenblick über das Verzögerungsg'ied V2 eingeschaltet. Von nun an gibt der Impulsgeber
6 Impulse an die Integrierstufe 5, die en Wobbelgenerator 4 mit einer zeit-linear
ansteigenden Stezerspannung versorgt. Mit steigender Steuerspannung sinkt die Frequenz
des Wobbelgenerators 4. Die währen dieser Zeit vom Impulsgeber 6 abgegebenen Impulse
werden außerdem vom serien-Parallelumsetzer 61 aufgenommen. Da, wie angenommen wurde,
der abstand A sehr groß ist, ist die Eigenfrequenz ;}es Schwingkreises @ verhältnismäßg
niedrig, so daß von der Integrierstüfe @ eine verhältnismäßig hohe Steuerspannung
abgegeben werden muß, damit die
frequenz des Woblelgenerators 4
derart absinkt, daß die Eingenfrequenz des Schwingkreisen 3 er@ @@@ wi @. In diesem
Fall möge die Eigenfrequenz der Schwingkreises @@s tief liegen, daß vor @@endigung
des laufenden erster @@itintervalles die Eigenfrequenz des schwingkreises durch
den Wobbelgenerator @ nicht erreignt wird. In diesem Fall wird vom Amplitudendiskriminator
3@ kein Kernzeichen zum Beenden des lafenden Zeitinterwalles ausgegeben. Beim @
igenden Impuls des Zeitgehers, wird die Triggerschaltung - umgeschaltet und dadurch
das laufende Zeitinterval @eeniet. Dann liegt auf der Lehrung steuerwirksames @@i@@@@@
. Hiedurch wird der Impulsgeber 6 abgeschaltet. Außerden wird die bestehende Steuerspannung
der Integrierstufe gelosen@@ der Serien-Parallelumsetzer @@ unter Information verlust
atgefragt und der Irüfzähle@ @ durch den Umsetzer 61 entsprechend der aus dem Abstand
A ermittelten Soll-Geschwindigkeit voreingestellt.
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Weiterhin wird über das Verzegerungsglied V@ der Schalter 10 geschlossen.
In dem nun eingeleiteten zweiten Zeitintervall gibt die Geschwindigkeitsmeßeinrichtung
12 Rückstellimpulse über die Leitung L1 an den Prüfzähler @@ Beendet wird dieses
Zeitintervall durch den folgenden Impuls vom @eitgeber 7 auf die Triggerschaltung
8. Zu diesem Zeitpunkt besteht im Prüfzähler @ ein positives Zählerergebnis, weil
dem voreingestellten Zählerstand mehr Einzählimpulse als Rückstell impulse entsprachen.
Da weiterhin das zweite Zeitintervall nach dem Umschalten der Triggerschaltung 8
abgesch@essen ist, wird das Prüfergebnis aus dem Prüfzähler 9 abgefragt. In diesem
Fall wird über dessen Zeitung L2 ein Fahr@eieh@ ausgegelen. Anschließend erfolgt
- wie bereits beschrieben - das Einstellen der Grundstellung des früfzählers 9.
Außerdem wird einen Augenblick später der Impulsgeber 6 über das Verzogerungsglied
V2 wieder wirksam geschaltet.
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Wenn - wie im @ genden angen mmen ist- den Abstand A klein ist gegnüber
dem Bremsweg der Lokomotive bei vorgegebener Geschwindigkeit, wird in dem ersten
Zeitintervall, in dem der -8-
Impulsgeber 6 Impulse ausgibt, irgendwann
der Zeitpunkt erreicht, bei dem der Wobbelgenerator 4 eine Frequenz aufweist, die
mit der Eigenfrequenz des Schwingkreises 3 übereinstimmt.
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Dann gibt der Amplitudendiskriminator 32 das Kennzeichen zum Abschalten
des Impulsgebers 6 und Löschen der Steuerspannung der Integrierstufe 5. In diesem
Fall hat der Prüfzähler 9 eine Voreinstellung, die einer geringen Anzahl von Einzählimpulsen
entspricht. Im nachfoldenden Zeitintervall, bei dem der Schalter 10 wieder geschlossen
ist, wird die Voreinstellung des Vergleichszählers 9 durch die dabei ausgelösten
Rückstellimpulse weit überschritten. Aus diesem Grunde weist der Prüfzähler 9 bei
der nachfolgenden Abfrage ein negatives Zählerergebnis auf. Aus diesem Grunde wird
über die Leitung L3 ein Verzögerungsbefehl ausgegeben. Dieser Verzögerungsbefehl
kann dazu verwendet werden, den Antrieb der Lokomotive abzuschalten und/oder die
Bremsen zu betätigen.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Vielmehr ist es möglich, die Reihenfolge der Informationseingabe in den Prüfzähler
9 zu ändern. Ferner ist es möglich, anstelle von Geschwindigkeitsinformationen Weginformationen
im Prüfzähler zu verarbeiten.