DE1958922C3 - Schaltungsanordnung für Achszählanlagen des Eisenbahnsicherungswesens - Google Patents

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)

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.