DE1958922C3 - Schaltungsanordnung für Achszählanlagen des Eisenbahnsicherungswesens - Google Patents
Schaltungsanordnung für Achszählanlagen des EisenbahnsicherungswesensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Achszählanlagen des Eisenbahnsicherungswesens, bei
denen an vorgegebenen Zählpunkten entlang der Strecke Achszählimpulsgeber angeordnet sind, die beim
Vorüberlaufen eines Fahrzeugrades zwei sich zeitlich überlappende Radimpulse mit der jeweiligen Fahrrichtung
des Fahrzeugrades entsprechender Folge abgeben und bei denen entlang der Strecke Signalkabel verlegt
sind, über die an den einzelnen Zählpunkten ausgelöste Achszählimpulse an zugeordnete Zählwerke weitergeleitet
werden, insbesondere für Achszählanlagen mit über die Signalkabel gespeisten elektronischen Achszählimpulsgebern.
Es ist bekannt, die Streckenbelegung einer Eisenbahnanlage durch Gleisstromkreise oder Achszählanlagen
zu ermitteln. Die Strecke ist zu diesem Zweck in eine Anzahl von Gleisabschnitten unterteilt, von denen
jeder durch einen Gleisstromkreis oder eine Achszählanlage überwacht wird. Während mit einem Gleisstromkreis
lediglich festgestellt werden kann, ob ein bestimmter Gleisabschnitt besetzt ist oder nicht, liefert
eine Achszählanlage bei ordnungsgerechtem Betriebszustand aller Anlagenteile eine exakte Aussage über die
jeweilige Achsenzahl eines Zuges innerhalb des betreffenden Gleisabschnittes.
Bei zentraler Auswertung der von den ein/einen Zählpunkten ermittelten Achsenzahlen lassen sich eine
Reihe dispositiver Maßnahmen treffen, die die Wirtschaftlichkeit einer solchen Eisenbahnanlage beträchtlich
steigern können. Wesentliche Voraussetzung hierfür ist aber, daß die Achszählimpulsgeber fehlerfrei
arbeiten und daß die von ihnen ausgelösten und über Signalkabel an die Zentrale weitergegebenen Zählimpulse
dort auch tatsächlich richtig registriert werden. S Um e;n sicheres Arbeiten der zentralen Zählwerkseinrichtungen
zu gewährleisten, müssen von den einzelnen Achszählimpulsgebern Impulse geschaltet werden,
deren Amplitude oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt und deren zeitliche Dauer auch bei höchster
ίο Fahrgeschwindigkeit der auslösenden Fahrzeugräder
einen bestimmten unteren Wert nicht unterschreitet.
Diese Anforderungen wurden bisher in vollem Umfange bei Verwendung von Magnetschienenkontakten
erfüllt. Die an den einzelnen Zählpunkten ausgelösten, aus je zwei sich zeitlich überlappenden Impulsen
bestehenden Radimpulse wurden mit großer Leistung unmittelbar über ein mehradriges Signalkabel an das
Zählwerk weitergegeben. Magnetschienenkontakte sind jedoch relativ störanfällig und werden daher in
zunehmendem Maß durch elektronische Impulsgeber ersetzt. Diese sind unempfindlich gegen magnetische
Störfelder und wegen ihres gegenüber den bisher gebräuchlichen Magnetschienenkontakten geringeren
Einbauvolumens besser am Gleis unterzubringen.
Der kleinere Aufbau elektronischer Impulsgeber hat aber bezogen auf den Radrollweg kurze Impulslängen
zur Folge, die sich — insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten — nicht in jedem Fall genügend
deutlich von möglichen Störimpulsen auf den Verbindungsleitungen zwischen Impulsgebern und Zählwerken
unterscheiden. Zur Überwindung dieses Mangels mußten Zählwerke und elektronische Impulsgeber
bisher über teure, wenig störanfällige und in Achszählanlagen im allgemeinen nicht übliche Fernmeldekabel
verbunden werden.
Die nachträgliche Verlegung derartiger Fernmeldekabel verteuert die Umstellung einer Achszählanlage
von Magnetschienenkontakten auf solche mit elektronischen Impulsgebern derart, daß allein aus diesem
Grunde häufig auf die Ausnutzung der besonderen Vorteile von elektronischen Impulsgebern verzichtet
werden muß.
Die unmittelbar am Einbauort von elektronischen Impulsgebern notwendige Verstärkung der Radimpulse
auf einen genügend hoch über möglichen Störspannungen liegenden Pegel ist bisher bei begrenzt verfügbarer
Aderzahl in Signalkabeln sehr kritisch, weil elektronische Impulsgeber im Gegensatz zu Magnetschienenkontakten
eine Versorgungsspannung benötigen, und weil durch hohe Schaltströme Spannungsabfälle auf den
Kabeladern entstehen, durch die diese Versorgungsspannung unzulässig vermindert wird. Die auftretenden
Spannungseinbrüche lassen sich durch Glättungskondensatoren nicht mehr auffangen, weil die Längen der
von den Impulsgebern abgegebenen Impulse unmittelbar von der Fahrgeschwindigkeit der zu erfassenden
Räder abhängen, also auch beliebig lang werden können, wenn ein Rad im Wirkbereich eines Impulsgebers
st'.hen bleibt.
Aus der DD-PS 50 852 ist eine Schaltungsanordnung für richtungsabhängige Achszähleinrichtungen in Eisenbahnanlagen
bekannt, durch die die von den Impulsgebern ausgelösten Radimpulse in von der Fahrgeschwindigkeit
i!er die Radimpulse auslösenden Fahrzeuge
6S unabhängige, immer gleich lange Impulse umgesetzt
werden; diese Impulse werden den eigentlichen Zählcinrichtungcn zugeführt. Die aus der DD-PS
bekannte Schaltungsanordnung stellt zwar sicher, dab
den Zählwerken nur solche Impulse zugeführt werden, deren zeitliche Dauer sich genügend stark absetzt von
der Dauer unvermeidbarer Störimpulse auf den Zuleitungen und daß auf den Zuleitungen keine extrem
langen Spannungseinbrüche auftreten; sie bewirkt aber keine zeitliche Entkopplung zwischen den Radimpulsen
und den an den Zähler weitergegebenen Leistungsimpulsen. So besteht die Möglichkeit und Wahrscheinlichkeit,
daß ein bei einer Zählstellenbeeinflussung ausgelöster erster Leistungsimpuls einen Spannungsbruch auf
den Speiseleitungen der Impulsgeber bewirkt, bevor der zweite Radimpuls anliegt.
Ein durch den ersjen Leistungsimpuls bewirkter Spannungseinbruch auf den Speiseleitungen könnte
dann dazu führen, daß die zum Registrieren des jeweils zweiten Radimpulses vorgesehenen Schaltmittel infolge
des durch den ersten Leistungsimpuls bewirkten Spannungsabfall nicht betätigt werden können, so daß
die Zählstellenbeeinflussung nicht als Zählii.ipuls registriert
würde. Eine derartige Konzeption ist für das Eisenbahnsicherungswesen, bei dem jeder Defekt nicht
nur zu einer Betriebsstörung, sondern gegebenenfalls auch zu einer Personengefährdung führen kann, nicht
verwendbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs ausgebildete
Schaltungsanordnung so auszubilden, daß di _■ den Zählwerken zugeführten Leistungsimpulse keinen Einfluß
haben auf das Funktionsverhalten der die Radimpulse auslösenden Impulsgeber und der nachgestalteten
Umformer.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebenen
Merkmale gelöst.
Hierdurch ist einerseits sichergestellt, daß die beim Vorbeilaufen eines Fahrzeugrades mit sehr hoher
Geschwindigkeit auftretenden kurzen Radimpulse in Impulse umgeformt werden, die vom Zählwerk deutlich
von Störimpulsen unterschieden werden können und daß auch beim Vorbeilaufen eines Fahrzeugrades mit
sehr geringer Geschwindigkeit die Leitungen zur Stromversorgung des Zählwerkes und der Zählstelle
nur impulsförmig belastet werden, wobei die Impulslast von Pufferkondensatoren aufgefangen werden kann
und andererseits, daß das Auslösen und Ausgeben von Leistungsimpulsen völlig unabhängig davon ist, ob die
Impulsgeber zu dem betreffenden Zeitpunkt funktionsfähig sind oder infolge von Spannungseinbrüchen
funktionsunfähig sind.
Das Auslösen und Ausgeben der Leistungsimpulse ist allein abhängig gemacht vom Vorliegen fahrrichtungsabhängiger
Zählimpulse und diese fahrrichtungsabhängigen Zählimpulse werden gebildet, bevor die Leistungsimpulse
zu Spannungseinbrüchen führen können, die die Funktionsfähigkeit der Achszählanlage beeinträchtigen
können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 schematisch einen Zählpunkt an einer Strecke mit den elektronischen Impulsgebern, einer zugehörigen
Richtungseinheit und nachgeschalteten Impulsformerstufen,
l·'i g. 2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise
der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung.
Das in F i g. 1 dargestellte Blockschaltbild bezieht sich auf eine Achszählanlaee mit einem Zählwerk, das zum
Ein- und Auszählen von Achsen sich zeitlich überlappende Zählimpulse benötigt Befährt ein Fahrzeug die
Strecke 1 in der einen oder anderen Richtung (Fahrrichtung links L, Fahrrichtung rechts R), so geben
die Achszählimpulsgeber 2 und 3 sich zeitlich überlappende Impulse der einen oder anderen Reihenfolge ab.
Diese Impulse werden in einer nachgeschalteten sogenannten Richtungseinheit E mit Gattern 4 bis 9 in
fahrrichtungsabhängige Einzelimpulse umgeformt. Diese Einzelimpulse, die an den Ausgängen der Gatter 8
bzw. 9 anliegen, gelangen auf nachgeschaltete Impulsformerstufen Fund von dort über Verstärkereinheiten
16 und 17 und nicht dargestellte Signalkabel an ein ebenfalls nicht dargestelltes Zählwerk.
Aus den in F i g. 2 dargestellten Impulsdiagramm sind die dabei auftretenden Schaltvorgänge in ihrer zeitlichen
Folge erkennbar. Die an den Ausgängen der einzelnen Schaltelemente anliegenden Signale sind mit
der um eine Zehnerpotenz erhöhten Kennziffer desjenigen Schaltelementes bezeichnet, an dessen
Ausgang sie anliegen.
Im Zeitpunkt 10 betindet sich die Anlage in Grundstellung. Passiert ein Fahrzeugrad die Achszählimpulsgeber
2 und 3 in Fahrrichtung R, so geben die Achszählimpulsgeber 2 und 3 Radimpulse 20 und 30 ab.
Der Einsatzzeitpunkt des vom Achszählimpulsgeber 2 abgegebenen Impulses 20 ist mit ti, der Einsatzzeitpunkt
des vom Achszählimpulsgeber 3 abgegebenen Impulses 30 mit (I bezeichnet. In entsprechender Weise
sind die Zeitpunkte, an denen die Radimpulse 20 und 30 aufhören, mit (3 bzw. f4 bezeichnet. Bei der angenommenen
Fahrrichtung R werden die Galter 4 und 6 zum Zeitpunkt ti durch den Impuls 20 des zuerst
ansprechenden Achzählimpulsgebers 2 gesperrt. Dies hat auf die den Gattern 4 und 6 nachgeschalteten Gatter
9 und 7 jedoch zunächst noch keinen Einfluß. Der Schaltzustand der Schaltmittel 8 und 9 ändert sich auch
nicht zum Zeitpunkt (2 wenn der Achszählimpulsgeber 3 seinen Radimpuls 30 abgibt. Beim Aufhören des vom
Achszählimpulsgeber 2 abgegebenen Radimpulses 20 zum Zeitpunkt r3 wird das Gatter 4 wieder durchlässig
geschaltet und sperrt mit seinem Ausgangssignal das Gatter 5. Auch das Gatter 6 wird wieder durchlässig und
sperrt mit seinem Ausgangssignal das nachgeschaltete Gatter 7. Am rechten Eingang des Gatters 9 liegt vom
Achszählimpulsgeber 3 her Potential an, während der andere Eingang dieses Gatters vom Ausgangssignal des
Gatters 4 beaufschlagt wird. Ändert sich das Ausgangssignal 40 dieses Gatters vom Wert »0« auf den Wert »1«
(das ist zum Zeitpunkt f3 der Fall), so gibt das Galter 9 einen Impuls ab, der auf die nachgeschalteten
Kippstufen 13 und 14 wirkt. Diese Kippstufen sind Teile einer Impulsformerstufe F, die aus dem vom Gatter 9
abgegebenen kurzen fahrrichtungsabhängigen Impuls sich zeitlich überlappende Impulse herleitet, deren
Länge und Überlappungsdauer vorgegeben ist. Zu diesem Zweck besitzen die Kippstufen 13 bis 15 der dem
Gatter 9 nachgeschalteten Impulsformerstufe unterschiedliche Verzögerungszeiten. Sobald das Gatter 9
6c einen Ausgangsimpuls abgibt (zum Zeitpunkt f3), wechseln die Kippstufen 13 und 14 in die jeweils andere
Lage. Das Ausgangssignal der Kippstufe 13 (zwischen den Z.-itpunkten ü und (6) wirkt auf die Verstärkereinheil
16, deren Ausgangssignal 160 dem A'isgangssignal
6«, 130 der Kippstufe 13 direkt entspricht. Das Ausgangssignal
140 der Kippstufe 14 wirkt auf den Eingang der nachgeschalteten Kippstufe 15. Zum Zeitpunkt f5, in
dem die Kippstufe 14 wieder in die Grundstellung
wechselt, wird die Kippstufe 15 in die andere Lage geschaltet. Das Ausgangssignal 150 dieser Kippstufe
(zwischen den Zeitpunkten ö und ü) wirkt auf die
Verstärkereinheit 17, die dann ein dem Ausgangsimpuls 150 entsprechenden Ausgangsinipuls 170 abgibt.
Passiert ein Fahrzeugrad die Impulsgeber 2 und 3 in der Fahrrichtung L, so laufen sinngemäß entsprechende
Vorgänge ab.
Dann gibt nicht das Gatter 9, sondern das Gatter 8 einen Ausgangsimpuls ab und die diesem Gatter
nachgeschaltete Impulsformerstufe Fmit ihren Kippstufen
10 bis 12 spricht an.
Es ist offensichtlich, daß die von den lmpulsformerr.ufen abgegebenen Ausgangsimpulse bei ordnungsgerechtem
Betriebszustand ihrer einzelnen Bauelemente unabhängig von der jeweiligen Länge der von den
Impulsgebern 2 und 3 abgegebenen Achszählimpulse sind.
Zur Verwandlung eines kurzen Einzelimpulses in zwei lange gegeneinander versetzte, sich überlappende
Impulse ist grundsätzlich jede dazu geeignete Schaltungsanordnung einsetzbar.
In der Praxis wird man die den Gattern 8 und 9 nachgcschalteten Impulsformerstufen nicht aus hier nur
aus Gründen der Übersichtlichkeit gewählten Kippstufen 10 bis 12 bzw. 13 bis 15 aufbauen, weil Kippstufen in
der Regel durch wellige Betriebsspannung, eingekoppelte Wechselspannungen oder Schaltstöße so ungünstig
beeinfluß werden können, daß die von ihnen gelieferten Ausgangsimpulse in ihrer zeitlichen Dauer
stark schwanken bzw. der Kippvorgang auch häufig ohne Ansteuerung vom Eingang her ausgelöst wird.
Günstiger ist es, der Richtungseinheit eine Schaltungsanordnung nachzuschalten, bei der ein Kondensator
durch jeden fahrrichtungsabhängigen Impuls auf eine vorgegebene Spannung aufgeladen und danach mit
einem konstanten Strom entladen wird, so daß sich auch die an seinen Klemmen anliegende Spannung konstant
verrringcrt. Diese Spannung kann dann über nachgeschalteic
Spannungsteiler auf spannungsabhängig arbeitende Schaltmittel, z. B. Transistoren, gegeben werden
die infolge unterschiedlicher Dimensionierung der Spannungsteiler zu verschiedenen Zeilen ansprecher
und ausgangsseilig Impulse schalten, die den Impulsen 160 und 170 der Verstärkereinheiten 16 und 17
entsprechen.
Bei Verwendung von Zählwerken, die fahrrichtungsabhängige Zählimpulse verarbeiten, kann auf Impulsformerstufen
der oben genannten Art verzichtet werden Da auch diese Zählwerke aber auf Störimpulse nichi
ansprechen dürfen, müssen den Gattern 8 und 9 ir diesem Falle Einrichtungen zur Impulsverlängerung
bzw. -verstärkung unmittelbar nachgeschaltet sein, dii bei den jeweils kurzen von diesen Gattern abgegebenen
aus Stromunterbrechungen bestehenden Impulsen Ar beitsstromimpulse bestimmter Mindestlänge unc
Schaltleistung abgeben.
Bei Verwendung von Zählwerken, die sich überlap
pende Impulse verarbeiten, ist es auch möglich, dit fahrrichtungsabhängigen Achszählimpulse der Rieh
tungseinhcit E über Signalkabel an die Zählwerkf
weiterzugeben und den Zählwerken selbst Impulsfor merstufen F vorzuschalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Schaltungsanordnung für Achszählanlagen des Eisenbahnsicherungswesens, bei denen an vorgegebenen Zählpunkten entlang der Strecke Achszählimpulsgeber angeordnet sind, die beim Vorüberlaufen eines Fahrzeugrades zwei sich zeitlich überlappende Radimpulse mit der jeweiligen Fahrrichtung des Fahrzeugrades entsprechender Folge abgeben und bei denen entlang der Strecke Signalkabel verlegt sind, über die an den einzelnen Zählpunkten ausgelöste Zählimpulse an zugeordnete Zählwerke weitergeleitet werden, insbesondere für Achszählanlagen mit über die Signalkabel gespeisten elektronischen Achszählimpulsgebern, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Zänlpunki Schakmittel (Uin Fig. 1) zugeordnet sind, welche aus je zwei sich zeitlich überlappenden Radimpulsen geringer Schaltleistung (20,30 in Fig. 2) einen fahrrichtungsabhängigen Impuls (90) ableiten, dessen Länge unabhängig von der Länge der Radimpulse ist, daß jedem Zählpunkt bzw. dem zugehörigen Zählwerk Schaltmittel (10 bis 12 und 13 bis 15) zugeordnet sind, welche die fahrrichtungsabhängigen Impulse (90) in einer Impulsformerstufe (F) wieder in je zwei sich zeitlich überlappende Impulse (160,170) umformen, deren Länge unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit des die Radimpulse (20, 30) auslösenden Fahrzeugrades ist und daß die Schaltleistung der vom Zählpunkt an das zugehörige Zählwerk abzugebenden Impulse durch am Zählpunkt angeordnete Leistungsschaltmittel auf einen Wert einstellbar ist, der am Zählwerk eine Unterscheidung von Störimpulsen auf den Signalkabeln ermöglicht.
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