DE2056053C3

DE2056053C3 - Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit beweglicher Objekte

Info

Publication number: DE2056053C3
Application number: DE2056053A
Authority: DE
Inventors: Jean Villecresnes Val-De-Marne Lavarenne (Frankreich)
Original assignee: Airbus Group SAS
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 1969-11-15
Filing date: 1970-11-13
Publication date: 1974-06-27
Also published as: DE2056053A1; FR2067770A5; US3714642A; DE2056053B2; GB1303196A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit beweglicher Objekte, welche zwei

ίο in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnete Schranken aufweist, die beim Durchgang des beweglichen Meßobjektes einen elektrischen Impuls erzeugen, wobei die erzeugten Impulse zur Ansteuerung bistabiler Schaltelemente verwendet werden, durch welche Verzögerungseinrichtungen steuerbar sind.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Ermittlung von Geschwindigkeitsstufen beweglicher Objekte in vorgegebenen Bereichen. Speziell ist sie auf die Bestimmung derartiger Geschwindigkeitsstufen bei Objekten gerichtet, weiche sich rollend bewegen, wie beispielsweise Flugzeuge beim Rollen auf Start- und Landepisten oder auf Kraftfahrzeuge oder derartige Fahrzeuge, die auf Leitschienen oder Leitbahnen geführt und beispielsweise von einem Luftkissen getragen sind.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art, insbesondere bei Radareinrichtungen mit einer einzigen Abtastvorrichtung erfolgt die Ermittlung der mittleren Verlagerungsgeschwindigkeit des beweglichen Objektes durch den Doppler-Effekt oder wird aus der Bewertung der Entfernung zwischen diesem beweglichen Objekt und dem Detektor in einem bestimmten vorgegebenen Augenblick und dann aus der Bewertung der Entfernung zwischen dem beweglichen Objekt und dem Detektor zu einem anderen Augenblick abgeleitet, welcher von dem ersten um eine bekannte Zeitdauer getrennt ist. Solche notwendigerweise durch ihre Investition, ihre Wartung und ihre Kalibrierung komplexen Einrichtungen liefern die Geschwindigkeitsanzeigen mit einer überflüssigen Genauigkeit, wenn man sich damit begnügen kann, diese Geschwindigkeit in vorgegebene Stufen einzuordnen. Es sind auch andere Einrichtungen mit zwei Meßwertgebern bekannt, wie beispielsweise fotoelektrischen Gebern, welche \(ineinander um eine bekannte Entfernung getrennt sind, wobei die mittlere Geschwindigkeit der Bewegung der beweglichen Objekte innerhalb einer bestimmten Strecke auf Grund der Zeit ermittelt wird, welche die Durchgänge dieses beweglichen Objektes vor jedem Geber trennt. Solche Einrichtungen sind in gleiche! Weise komplex und erfordern darüber hinaus ein Rechenverfahren, um die gesuchte Geschwindigkeit festzulegen.

Aus der deutschen Patentschrift 900 025 ist eine Einrichtung zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen bekannt, bei der in Abhängigkeit von der Zeit, die ein Fahrzeugradsat/ für das Durchfahren einer Meßstrecke benötigt, von einem Kontaktwerk nacheinander ein oder mehrere auf Anzug- oder Abfallverzögerung arbeitende Relais in einer Relaiskette ansprechen bzw. abfallen und die jeweilige Steucrsmfc in der Relaiskette unmittelbar zu Geschwindigkcitsanzcigc geschallet wird. Bei dieser bekannten Einrichlung wird somit die Schließdauer eines Kontaktes /ur Zeitmessung ausgenutzt, wobei diese Schließdaucr von der Zeitspanne abhängig ist, die das zu messende Fahrzeug benötigt, um eine bestimmte Meßstrecke

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_IU durchlaufen. Die während der Schließdauer in der Fangnetze, zu steuern, d. h. aus einer versenkten Relaiskette ausgelösten Schaltvorgänge werden am Stellung auszufahren. .

Ende der Schließdauer unterbrochen, und die dann Eine weitere Anwendungsmöglichkeit besteht in der

jeweils vorhandene Stellung der Relais wird durch Überwachung der Geschwindigkeit von Kraitfahr-Anziehen eines weiteren Relais zur Anzeige der Ge- 5 zeugen, wobei eine Kombination mit Leucin- oder schwindigkeit verwertet. Nachteilig bei dieser be- Ruffeldern und einer fotografischen Registriereinkannien Einrichtung ist vor allem, daß sich auf Grund richtung möglich ist. Des weiteren kann ohne Schwiengdes Prinzips des durch das zu messende Fahrzeug selbst keit eine Geschwindigkeitsanzeige und natürlich auch bewirkte längere Schließen eines Kontakte;· praktisch eine Geschwindigkeitsfernanzeige bei auf Leitbahnen Realisierungsschwierigkeiten auf Grund von Ver- io oder Leitschienen geführten Fahrzeugen und Luttschleifaerscheinungen u. dgl. ergeben und außerdem kissenfahrzeugen erfolgen, wenn diese Informationen eine schaltungstechnisch relativ aufwendige Anordnung beispielsweise in einer Zentralstelle benötigt werden, benötigt wird. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mit vorgebbarer besteht jede bistabile Schalteinrichtung aus einem Genauigkeit arbeitende, schaltungstechnisch einfach 15 Relais mit zwei Spulen und zwei Ruhe-Arbeitsaufgebaute und im Betrieb praktisch keinen Ver- Kontakten.

sclileißerscheinungen ausgesetzte Vorrichtung zur Vorzugsweise besteht jede Schranke aus einem

Messung der Geschwindigkeit beweglicher Objekte elektrischen Schalter.

zu schaffen, die es gestattet, in betriebssicherer und Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet

damit zuverlässiger Weise die beweglichen Objekte 20 sich dadurch aus, daß jede Verzögerungseinrichtung bestimmten vorgebbaren Geschwindigkeitsbereichen aus einem Relais mit einem Ruhe-Arbeits-Konta zuzuordnen. besteht, welcher im Ruhezustand geöffnet, bei Ver-

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs zögerung geöffnet und am Ende der Verzögerung zeitangeführten Art wird diese Aufgabe gemäß der Er- weise geschlossen ist. . findung dadurch gelöst, daß die erste Schranke durch 25 Vorteilhafterweise wird jede Schranke durch einen den beim Durchgang des beweglichen Objektes er- Geber nach Art eines pneumatischen Schlauches oder zeugten ersten Impuls eine erste bistabile Schalt- nach Art einer elektromagnetischen Schleife betätigt, einrichtung steuert, durch die gleichzeitig zwei Schal- Für den Fall, daß das bewegliche Objekt auf einem tungen steuerbar sind, von denen die eine wenigstens Gleitweg geführt ist oder von einem Luftkissen geeine Verzögerungseinrichtung steuert, die ihrerseits 30 tragen wird, erfolgt vorzugsweise eine Betätigung jeder wieder einen Empfänger steuert, daß weiterhin die Schranke durch einen Geber, der in Form eines zweite Schranke durch den beim Durchgang des Nockens fest an dem beweglichen Objekt angebracht beweglichen Objektes erzeugten zweiten Impuls eine ist.

zweite bistabile Schalteinrichtung steuert, durch die Vorteilhafterweise ist die Auswertungsschaltung mit

gleichzeitig zwei Schaltungen steuerbar sind, von 35 einem Anzeige- und/oder einem Registriergerät verdenen die eine die Verzögerungseinrichtung steuert, bunden. .

die ihrerseits den Empfänger steuert, während die Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise an

zwei anderen Schaltungen der bistabilen Schalt- Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt einrichtungen, welche in Reihe untereinander und mit F i g. 1 ein Diagramm, welches die verschiedenen

der Steuerschaltung der Verzögerungseinrichtungen 40 Vorgänge darstellt, die in der erfindungsgemäßen Vorangeordnet sind, eine Auswertungsschaltung in einem richtung ablaufen,

geschlossenen oder geöffneten Zustand bilden, welcher F i g. 2 ein Schema, welches die Anordnung der

eine Funktion desjenigen Zustandes ist, in dem sich die verschiedenen Schalteinrichtungen in aer erfindungs-Schaltungen der Schalteinrichtungen und der Ver- gemäßen Vorrichtung zeigt, . .

zögerungseinrichtungen in dem Augenblick befinden, 45 F i g. 3 ein Schema, welches das verwendete Prinzip in welchen der zweite Impals erzeugt wird. darstellt, um ein einziges Signal der Auswertescnaltung

Beim Gegenstand der Erfindung wird von der auszuwählen,

Überlegung Gebrauch gemacht, daß es in vielen F i g. 4 eine schematische perspektivische Dar-

Fällen weniger darauf ankommt, eine absolute Ge- stellung einer Anwendungsmöglichkeit und schwindigkeit mit besonders hoher Genauigkeit zu 50 F i g. 5 eine schematische perspektivische Darbestimmen, sondern daß es vielmehr »läufig wesentlich stellung einer weiteren Anwendungsmoglichkeit der sein kann, mit einer einfachen Einrichtung mit hoher Erfindung.

Zuverlässigkeit eine Aussage darüber zu machen, ob Das Diagramm nach F i g. 1 zeigt die verschiedenen

die Geschwindigkeit eines zu messenden Objektes im Falle einer Vorrichtung mit drei Verzogerungsinnerhalb eines bestimmten Bereiches oder eventuell 55 einrichtungen ablaufenden Vorgange, die es gestatten, darüber oder darunter liegt. Beispielsweise ist es beim eine Auswertungsschaltung dann in geöffnetem ZuStart eines Flugzeugs von Bedeutung, an einer be- stand zu halten, wenn der zweite Impuls erzeugt wird, stimmten Stelle der Startpiste genau festzustellen, ob bevor die längst mögliche Verzögerungszeit verdie zum Abheben der Maschine erforderliche Mindest- strichen ist. Die Auswerteschaltung ist aus einzelnen, geschwindigkeit erreicht ist. Wenn diese Entscheidung 60 separat schaltbaren Schaltstrecken aufgebaut, die mit großer Zuverlässigkeit getroffen werden kann, und zusammen eine die eigentliche Auswerteschaltung zwar an einer Stelle, an welcher ein Abbremsen der bildende Durchschaltestrecke festlegen. Maschine auf der Startpiste gerade noch möglich ist, Im Diagramm der F i g. 1 sind in geschlossenem

so kann auf diese Weise entschieden werden, ob in Zustand /■ und in geöffnetem Zustand 0 die bcnai-Abhängigkeil vom jeweiligen Startgewicht der Start 65 tungen der drei Verzögerungseinrichtungen rt,rt_u rt₂ ohne Risiko durchgeführt werden kann. Beispielsweise und im geschlossenen Zustand / und im geottneten wäre es dann möglich, in Abhängigkeit von dem Zustand 0 die Auswerteschaltung C dargestellt, wah-Meßergebnis automatisch Haltebarriercn, wie z. B. rend die Zeitpunkte t_ü, f'_o die Abtastimpulse C im

Zeitpunkt des Durchgangs des beweglichen Objekts repräsentieren. Im übrigen sind bei den Verzögerungseinrichtungen Rt, Rt₁, Rt₂ die Schaltungen rl, /V₁, rt₂ im Ruhezustand geöffnet, während der Verzögerung ebenfalls geöffnet und vom Ende der Verzögerung ab geschlossen.

Wenn die Schranke einen ersten Impuls im Zeitpunkt /„ an eine bistabile Schalteinrichtung schickt, löst diese die Verzögerungszeiten At, At₁, Al₁ der Verzögerungseinrichtung Rt, Rt₁, Rt₂ aus. Am Ende der Verzögerung schließt die Schaltung der Verzögerungseinrichtungen sich wieder in den aufeinanderfolgenden Zeiten t, I₁, t₂, aber die Auswerteschaltung C kann sich innerhalb eines der Verzögerungsbereiche At, At_x oder /Ic₂ befinden, und zwar bezogen auf das Erscheinen des zweiten Impulses /'„, welcher von der zweiten Schranke ausgesandt wird.

In dem Beispiel nach F i g. 1 befindet sich der Impuls, weicher im Zeitpunkt t\ auftritt, im Verzögerungsbereich /1/-/Ii₁. Dieser Verzögerungsbereich entspricht der Verzögerungseinrichtung Rt.

F i g. 2 zeigt eine Schaltung mit Kontakten D₁, D₂ einer Abtasteinrichtung, welche voneinander um eine Entfernung d getrennt sind, sowie mit bistabilen Relais RB₁, RB₂ mit zwei Kontakten und zwei Schaltkreisen sowie verzögerten Relais Rt, Rt₁, Rt₂ und Empfänger S₁, S₂, S₃ für die von der Auswertungsschditung C ausgesandten Signale.

Im Ruhezusland ist C zunächst durch RB_Xb, RB₂u geschlossen. Wenn nun bei D₁ der erste Impuls erscheint, kippt RB₁ um und löst die Verzögerung der Relais Rt, Rt₁, Rt₂ durch RB_ia aus, die Schaltung C bleibt jedoch durch RB_2b geschlossen, solange der zweite Impuls nicht bei D₂ erschienen ist.

Wenn dieser zweite Impuls erscheint, schaltet der Kontakt RB₂\, um und öffnet die Schaltung C, welche dann nicht mehr vom Verzögerungszustand der Relais Rt, Rt₁ oder Rt₂ abhängt.

Unter der Annahme, daß die Schaltungen rt, rt_x, rt₂ alle offengeblieben sind, ist es klar, daß das Signal bei S, erscheint. Wenn Rt₂ geschlossen ist {durch das Ende der Verzögerung), bevor die Öffnung durch RB₂I, stattgefunden hat, befindet sich die Schallung C in einem durch den geschlossenen Kontakt von Rt₂ abgeleiteten Zustand und ist auf S₂ gerichtet. Wenn Ai₁ am Ende der Verzögerungszeit geschlossen wird, wird die Auswerteschaltung C über den geschlossenen Kontakt Rt₁ mit S₃ verbunden. Wenn schließlich Rt am Ende der Verzögerung geschlossen wird, ist die Schaltung C unterbrochen, wobei durch das Fehlen eines Signals angezeigt wird, daß der Impuls von D₂ nach der längsten Verzögerung erschienen ist.

Der geschlossene Zustand des Kontakts Rt führt zu einer Speisung der zweiten Spule der bistabilen Relais, wodurch die Schaltungen von RB₁ und RB₂ in den geschlossenen Ausgangszustand zurückgeführt werden.

In gleicher Weise kehren dann die verzögerten Relais Rt, Rt₁, Rt₂ wieder in die geöffnete Ausgangsstellung zurück, da sie von diesem Augenblick an nicht mehr gespeist werden. Die Vorrichtung ist somit für einen neuen Zyklus bereit.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß die Impulsreihenfolge gegenüber der Abtasteinrichtung indifferent ist. Somit werden Impulse D in der Reihenfolge D₂ und D₁ oder auch D₁ und daraufhin D₂ erzeugt, was zu dem gleichen Resultat führen würde. Ebenso ist die Anzahl der Verzögerungsrelais nicht notwendigerweise auf drei begrenzt, und auch die Dauer der Verzögerungszeiten kann beliebig sein, und zwar gleich oder ungleich, um Geschwindigkeitsbereiche festzulegen, welche stets dem zu lösenden Problem angepaßt sind.

Gemäß einer ersten Ausführungsform, welche auf die Ermittlung der Geschwindigkeiten eines Flugzeuges in der Rollphase gerichtet ist, ist vorgesehen, daß beispielsweise die folgenden Auswertungen gewährleistet

ίο sind: Anzeige der Rollgeschwindigkciten für den Piloten, statistische Kontrolle der Rollgeschwindigkeiten. Aufbau der Haltebarrieren bei als zu gering erachteten Geschwindigkeiten, Regelung der Bremsung nach Eingriff in die Haltebarriere oder Kontrolle der Rollgeschwindigkeit von Prototypen. Zu diesem Zweck werden quer zur Piste (s. F i g. 4) zwei schlauchförmige pneumatische Geber 1 und 2 angeordnet, welche voneinander um den Abstand d entfernt sind und zu Sendern XA, 2A verlaufen, die ihrerseits zwei Schalter D₁ und Z)₂ steuern.

Diese Schalter, welche genau beim Übergang der Räder 3 über die Geber 1, 2 geschlossen werden, sind untereinander verbunden und führen zu einer Schaltung 10 (s. F i g. 2), welche die bistabilen Relais RB₁ und RB₂ enthält.

Beispielsweise ist vorgesehen, dem Piloten anzuzeigen, daß seine Geschwindigkeit unterhalb einer festen Geschwindigkeit von V =240 km/h liegt. In einem solchen Falle und dann, wenn beispielsweise die folgenden Werte vorliegen; d = 18m,/ = 0,35see, /, 0,28 sec und t₂ — 0,21 see, ist leicht festzustellen, daß durch Aktivierung von S₃ die Alarminformation »Geschwindigkeit unterhalb von 240 km/h« (Rollzeit oberhalb von /, 0,28 see) gegeben sind.

Eine in der F i g. 4 dargestellte zweite Variante sieht die Ermittlung der Geschwindigkeiten von Automobilfahrzeugen vor, wobei die Verzögerungswerte At, At₁, At₂ identisch gewählt sind und die Entfernung d mit 6 m angenommen wurde. Diese Variante ermöglicht

4c die Anzeige auf einer Leuchtlafel 7, und zwar die Anzeige von Geschwindigkeiten, und gestattet eventuell, ein Registriersystem 8 wie beispielsweise ein fotografisches System einzuschalten, welches es beispielsweise gestattet, den Beweis einer Geschwindigkeits-Übertretung zu erbringen. In einem solchen Falle erscheinen geeignete Signale, und zwar beispielsweise:

Signal 5, für eine Geschwindigkeit oberhalb von

100 km/h

Signal S₂ für eine Geschwindigkeit zwischen 100

und 80 km/h ( 1,

10,28 J

Signal S₃ für eine Geschwindigkeit zwischen 80

und 60 km/h ( -—).
\ 0,35 j

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch bei einem nicht auf Rädern laufenden Objekt 5, wie z. B. einem Luftkissenfahrzeug, verwendet werden, wenn dieses Fahrzeug beispielsweise mit einem Nocken 4 ausgestattet ist, der die Schalter D₁ und D₂ betätigen kann. In einem solchen Falle können die Signale zugleich zu einer zentralen Stelle 9 übertragen werden.

Es ist zu erwähnen, daß die erfindungsgemäße Vorhtung sowohl in der Richtung F₁ als auch in der chtung F₂ (vgl. F i g. 4) verwendet werden kann, h., daß die Geschwindigkeit in beiden Richtungen ■nittelt werden kann.
Zu erwähnen ist auch noch, daß die von einer

Schaltung 10 (vgl. F i g. 2 und 3) ausgesandten Signale in der in F i g. 3 gezeigten Weise ausgewählt werden können, um Anzeigen Z₁, /₂ ... j„ zu liefern, welche allein von der Verzögerungsdauer und von der Anzahl der Verzögerungseinrichtungen Hi₁, m₂, m₃ ... m_n abhängig sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit beweglicher Objekte, welche zwei in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnete Schranken aufweist, die beim Durchgang des beweglichen Meßobjektes einen elektrischen Impuls erzeugen, wobei die erzeugten Impulse zur Ansteuerung bistabiler Schaltelemente verwendet werden, durch welche Verzögerungseinrichtungen steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schranke (D₁) durch den beim Durchgang des beweglichen Objektes erzeugten ersten Impuls (to) eine erste bistabile Schalteinrichtung (RB₁) steuert, durch die gleichzeitig zwei Schaltungen (RB₁₀, RB^) steuerbar sind, von denen die eine (RB₁O) wenigstens eine Verzögerungseinrichtung (Rt, Rt_}, Rt₂) steuert, die ihrerseits wieder einen Empfänger (S₁, S₂, S₃) steuert, daß weiterhin die zweite Schranke (D₂) durch den beim Durchgang des beweglichen Objektes erzeugten zweiten Impuls (/Ό) eine zweite bistabile Schalteinrichtung (RB₂) steuert, durch die gleichzeitig zwei Schaltungen (RB_2n, RB₂I,) steuerbar sind, von denen die eine (RB₂₀) die Verzögerungseinrichtung (Rt, Rt₁, Rt.,) steuert, die ihrerseits den Empfänger (S₁, S₂, S₃) steuert, während die zwei anderen Schaltungen (RB_lb, RB.,_tl) der bistabilen Schalteinrichtungen (RB₁, RB₂), welche in Reihe untereinander und mit der Steuerschaltung der Verzögerungseinrichtungen angeordnet sind, eine Auswertungsschaltung in einem geschlossenen oder geöffneten Zustand (C) bilden, welcher eine Funktion desjenigen Zustandes ist, in dem sich die Schaltungen der Schalteinrichtungen (AA₁, RB₂) und der Verzögerüngseinrichtungen (Rt, Rt₁, Rt₂) in dem Augenblick (/Ό) befinden, in welchem der zweite Impuls (t'o) erzeugt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede bistabile Schalteinrichtung (RB₁, RB₂) aus einem Relais mit zwei Spulen und zwei Ruhe-Arbeits-Kontakten (RB₁₀, RB_lb, RB.,_a, RB_2b) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schranke aus einem elektrischen Schalter (D₁, D₂) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verzögerungseinrichtung aus einem Relais mit einem Ruhe-Arbeits-Konlakt (Rt, Rt₁, Rt₂) besteht, welcher im Ruhezustand geöffnet, bei Verzögerung geöffnet und am Ende der Verzögerung zeitweise geschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schranke (D₁, D₂) durch einen Geber nach Art eines pneumatischen Schlauches (1, IA, 2, 2A) betätigt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schranke (D₁, D.,) durch einen Geber nach Art einer elektromagnetischen Schleife betätigt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß jede Schranke (D₁, D₂) durch einen Geber betätigt wird, der in Form eines Nockens (4) fest an dem beweglichen Objekt angebracht ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Auswcrtungssclialtung (I I) mit einem Anzeige- (7, S₁, S₂, S₃) und/oder einem Registriergerät (8) verbunden ist.