DE1910383A1

DE1910383A1 - Mess- und Kontrolleinrichtung fuer die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE1910383A1
Application number: DE19691910383
Authority: DE
Inventors: Richmond Abraham W
Original assignee: Vapor Corp
Current assignee: Vapor Corp
Priority date: 1968-02-28
Filing date: 1969-02-28
Publication date: 1969-09-11
Also published as: US3525044A; FR1600639A; GB1194469A

Description

Vapor Corporation
Newcastle 1-9200, Chicago 4-8, Illinois

betreffend

"Meß- und Kontrolleinrichtung-für die Geschwindigkeit

eines Fahrzeuges"

Die Erfindung betrifft eine elektrische Meß- und Kontrolleinrichtung für die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs, bei welcher die Geschwindigkeit aus der geschwindigkeitsabhängigen Folgefrequenz von Impulsen ermittelt wird.

Bisher war es;üblich·, die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, z.B. einer Lokomotive, auf analogem Wege, z.B. mittels eines Drehzahlmessers zumessen. Dabei wurden von einem Meßaufnehmer erzeugte Impulse geformt und begrenzt und anschließend in eine aus Kondensatoren und Widerständen aufgebaute Schaltung gegeben. Auf Grund derZeit konstanten der Widerstände und der Kondensatoren wurde eine mittlere, der variierenden Frequenz der Impulse entsprechende Gleichspannung erzeugt und an einem in kra/h geeigten V-oldmeter abgelesen. Das bekannte Meßverfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Genauigkeit und insbesondere die Langzeitgenauigkeit der Anzeige in großem Maß von der Genauigkeit und Langzeitgenauigkeit der Meßeinrichtung abhängt, welche sich jedoch auf Grund der Alterung der Bauteile ändert und dadurch die Linearität

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des elektronischen Systems beeinflußt. Außerdem ist die Aufrechterhaltung der Genauigkeit wegen der ungünstigen Umgebungsbedingungen z.B. auf einer Lokomotive, insbesondere wegen der herrschenden starken Vibrationen, schwierig. Wenn darüberhinaus in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bzw. der variierenden Gleichspannung ". Sicherungseinrichtungen oder andere Steuerfunktionen ausgelöst werden sollen, muß ein Schaltvorgang an einem ganz bestimmten und sehr kleinen Wechsel der Spannung vor sich gehen. Die entsprechenden Schaltmaßnahmen fordern eine sehr genaue - Eichung, wobei es sehr schwierig ist, die Eichung bei Temperaturschwankungen aufrechtzuerhalten. Darüberhinaus ist es für einen Lokomotivführer schwierig, die notwendigerweise kleinen Ziffern auf dem anzeigenden Instrument abzulesen. Außerdem muß beim Ablesen interpoliert werden, das eine genaue Feststellung der Geschwindigkeit, insbesondere beim Rang ierbetrieb erschwert, wo Geschwindigkeiten zur entsprechenden Einstellung der Lokomotive in Bruchteilen von km/h ablesbar sein sollten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meß- und Kontrolleinrichtung für die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges zu -schaffen, die mechanisch problemlos ohne bewegliche Teile aufgebaut ist und eine schnelle, jederzeit ohne Schwierigkeiten ablesbare Anzeige der Geschwindigkeit mit hoher Genauigkeit, insbesondere mit hoher Langzeitgenauigkeit ergibt, ohne daß eine Periodische JNacheichung notwendig ist.

Diese Aufgabe lost eine Einrichtung der eingangs genannten Art, die erfindungsgemäß durch die Kombination der folgenden, zum Teil an sich bekannten Merkmale gekennzeichnet ist:

a) ein magnetischer Meßäufnehmer, welcher mit geringem Abstand zum Umfang eines in der Drehzahl der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Zahnrades angeordnet ist und

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bei jedem Passieren eines Zahnes einen Impuls abgibt,

b) ein über ein Gatter an den Meßaufnehmer angeschlossener Zähler für die vom Meßaufnehmer abgegebenen Impulse,

c) eine periodisch nacheinander mehrere Impulse erzeugende Zeitgeberschaltung, welche mit einem Zeitgeberimpuls vorbestimmter, in Abhängigkeit von der Zähnezahl und der Beziehung der Drehzahl des Zahnrades zur Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegter Dauer das Gatter öffnet und mit einem nach einer Pause folgenden Rückstellimpuls den Zähler zurückstellt,

d) ein an den Zähler angeschlossener Speicher, in welchen das jeweilige Zählerergebnis mittels eines von der Zeitgeberschaltung in der Pause zwischen dem Zeitgeber in. puls erzeugten Lösch- und Setzimpulses unter Löschung des vorherigen Ergebnisses eingebbar ist,

e) eine an den Speicher angeschlossene und dessen jeweiligen Inhalt anzeigende digitale Anzeigevorrichtung,,

Bei der Erfindung wird auf digitalen Wege vorgegangen, wobei die Impulsfrequenz als Geschwindigkeit in km/h interpretiert wird. Die Impulse werden direkt an einem umlaufenden Zahnrad abgenommen und Zählern zugeführt, welche für jede Geschwindigkeit eine ganz bestimmte Ausgangsspannung haben. Die jeweilige Zählung erscheint in' : Form vonkennzeichnenden Ziffern an einer digitalen Anzeigevorrichtung. Dadurch sind die mit der Eichung und Genauigkeit der normalerweise verwendeten Meßinstrumente verbundenen Schwierigkeiten beseitigt. Die digitale Anzeige zeigt große Ziffern, welche alle die gleiche Größe haben und schon bei kurzem Hinblicken leicht erkennbar sind,-wobei immer nur diejenigen Ziffern sichtbar sind, die cüe firade vorhandene Lokomotivgeschwindigkeit anzeigen* Da darüberhinaus am Zähler discrete Signale verfügbar sind,

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lassen sich mittels einfacher und genau arbeitender Einrichtungen Relais schalten, mit welchen z.B. eine Einrichtung zur Anzeige des Überschreitens einer vorbestimmten Geschwindigkeit oder, im Falle des Rang ierbetriebes bei einer Lokomotive,direkt die Lokomotivgeschi'ndigkeit gesteuert werden können. Außerdem läßt sich beim digitalen Messen mit d„iskreten Signalen eine genaue Zahlenangabe in jeder gewünschten Abstufung erreichen.

Der MeSaufnehmer ist einem Zahnrad zugeordnet, welches zusammen rlt einem Rad, z.B. .einer Lokomotive umläuft, und erzeugt bei jedem Passieren eines Zahnes des Zahnrades einen Impuls. Die angezeigte Geschwindigkeit der Lokomotive wird ^ also durch Abzählen der den Meßaufnehmerwährend einer bestimmten Zeitdauer passierenden Zähne ermittelt, Bei dem Zahnrad kann es sich entweder um ein angetriebenes Zahnrad auf der Antriebsachse der Lokomotive oder um das Zahnrad eines in geeigneter Weise mit der Achse gekuppelten Getriebes handeln. Die Frequenz bzw. die Anzahl der während einer bestimmten Zeitdauer erzeugten Impulse ist der Geschwindigkeit der Lokomotive direkt proportional.

Die Dauer einer Zählung der vom Meßaufnehmer abgegebenen Impulse wird durch einen ersten von der Zeitgeberschaltung abgegebenen Impui bestimmt. Die Zeitgeberschaltung erzeugt darüber hinaus noch weitere Taktimpulse. Die Dauer des ersten W Impulses bestimmt jeweils die Zeit, während welcher die Impulse vom Meßaufnehmer in den Zähler gelangen. Das jeweilige Zählergebnis wird in der Speicherschaltung aufgehoben, an welcher das digitale Anzeigegerät zur Anzeige der Lokomotivgeschwindigkeitdirekt angeschlossen äLst. Der Speicher und damit auch das digitale Anzeigegerät wird mittels eines zweiten Impulses aus der Zeitgeberschaltung gelöscht. Nach dem Abklingen des Löschimüulses erhält der Speicher eine neue Zählung aus dem Zähler und gibt diese

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direkt an das digitale Anzeigegerät vielter. Ein dritter Impuls aus der Zeitgeberschaltung stellt den Zähler zurück und bereitet ihn für eine nächste Zählung vor, während der Speicher die letzte Zählung bis zum Abschluß der nächsten Zählung aufbewahrt,

Zweckmäßigerweise ist die Dauer des Zeitgeberimpulses, des die Zähldauer bestimmenden Impulses j einstellbar. Dadurch läßt sich die Einrichtung verschiedenen Getriebeübersetzungen und Zahnraddurchmessern ohne Schwierigkeiten anpassen.

Um eine Meßbereichsumschaltung zu erreichen, ist die Dauer des Zeitgeberimpulses mittels einer das U oer- und Unterschreiten eines vorbestimmten Zählerergebnisses feststellenden Einrichtung zwischen zwei Werten veränderbar. Das vorbestimmte Zählerergebnis ist dabei zweckmäßigerweise auf einen der Geschwindigkeit von 9»9 km/h entsprechenden Wert eingestellt, , wobei' beim Überschreiten dieses Wertes die Einrichtung die Dauer des Zeitgeberimpulses auf ein Zehntel der vor dem Überschreiten des Wertes benutzten Dauer verkürzt. Bei Verwendung einer zweiziffrigen Anzeige geben sich dann zwei Meßbereiche von O bis 9»9 km/h und von O bis 99 km/h, wobei im ersten Pall die Geschwindigkeit in Stufen von. 1/10 km/h und im zweiten Fall in Stufen von 1 km/h gemessen wird* Watürlieh können durch Verwendung einer Anzeigevorrichtung mit mehr als zwei Stellen die angegebenen Meßbereiche auch vergrößert werden.

Die Anzeige, welcher Meßbereich gerade eingeschaltet ist, geschieht am einfachsten mittels einer ein Dezimalkomma darstellenden Lampe, welche zwischen zwei Anzeigen angeordnet ist und mittels der Eirir ichtung gleichzeitig mit dem Verkürzen des Zeitgeberimpulses abschaltbar ist. Wenn .

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an den Zähler eine das Überschreiten eines vorbestimmten Zählergebnisses festestellende Einrichtung angeschlossen ist, läßt sich mit dieser Einrichtung in einfachster Weise , z.B. eine Alarmeinrichtung auslösen, die das Überschreiten einer vorbestimmten Geschwindigkeit mitteilt. Zweckmäßigerweise ist das vorbestimmte Zählergebnis einstellbat, um die Höchstgeschwindigkeit, bei welcher die Alarmeinrichtung aus-¹ gelöst werden soll, frei wählen zu können.

Die Erfindung und weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Blockschaldbild einer erfindungsgemäßen Keß- und Kontrolleinrichtung,

Fig. 2 ein genaueres Blockschaltbild einer in Fig₀ gezeigten l-leßeinheit,

Fig. 3 ein genaueres Blockschaltbild der in Fig„ 1 gezeigten Einheit zur Heßbereichsveränderung,

Fig. *f ein genaueres Blockschaltbild der in FIg₀ 1 ge= zeigten Kontrolleinheit,

Fig. 5 ein genaueres Blockschaltbild der in Fig. 1 ge= zeigten Zähleinheit für die Einerstelle,

Fig. 6 die schematisierte Darstellung der von dem Anzeigegerät der Fig. 1 hervorgerufenen Anzeigen,

Fig. .7 eine Tabelle zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen den einzuschaltenden Lampen und den jeweils mit dem Anzeigegerät angezeigten Ziffern,

Fig. 8 einen Impulsplan für die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung unter Zugrundelegung einer konstanten Geschwindigkeit von 45 km/h.

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Die erfindungsgemäße ließ- und. Kontrolleinrichtung umfasst eine Meßeinheit 20, an deren Eingang ein magnetischer Heßaufnehmer oder Fühler 21 eingeschlossen ist, der im Abstand zu einem Zahnrad 22 auf einer Achse 23 einer Lokomotive befestigt ist. Das Zahnrad 22 kann ein Teil des .Getriebes für den Antrieb der Lokomotive sein oder es kann speziell zur Verwendung mit dem Aufnehmer 21 vorgesehen sein. Da dieser neben dem Umfang des Zahnrades angeordnet ist, wird jedes mal, wenn ein Zahn des Rades den Heßaufnehmer passiert, ein Impuls erzeugt und der Meßeinheit 20 zugeführt. Das Ausgangssignal der Iießeinheit 20 gelangt in eine Zähleinheit 24 für die Einerstelle. Die Zähleinheit 24 ist wiederum mit einer Zähleinheit 25 für die Zehnerstelle verbunden. Die Zähleinheiten für die Einer- und Zehnerstelle sind direkt mit einem digitalen Anzeigegerät 26 verbunden, welches eine digitale Anzeige 27 für die Einer und eine digitale Anzeige für die Zehner umfasst. Eine Kontrolleinheit 29 zur Feststellung einer bestimmten Geschwindigkeitsüberschreitung ist an die Ausgänge der beiden Zähleinheiten 24 und 25 angeschlossen und betätigt eine Alarmschaltung, wenn die Geschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet. Das System wird selbsttätig umgeschaltet, um die Geschwindigkeit entweder in Stufen von 1/10 oder 1 km/h zu messen. Dazu dient eine Einheit 30 zur selbsttätigen ileßbereichsumschaltung, welche Eingangs signale von den Zähleinheiten erhält und ein Ausgangs signal an die foeß'ein- : heit abgibt, welches dort die Taktdauer für die vom Heßaufnehmer 21 erzeugten Zählimpulse verstellt.

Die Iießeinheit umfasst eine Schaltung 31 zur Verstärkung und Impulsformung, Vielehe das Ausgangs signal des ' Meßaufnehmers 21 erhält und es an ein Gatter 32 weiterleitet. Das Ausgangssignal 5er Schaltung 3I gelangt außerdem an eine veränderbare monostabile Kippschaltung· 33, um

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diese in Betrieb zu setzen und ihren Zählz:/-klus zu starten. Die Kippschaltung 33 erzeugt einen ersten Takt- oder Zeitgeberimpuls Tr. vrelcher an das Gstter 32 gelangt und dieses

und
öffnet und schließt damit die V/eitergabe einer bestimmten Anzahl von I.eßaufnehnerimpulsen in die Einer-Zähl einheit 2k ermöglicht. Eine Frogrammschaltung 3^ ist zwischen der monostabilen Kippschaltung 33 und einer festen monostabilen Kippschaltung 35 eingeschaltet, um die Arbeitsweise der Heßeinrichtung und des übrigen Systems zu steuern. Die Kippschaltung 33 erzeugt einen Speicher-Rückstellimpuls EM und einen Spei eher-Setz impuls SII, welche über ö.ie Programmschaltung zu einer Speicherschaltung 38 iⁿ den Zählern gelangen. Die Kippschaltung 35 erzeugt einen Zähler-Rückstellimpuls EG und gibt diesen an die Zähler in den Zähleinheiten ab. Die Kippschaltungen 33 und 35 bewirken also die Zeitnahme der Schaltung mittels der Taktimpulse TP, EH, SH und RC, deren Dauer und gegenseitige Lage in dem Impulsplan der Fig. 8 gezeigt ist. Aus diesem geht hervor, daß der Impuls TP bein einem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine zwischen 79 und. 153 Millisekunden liegende Impulsdauer hat, itfobei die Impulsdauer von der Teilung und Grüße des HeßZahnrades abhängt. Die Dauer des Impulses RH ist auf 125 Eikrosekunden und die Dauer des Impulses SH auf 25 Hikrosekunden festgelegt. Die Dauer des Impulses RC beträgt 110 Hillisekunden, wie es ebenfalls in Fig. 8 gezeigt ist, wobei der Impuls RIi an der Hinterflanke des Impulses TP beginnt, während der Impuls SIi an der Hinterflanke des Impulses RI-I und der Impuls SC an der Hinterflanke des Impulses SK beginnt. Die gesamte Dauer eines Zykluses ist nicht größer als 2,5 Millisekunden und hängt von der Freauenz des Ausgangssignales 50 am Ausgangjler Verstärker- und Impulsformer-Schaltung 31 ab, vjelche am Eingang des Systems angeordnet ist. Die Dauer der Zählperiode TP wird bei Geschwindigkeiten unterhalb von 10 km/h im unteren Meßbereich von 0-9,9 lcg/h um den Faktor gegenüber der Dauer der Zählperiode vergrößert,

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welche im oberen Geschviindigkeitsbereich von O - 99 km/h angewendet wird. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist für eine maximale Geschwindigkeit von 99 km/h ausgelegt, jedoch ist es ohne vreiteres möglich, durch Hinzufügen einer weiteren Zähleinheit für die Hundertersteile und einer weiteren digitalen Anzeige den Geschviindigkeitsbereich auf 999 km/h zu erhöhen.

Die Zähleinheit 2k für die Einerstelle umfasst einen fünfstufigen Zähler 36, der einen zehnkanaligen Ausgang an Decodiergatter 37 liefert, -welche wiederum einen IG-kanaligen Ausgang an die Kontrolleinheit 29, einen Ziffer-9-Ausgang an die Einheit 30 für die Meßbereichsumschaltung · und einen 7-kanaligen Ausgang an die Speicherschaltung 38 s4-o4>mit gesteuerten Siliciumgleichrichtern liefert. Der Ausgang der Speicherschaltung 38 gelangt direkt zur digitalen Anzeige 27 für die Einerstelle in dem digitalen Anzeigegerät 26. Der Zähler 36' erhält den Ausgang des Gatters und wird mittels des Impulses RC aus der monostabilen Kippschaltung 35 zurückgestellt. Die Speicherschaltung 38 wird während jedes Zählzyklus mittels des Impulses HH zurückgestellt, um die alte Zählung zu löschen und wird mittels des Impulses SII vom Zeitgeber in der Keßeinheit k±s zur 'Aufnahme einer neuen Zählung neu gesetzt.

Die Zähleinheit 25 für die Zehnerstelle ist mit der Zähleinheit 2h für die Einerstelle identisch und umfasst einen fünfstufigen Zähler 39, Decodiergatter 40 .und eine Speicherschaltung ^l mit gesteuerten Siliciumgleichrichtern. Dar Zähler 39 für die Zehnerstellen empfängt den Ausgang des Zählers 36 für die Einersteilen und wird während jedes Zyklus durch den Impuls RG zurückgestellt. Die Speicherschaltung kl wird mittels der Impulse RH bzw. SH in der gleichen Weise wie die Speicherschaltung der Zähleinheit für die Einerstellen zurückgestellt und neu gesetzt. Wie bei der Einer-Zähleinheit gelangt ein 10-kanaliger Ausgang von den Decodiergattern kO an die Kontrolleinheit 29,

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während Ziffer-O- und Ziffer~9-Ausgänge an die Einheit 30 für die selbsttätige ließbereichsumschaltung geliefert werden.

Die Einheit 30 für die automatische Meßbereichsumschaltung umfasst eine Abtastschaltung A-2 für die Geschwindigkeit zwischen 9 und 10 km/h, Vielehe die Ausgänge bzw. Ausgangssignale der Zähleinheiten 7Ä und 25 sowie die Ruckstell- und Setz impulse HH bzw. SM aus der Zeitgeber- bzw. Zeitnahmeschaltung der Heßeinheit empfängt. Das Ausgangssignal bzw. der Ausgang der Abtastschaltung k2 wird an eine Schaltung Jj-3 für Geschwindigkeiten über 10 km/h und an eine Schaltung ^k für Geschwindigkeiten unter 10 km/h übertragen, um eine der beiden Schaltungen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit zu aktivieren bzw. anzusteuern. Die Ausgänge der Schaltungen k·"} und k-h werden an die veränderbare monostabile Kippschaltung weitergeleitet, um die Dauer des Impulses TP entsprechend dem passenden Heßbereich umzuschalten. Außerdem wird das Ausgangssignal der Schaltung kk für Geschwindigkeiten unter 10 km/h dem digitalen Anzeigegerät zugeführt, um dort den Dezimalpunkt bzw. das Dezimalkomma U?5 in Abhängigkeit vom jeweiligen Geschwindigkeitsbereich des Systems umzuschalten. Das System wird also in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Lokomotive entweder so geschaltet, daß es Geschwindigkeiten in Stufen von 1/10 km/h oder Geschwindigkeiten in Stufen von 1 km/h misst.

Die Kontrolleinheit 29 für die Geschwindigkeitsüberschreitung umfasst eine Geschwindigkeitswahlschaltung ho für die Einerstellen und eine GeschwindigkeitswahTschaltung für die Zehnerstellen, welche beide auf eine vorgewählte Geschwindigkeit einstellbar sind und. jeweils die Ausgänge der Zähleinheiten für die Einer-r bzw. Zehnerstelle erhalten. Die Ausgangssignale der Geschwindigkeitswahlschaltungen werden zu einer Relaisschaltung ^8 übertragen, welche ein Relais 4-9 betätigt, das einen Schaltarm 50 entweder

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mit einem Kontakt 51 oder mit einem Kontakt 52 in Berührung bringt, welche in eine Relaisschaltung eingefügt sind, die ein optisches oder akustisches Signal für die Lokomotivführer erzeugt, wenn eine Geschwindigkeitsüberschreitung festgestellt wird.

Die Meßeinheit 20 ist in Fig. 2 genauer dargestellt. Der Verstärker- und Impulsformer-Schaltkreis umfasst einen Verstärker 53 und einen Impulsformer 5^> dessen Ausgangssignal an das Gatter 32 gelangt. Zur eventuellen Aufzeichnung der programmierten Geschwindigkeit der Lokomotive ist eine Abnahmeleitung 55 am Ausgang des Impulsformers 5^ vorgesehen. Wie bereits erwähnt wurde, werden die vom Heßaufnehmer erzeugten und abgegebenen Impulse in bestimmter Anzahl an den Zähler 36 über eine Leitung Cl weitergegeben, indem das Gatter 32 geöffnet und geschlossen bzw. durchgeschaltet und gesperrt wird. öer. _an das Gatter 32 abgegebene Zeitgeberimpuls TP zur öffnung und Schließung des Gatters wird außerdem an eine Uni .junction-Schaltung abgegeben, Vielehe einen Zeitgeber impuls RH' , welcher die Negation des-Impulses RM ist, zum Vers ärker 57 verzögert. Die monostabile Kippschaltung 33 wird mittels des Gatters beim Auftreten eines Signales am Ausgang des Impulsformers ^ιβ in Betrieb gesetzt. Der Ausgang des Verstärkers 57 gelangt an die Verstärker 58 und 59» von denen der Verstärker 58 die Impulse EI·:¹ umkehrt und als Zeitgeberimpulse RH aus der Meßeinheit abgibt. Die vom Verstärker 59 abgegebenen Ausgangs impulse SII¹ werden in einem Verstärker 60 umgekehrt, welcher sie dann als Zeitgeberimpulse SH sum Setzen der Speicher abgibt. Der Ausgang des Verstärkers 59 wird außerdem über eine Trenndiode 6l der monostabilen Kippschaltung 35 zugeführt, Vielehe den Zeitgeberimpuls RG erzeugt und aus der Meßeinheit abgibt. Die umgekehrten bzw. invertierten Signale Ti⁷, RH¹ , SH¹ und RG werden an das Gatter 58 in der Programmschaltung zurückgeführt, welche die von der iießeinheit abgegebenen Zeitgeberimpulse steuert.

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₃W

Bei der in Fig. 5 genauer dargestellten Zähleinheit 24 umfasst der fünfstufige Zähler 36 in Serie geschaltete Flipflops 62, 63, 64, 65 und 66₉ von denen jedes ein Eingangssignal über die Leitung Gl aus der Meßeinheit 20'empfängt. Außerdem ist die Rückstelleitung EC aus der "· Meßeinheit mit jedem der Flipflops verbunden» Die Flipflops 62 - 66 erzeugen Ausgangs signale Al und Ao₁, Bl und Bo₉ Gi und Go, Dl und Do bzw. El und Eo₈- welche einem lö-kanaiigen Diodengatter mit den Diodengattern 67 63_s 69, 70, 71 j 72 j 73 g yk'_S 75 und 76 sowie einem 7 ka nal igen Diodengatter mit den Diodengattern 77 s 7&_s 79_s 8°» Sl₅ 82, BJ _s 84-, 85 und 86 zugeführt sind, Di© zahnkanal!= -3'32I uaiCi. siefeenicanaligen Diodengatter bilden den Decodierer ι^ώ⁵ di© Flipflops ₄ Hie ia Fig_o 5 dargestellt;, ergeben die Dtoßj&Eigstt&s¹ 67 - 76 jeweils ©ia©s der digifcal^a Flip= flop-Änsg&ige G₅ i 5 2₅ 3, 4_ä 5₃ 6, ?_s 8 tew₀ 9, Die Dioden- ß£/St<3r 7?_g ?8 nisi 79 ergetQii äi© diglfc&l®a Flipflop^Aias« Gvbga (5_Ö 6) ρ (2. 3) bsTsio (S₅ 9) 0 Bi© Diodeagatter werden^ ?ήφ daFges teilt fHiittels ä@r jsweiligea Kombination dar ?Iip?lGps.nagä2ige aufgetasfest«, Σπ gleicliisr ¥©ise w©rd©a die-BiLecLüffigastei¹ 80 - 86 diiroli die ©sgegebenea Plipflopaus= ga22g3 iisal die Ausgange des³ Diod©Bgattai? 67 «= 79 SMfge=

sr 80 - 86 siräiirlaPiSii jeweils θΙώ&ώ. to

38g 89j 90s 91, 92 und 93,. nrelohe ihrerseits wieder mit Jknaeigelsmpen a_s b, o_? d, e_? f und g der digitalen Anzeige 27 im digitalen Anzeigerät 26 verbunden siad. Der Speisherrüekstellimpuls. EM stellt die Speicher 87 - 93 ,jis»eil3 sur Aufnahme einer neuen Zählung sur>üok_t während der Speichersetzimpuls SM das Einsohreiben .einer neuen Zählung bewirkt.

Ss wurde zwar nur die Zählereinheit 24 für die Einerstelle dargestellt, jedoch ist es klar, daß die Zählein» hei* 25 für die Zehnerstelle identisch aufgebaut ist und

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■ - 13 - ' lA-35 106 den Ausgang vom Flipflop 66 über eine Leitung GlT empfängt.

Der EinerStellenausgang a - g gelangt in die digitale · Anzeige 27, vergleiche Fig. 1 und 6, wo er mittels Lampen, die jeweils an eine der Ausgangsleitungen angeschlossen sind, sichtbar gemacht wird. Die für jede Zählung zu schaltende Lampenkombination ist in der Tabelle der Fig. 7 angegeben. Um z.B. die Zählung,"O" anzuzeigen, werden die Ausgangsleitungen a, b, c, d, e und f und damit die entsprechenden Lampen angezeigt, während z.B. die Zählung "1" durch Anschalten der Ausgängsleitungen und Lampen.b und c angezeigt wird. Aus der Tabelle der Fig. 7 geht klar hervor, wie die Anzeige der übrigen Ziffern bewirkt wird. Die Anzeige der Ziffern in der Zehnerstelle erfolgt auf gleiche Weise mittels der' Ausgänge aus der Zähleinheit 25.

Die Einheit zur automatischen ileßbere ichsums chal tung ist in Fig. 3 genauer gezeigt. Mittels dieser Einheit wird erkannt, ob die Geschwindigkeit der Lokomotive oberhalb oder unterhalb von 10 km/h liegt. In Abhängigkeit davon schaltet die Einheit den Heßbereich um, so daß die Geschwindigkeit entweder in Stufen von 1/10 oder 1 km/h gemessen wird. Ein Flipflop 9^ empfängt von den Zeitgeberimpulsen den. Speichers et ζ impuls Siljund den Ausgang eines Gatters 95. Es ist zur Abgabe eines Ausgangesan ein weiteres Gatter 96 eingestellt,' wenn das Gatter 95 ein Signal abgibt. Der Ziffer-9-Eingang aus dem Zehner-Zähler und der Ziffern-Eingang aus dem Einer-Zähler schalten das Gatter 95 an, wenn die Geschwindigkeit über 9,9 km/h hinweg ansteigt., wodurch vom niedrigen auf den höheren Meßbereich umgeschaltet wird. Der Ausgang des Gatters 95 gelangt außerdem an ein. Flipflop 95, clas feststellt, ob die Geschwindigkeit unterhalb oder überhalb von 10 km/h liegt. Das Gatter ^6 empfängt weiterhin das Ziffer-9-Signal aus dem Einer-Zähler über einen Inverter 98, der ein iiinussignal an das Gatter

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abgibt. Das Gatter % ist während jedes Zählzyklus ständig mittels des Speicherrückstellinpulses BK vorberel- tev erkennt außerdem die Ziffer 0 aus dem Zehner-Zähler. V/enn die Geschwindigkeit oberhalbTOn 10 km liegt, tastet das Flipflop 97 die Schalter"99 und 100 auf, während, wenn die Geschwindigkeit unterhalb von 10 km/h liegt, das Flipflop die Schalter 101, 102 und 103 auftastet. Die ■ Ausgänge 99b, 100a,' 101a und 102a sind in die Ließeinheit geführt xxnä. dort an den Wähler bzw. Eins teller 104 für die monostabile Kippschaltung angeschlossen,, vergl. Fig. 2, während die Schalterausgänge 100 b und 102b an die monostabile Kippschaltung angeschlossen sind. Der Ausgang 99a des Schalters 99 ist direkt an eine +15 V Leitung angeschlossen, während der Ausgang 103a des Schalters 103 s,n die Dezimal punktanzeige 25 im digitalen Anzeigegerät 26 angeschlossen ist. Ein an den Schalter 103 angeschlossener Verzögerungskondensator 105 dient dazu, die Information zur Betätigung der Desimalpunkt= lampe im digitalen Anzeigegerät ausreichend gu verzögern, um ein Flackern der Dezimalpunktlampe H&eL ständigen An- und Aus schal tens zu vermeiden,, Ein gesteuerter Siliciumgleichrichter 106 schaltet die Dezimalpunktlampe über einen Schalter 103 in Abhängigkeit vom Speicher= rückstellimpuls EM an, welcher dem Gleichrichter 106 über einen Emitterfolger 10? zugeführt ist.

Die Kontrolleinheit 29 für eine Geschwindigkeitsüberschreitung, vergl. Fig._t k, umfasst am Eingang einen 9-stufigen Kurzschlußbügelschalter 108, an welchen die Ausgänge. 10, 20, 30, 40, 50, 6o, 70, 80 und 90 der , Decodierer im Zehner-Zäl^er angeschlossen sind und welcher zusammen mit einem zehnstufigen Wählschalter 109 verstellt wird, an welchen die Ausgänge 0, 10, 20, 30, .²K)₉ 50, 6o, 70, 80, 90 des Decodierers im Zehner-Zähler· ange-

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schlossen sind. Ein.zehnstufiger Kurzschlußbügelschalter 110 erhält die Ausgänge O₀ 1, 2_S 3₉ 4, 5, 6, 7, 8 und 9 der Decodierer im Einer-Zähler. Der Kursschiußbügelschalker 108 ist an ein Gatter 111 über Emitterfolger 112 angeschlossen, während der Wahlscheiter 109 und der Kurzschluß bügelschalter 110 an ein Gatter 113 über Emitterfolger H^ ■"bzw. IIS abgeschlossen sincL Die'Gatter 111 und 113 erhalten den·Speicherrücksteilimpuls RH₅ um die Gatter während jedes Zählsykltis surücksusfcsllen. Aus der Einheit 30 zur Msßbereichsumsehaltung gelangt ein Signal über eine Leitung 116 in die K©ntrollei22&@ife₃ welches die Arbeit der Koatroll@inh.eit sicherstellt ₀ *jenn die Geschwindigkeit übar 10 loa/li li®gfc_a Eigentlich ist die Benutzung der KontsOll einheit nvw im. höher-sn G-@s©hwiri.digkeItsber@I©h swecklaäßigj jQdooh k3im₀ falls ©^for&BPlioh oder· gemanscht _ΰ die Kontrolleinlieifc auoh 'Iw. ^iisd^igsa. G@SGliwinäigk@itsberi5ich beaxitzt werden₀ wocsi daari dcas Signal auf der Lsituns II6 abgasehaltefe wt^dSo ■ - .

Ifena di® Lokoffiofciif© sin© ¹SQS= ce stimmt® G-eg olrfc οα©Γ ÜDSPsehreltso^ iisleHa mittels de«? Hahlaohe,!- ■&S? IO85 109 waä. iiO ©isgsstQllfc mm₅ offnen die Gatter ill iiojcI 113 wem, öff:isa daduroh sia. ti©Ifesp©s Gatter il?_e Durch das Öffnoii des Gat'fcars ii? ·?ΐ^ίΙ ©isi Flipflop 118 umgestellt welches das Alarra^elais k-9 üb©^ sla®2i Yerstärker 119 und sinen Leistungsverstärker 120 füx³ das Heiais betätigt. Beim Sehließen des Gatters 11? tiird das Flipflop 118 über einen Inverter 121 und ©in Gatter 122 wieder surückgestallt, Bas Gatter 122 ist-geöffnet₀ i-ie-mn. äe,& Gatter 11? geschlossen ist und ein Speicherrückst eil imisuls HH an den anderen Eingang gelangt» Die Schaltung der Kontrolleinheit ist vorzugsweise so ausgelegt_s daß das Relais k-9 erregt ist_s wenn die Lokomotivgeschwin&igkeit unter der mittels der Schalter 108, 109 und 110 vorgewählten Geschwindigkeit liegt, so daß die Peststellung einer Geschwindigkeitsüberschreitung den Abfall des Seiais k9 auslöst. Der Lokomotivführer kann

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also mittels eines optischen und/oder akustischen Signales, das über die Kontakte des Heiais k9 ausgelöst wird, vor einer Geschwindigkeitsüberschreitung gewarnt werden, ohne daß er die digitale Anzeigevorrichtung 26 beobachten muß.

Jeder durch den Zeitgeberimpuls TP zusammen mit darauffolgenden Zeitgeber impuls en Eil, Sri und RC bestimmte Sählzyklus dauert nicht länger als 2,5 Millisekunden, Dies ist erheblich schneller, als mit dem Auge festgestellt werden kann, so daß das digitale Anzeigegerät ^5 .im Ergebnis eine kontinuierliche Anzeige ergibt, welche sich nur ändert, wenn

sich die Geschwindigkeit um den Betrag einer Meßstufe bzw. eines Inkrementes ändert.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.1 Elektrische. Meß- und Kontrolleinrichtung für die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs, bei welcher die Geschwindigkeit aus der geschwindigkeitsabhängigen Folgefrequenz von Impulsen ermittelt wird, gekennzeichnet ,durch die Kombination der folgenden, zum Teil an sich bekannten Merkmale:

a) ein magnetischer Meßaufnehmer (21), welcher mit geringem Abstand zum Umfang eines in der Drehzahl der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Zahnrades (23) angeordnet

. ist und bei jedem Passieren eines Zahnes (22) einen Impuls abgibt,

b) ein über ein Gatter (32) an den Meßaufnehmer (21) angeschlossener Zähler. (36, 39) für die vom Meöaufnehmer abgegebenen Impulse,

c) eine periodisch nacheinander mehrere Impulse (TP, RM,

SM, RC) erzeugende Zeitgeberschaltung (33, 3^, 35), welche mit einem Zeitgeberimpuls (TP) vorbestimmter, in Abhängigkeit von der Zähnezahl und der Beziehung der Drehzahl des Zahnrades (23) zur Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegter Dauer das Gatter (32) öffnet und mit einem nach einer Pause folgenden Rückstellimpuls (RC) den Zähler (36, 39) zurückstellt,

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d) ein an den Zähler (36, 39) angeschlossener Speicher (38, 4l), in welchen das jeweilige Zählerergebnis mittels eines von der Zeitgeberschaltung (33» 3^» 35) in der Pause zwischen dem Zeitgeberimpuls (TP) und dem Rückstellimpuls (HC) erzeugten Lösch- und Setzimpulses (RM und' dM) unter Löschung des vorherigen Ergebnisses eingebbar ist,

e) eine an den Speicher (38, ^J-I) angeschlossene und dessen jeweiligen Inhalt anzeigende digitale Anzeigevorrichtung (26). . ■

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ~ zeichnet, daß die Dauer des Zeitgeberimpulses (TP) einstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dauer des Zeitgeberimpulses (TP) mittels einer das Über- und Unterschreiten eines vorbestimmten Zählerergebnisses feststellenden Einrichtung (30) zwischen zwei Werten veränderbar ist.

^. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß für jede Stelle des Zählerergebnisses jeweils ein getrennter Zähler (36 und 39) sowie eine getrennte Anzeige (2? und 28) vorgesehen sind«,

5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß jede Anzeige (27, 28) sieben einzeln anschaltbare und nach Art einer "8" angeordnete Lichtbalken (a-g) umfaßt.

6. Einrichtung nach Anspruch k oder 5> dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (30) die Dauer des Zeitgeberimpulses (TP) beim Überschreiten eines der Geschwindigkeit von 9>9 km/h entsprechenden Zähler-

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ergebnisses um den Faktor zehn verkürzt«

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen zwei Anzeigen (27, 28) eine Lampe (^5) als Dezimalkomma angeordnet ist, welche mittels der Einrichtung (30) gleichzeitig mit dem Verkürzen des Zeitgeberimpulses (TP) abschaltbar ist»

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeich net, daß an dem Zähler (36, 39) eine das Überschreiten eines vorbestimmten Zählerergebnisses feststellende und, z.B. mittels einer Alarmeinrichtung, anzeigende Einrichtung (29) angeschlossen ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das vorbestimmte Zählergebnis auf beliebige, innerhalb des gemessenen Geschwindigkeitsbereiches liegende Werte einstellbar ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1.-9, dadurch gekennzeichnet , daß der Lösch- und Setzimpuls (RM und SM) aus zwei getrennt auf einander folgenden Impulsen (RM, SM) besteht, die dem Speicher (38, 4-1) über getrennte Eingänge zugeführt sind.

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