DE2246141C2 - Einrichtung an Fahrzeugen zur Feststellung der Abweichungen des Ist-Verlaufes von einem Soll-Verlauf von Gleisen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an Fahrzeugen zur Feststellung der Abweichungen des Ist-Verlaufes von einem Soll-Verlauf von Gleisen, wobei das Fahrzeug eine Einrichtung zur Umwandlung der Abweichungen des Gleisvcrlaufes in ein proportionales elektrisches Signal aufweist, deren Ausgang an den Hingang eines Analysators für dieses Signal nach Amplitude und Vorzeichen geführt ist, wobei dieser Analysator Verglcichsstufcn aufweist, deren Ausgang bei Überschreiten des Eingangswertes über einen vorgegebenen, die untere Grenze eines Amplitudenbandes darstellenden Grenzwertes belegt ist.

Es wurde bereits eine Einrichtung zum Analysieren von Bewegungsaufzeichnungen eines Spurschreibers bzw. zur Schaffung eines numerischen Maßes von Schienenzuständen bekannt, bei welcher eine Spannungskurve hinsichtlich der Lage ihrer Spitzen analysiert wird. Hierzu wird ein der ßcwcgungsaufzcichnung entsprechendes elektrisches Signal an den Hingang eines Analog-Digital-Wandlers angelegt, dessen Ausgang mit einer Impulsgrößc in Abhängigkeit von der Änderung der Eingangsgröße beaufschlagt ist. Diese Digitalgroße wird dann einem Analysator zugeführt, der einerseits eine Einrichtung zur Überwachung der Richtungsänderungen und andererseits eine Einrichtung zum Prüfen der Zugehörigkeit dieser digitalen Größe zu vorgegebenen Bandwerten aufweist. Je nach Zugehörigkeit dieser Digitalgröße zu vorgegebenen Bandwerten wird von parallelen Ausgängen dieses Analysator an, den einzelnen Bändern zugeordnete, -Speicher ein Signal wcilergeleilet. Diese Weiterleitung erfolgt bei jedem Kichtungswechsel der Bewegungsaufzeichnung. Über

ίο diese Speicher wird dann ein Rückstellkreis ausgelöst, der die Rückstellung der Zähler bewirkt und gleichzeitig die Übertragung des erfaßten Digitalwertes in einen einzigen Ausgangszähler auslöst. Nachteilig ist bei dieser Einrichtung, daß immer nur die Änderungen der

r> Spannungsgröße zwischen zwei Spitzen erfaßt und digital verarbeitet werden. Die absolute Lage der Spitzen und vor allem die Gleisunrcgelmäßigkeitcn. bei weichen sich zwei aufeinanderfolgende Riehtungsumkehrungen (Spitzen) auf verschiedenen Seiten der Soll-Lage des

>o Gleises, also im positiven und negativen Bereich befinden, können nicht von jenen Fehlern unterschieden werden, bei welchen sich die Riehtungsumkehrungen auf der gleichen Seile der Soll-Lage befinden.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, die absolute Lage der Spannungsspitzen in vorgegebenen Bandbereichen, unter Berücksichtigung des Vorzeichens der Abweichungen zu erfassen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß eine Be-

jo zugsspannung gegebenenfalls durch Ausfiltern von dem Soll-Verlauf entsprechenden niederfrequenten Signalanteilcn gebildet und an die Vergleichsstufen angelegt ist, der Analysator den einzelnen Amplitudenbereichen und den Vorzeichen zugeordnete Ausgänge aufweist.

μ die in Abhängigkeit vom Ansprechen der vorzugsweise drei Vergleichsstufen belegt sind und denen Speichercinrichtungen für die Erfassung des Belegungszustandes nachgcschaltct sind, deren Ausgänge über Sperrschallungen an den einzelnen Amplitudenbändern und den

•to beiden Vorzeichen jeweils gesondert zugeordnete Zähler geführt sind, wobei der die Sperre aufhebende Eingang der Sparschaltung entweder an eine das Auftreten der der ßczugsspannung oder dem Bezugsspannungsbercich entsprechenden Amplitude der Eingangs-

4^r) spannung erfassende Einrichtung oder an eine die Trendumkehr der Amplitudenveränderung der Eingangsspannung erfassende Stufe des Analysators angeschlossen ist, die gleichzeitig an Löscheingänge für die Speichereinrichlungen angeschaltet ist, wobei im zweit-

w genannten Fall den angeführten Vergleichsstufen des Analysators eine Stufe vorgeschaltet ist, an tieren Eingang der jeweils bei Ansprechen der Trendumkehr vorliegende Amplitudenwert anliegt und der einmal über einen bei Ansprechen dieser Stufe ebenfalls aktivierten

v> Zwischenspeicher und andererseits über einen zweiten Pfad direkt an eine vorzeichenrichtige Summierstufe, die den Ausgang dieser Stufe bildet, geführt ist.

Durch diese spezielle Kombination der Schaltungsteile können mit der erfindungsgemäßen Einrichtung die

u) Größen der jeweils aufeinanderfolgenden, im positiven und im negativen Bereich liegenden Maximalwerte der Fchlcrabwciehungcn vom Soll-Verlauf des Gleises automatisch festgestellt und gespeichert werden, wodurch für die Eisenbahnvcrwaltungen ein rascher Überblick

b^r> auch über die den Wagenlauf am stärksten beeinflussenden Gleisfehler geschaffen wird. Überdies kann aber auch die Größe und die Lage von im positiven und im negativen Bereich liegenden aufeinanderfolgenden Feh-

lerspitzenwerten bzw. Amplituden ermittelt werden. Dadurch kann nach Analysicrung eines Gleisabschnittes mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung die Häufigkeit von Fehleramplituden jeweils gleicher Größe im positiven und im negativen Bereich sowie von ^r, im positiven und negativen Bereich unmittelbar aufeinanderfolgenden Gleisfehlern gleicher Größe festgestellt werden. Überdies kann bei Verwendung von drei Vergleichsstufen der Aussagegehall der analysierten Meßwerte noch weiter gesteigert werden, da dadurch die Eingangssignale entsprechend ihrer Größe einem von drei Amplitudenbereichen zugeordnet werden können, wobei im ersten Amplitudenbereich jene Signale, die den im Toleranzbereich befindlichen Abweichungen vom Soll-Verlauf des Gleises, im zweiten Amplituden- \·> bereich jene Signale, die den diesen Toleranzbereich überschreitenden, jedoch noch keine Betriebsgefährdung darstellende Abweichungen und im dritten Amplitudenbereich jene Signale, die den eine Betriebsgefährdung darstellenden Abweichungen entsprechen, registriert bzw. in den sechs Zählern — jeweils drei für positive und drei für negative Signale — gespeichert werden. An Hand dieser Ergebnisse kann dann unmittelbar darauffolgend ein eventueller Maschineneinsatz lediglich zur Korrektur der extremen Gleisfehler bzw. zur Durcharbeitung oder Erhaltung des gesamten Gleisabschnittes festgelegt werden.

Um lediglich eine Zählung der in den einzelnen Amplitudenbereichen auftretenden Fehlerspitzen zu ermöglichen, ist die Sperrschaltung gemäß einer Weiter- jo bildung der Erfindung entweder als ein zweistufiges Summiergatter ausgebildet und weist zwei Eingänge sowie einen Ausgang auf. wobei ein Eingang mit dem Ausgang je einer Speichereinrichtung und der zweite Eingang mit der, das Auftreten der der Bezugsspannung j5 oder dem Bezugsspannungsbereich entsprechenden Amplitude der Eingangsspannung erfassenden Einrichtung oder der Trendumkehrstufe zusammcngcschaltet ist und der Ausgang am Eingang eines Zählers anliegt, und daß ein Löscheingang der Speichereinrichtung mit dem Ausgang der dem nächsthöheren Amplitudenwert zugeordneten Speichereinrichtung verbunden ist — oder als ein dreistufiges Summiergatter ausgebildet und weist drei Eingänge sowie einen Ausgang auf, wobei ein Eingang mit dem Ausgang je einer Speichereinrichtung. der zweite Eingang mit der, das Auftreten der der Bezugsspannung oder dem Bezugsspannungsbereich entsprechenden Amplitude der Eingangsspannung erfassenden Einrichtung oder der Trendumkehrstufe, der dritie Eingang mit dem Kehrtwertausgar.g der dem to nächsthöheren Amplitudenbereich zugeordneten Speicher-Einrichtung zusammengeschaltet und dem Ausgang ein Zähler nachgeschaltet ist. Diese Schaltung der Auswerteeinheit eignet sich z. B. insbesondere zum raschen Feststellen von den Betrieb gefährdenden Gleisfehlern, bei welchen es nur darauf ankommt, extreme Fehlerspitzenwerte zu ermitteln.

Nach einer anderen weiteren Ausbildung der Erfindung ist jedem Amplitudenbereich lediglich eine Vergleichsstufe für einen vorgegebenen Betrag der Amplitudenabweichung zugeordnet, wobei jedem Summiergatter jeweils zwei weitere Summiergattcr nachgeschaltet sind, deren jeweils zweiter Eingang mil zwei, bei im positiven oder negativen Bereich befindlichen Amplituden, abwechselnd belegten Ausgängen einer Vorzci- h5 chenbestimmungseinheil verbunden ist, wobei die Ausgänge dieser Summicrgalter mit jeweils einem eigenen Zähler zusammengeschaltct sind. Diese Schallungsvariante zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau mit wenigen Schaltungsteilen aus, da für jede Vergleichsstufe mit nur einer Speichereinrichtung zum Speichern eines Signals, welches das Auftreten einer Amplitude im entsprechenden Amplitudenbereich anzeigt, das Auslangen gefunden werden kann. Dies deshalb, da die Zuordnung des Vorzeichens zum gespeicherten Signal erst bei der Übertragung desselben von der Speichcreinrichtung zum jeweiligen Zähler erfolgt.

Um das analoge Eingangssignal unmittelbar analysicren zu können, ist gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zur Zuordnung des analogen Eingangssignal zu den einzelnen, den Amplitudenbereichen und -Vorzeichen gesondert zugeordneten Speichereinrichtungen der Eingang jeder Speichereinrichtung mit dem Ausgang einer Vcrgleichsstufe zusammengcsehallei ist, die aus zumindest einem auf verschiedene Schwellwerte einstellbaren Potentiometer, dem parallel zwei Operationsverstärker nachgeschaltct sind, besteht, wobei die beiden Eingänge der Operationsverstärker jeweils gegengleich an den Abgriff des Potentiometers bzw. das Eingangssignal gelegt sind. Dadurch wird erreicht, daß die vom Mcßwertumwandler kommenden analogen Spannungen sofort den einzelnen Amplitudcnbercichen, nach Vorzeichen getrennt, zugeordnet werden können, wodurch sich eine zusätzliche Einrichtung zur Feststellung des Vorzeichenwechsels des Eingangssignals erübrigt.

Liegt der Betrag des Eingangssignals dagegen in digitaler Form vor, ist es vorteilhaft, wenn zur Zuordnung des Eingangssignals zu den einzelnen, den Amplitudenbereichen gesondert zugeordnete, Speichereinrichtungen das am Ausgang eines Zwischenspeichers anliegende, von einem Analog/Digital-Wandler ausgeworfene unveränderte digitale Signal an den Eingang einer Verglcichsstufc angelegt ist, die aus einem dekadischen Addierer besteht, wobei ein zweiter Eingang dieses Addierers mit einem Binär-Zahlenspeichcr für den Kehrwert des Grenzwertes dieses Amplitudenbereiches zusammcngeschaitet ist und der Ausgang des Addierers am Eingang der Speichereinrichtung anliegt. Diese Schaltung für die Analysiervorrichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die festgestellten Abweichungen des Gleises auch z. B. auf einem Magnetband registriert werden sollen bzw. wenn auf solchen Magnetbändern, Lochstreifen od. dgl. aufgezeichnete Abweichungen analysiert werden sollen. Darüber hinaus kann durch die Speicherung vom Kehrwert des Grenzwertes des Amplitudenbereiches im Binärzahlenspeicher mittels einer Addiervorrichiung das Überschreiter! der jeweiligen Grenze des Amplitudenbereiches festgestellt werden, wodurch ein einfacher Aufbau der Anlage und somit eine hohe Funktionssicherheit sowie eine genaue Analysierung der Eingangssignale erreicht werden kann.

Um jeweils lediglich die Maximalabweichungen des ist-Verlaufes des Gleises von der Soll-Lage feststellen zu können, ist es von Vorteil, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Einrichtung zum Erfassen des Auftretens einer, der Bezugsspannung oder dem Bezugsspannungsbereich entsprechenden Amplitude der Eingangsspannung als ein, an den Ausgang des Operationsverstärkers des ersten Amplitudenbereiches angelegter, bei abfallender Impulsflanke erregter Mono-Flop ausgebildet ist. Da der Mono-Flop mit dem Operationsverstärker des ersten Amplitudenbcrcichcs verbunden ist, erübrigen sich zusätzliche Schaltglicdcr für das Feststellen des Auftretens einer mit einer vorgcgcbcncn Bezugsspannung bzw. einem Bezugsspan-

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nungsbereich übereinstimmenden Amplitude. Außer- gen Fahrgeschwindigkeit oder der zurückgelegten dem kann durch Verwendung dieses Mono-Hops der Wegstrecke und damit einen exakten Vergleich der er-RückstellvorgangdcralsSpeicher-Hipflopsausgebilde- hiiltencn Ergebnisse zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, ten Speichereinrichtung in einfacher Weise dadurch be- wenn der mit dem Meßwenumwandler, z. B. Dehnungswirkt werden, daß der Ausgang des, dem Operations- ^r> meßslreifen, Potentiometern, Drehspulengebern usw. verstärker des ersten Amplitudenbereiches nnchge- zusammengeschaltete Analog/Digital-Umsetzer sowie schalteten Mono-Flops am Eingang eines weiteren, bei die Auswerteschaltung durch einen mit der Programmabfallender Impulsflanke erregten Mono-Flops anliegt, einheit verbundenen Multivibrator zeitabhängig gedessen Ausgang mit den Löscheingängen der Speicher- steuert wird. Flipflops zusammengeschaltet ist. io Ausführungsbcispiele der Erfindung sind in der

Liegt das Eingangssignal als digitales Signal vor, so Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher

kann erfindungsgemäß die Einrichtung zum Erfassen beschrieben. Es zeigt

des Auftretens einer der Bezugsspannung oder dem Be- F i g. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform;

zugsspannungsbereich entsprechenden Amplitude der F i g. 2 ein typisches Eingangssignal, das analysiert

Eingangsspannung ais ein mit dem Ausgang des Ana- 15 werdensoll;

log/Digital-Umsetzers und dem Ausgang des Zwischen- Fig. 3 einen Teil eines Schaltbildes einer zweiten

Speichers verbundenes EXOR-Glied ausgebildet sein. Ausführungsform; Es wird in diesem Fall zum Feststellen des Auftretens Fig. 4 eine Ansicht;

der mit der Bezugsspannung bzw. dem Bezugspan- Fig. 5 und 6 Draufsichten eines Gleismeßwagens;

nungsbereich übereinstimmenden Amplitude das analo- 20 Fig. 7 dasSchaltbildeinerweiteren Ausführungsform;

ge Eingangssignal nicht mehr benötigt, so daß beispiels- F i g. 8 ein spezielles Schaltglied und

weise auch bei einer Auswertung von auf Magnetbän- Fig. 9 ein Teilschaltbild.

der aufgezeichneten Gleiszuständen ebenfalls eine ex- Beim Beispiel nach Fig. 1 sind an einem Biegestab

akte Analysierung der jeweiligen Fehlerwert-Ampliiu- vier Drehungsmeßstreifen 1, 2,3 und 4 vorgesehen, die

de erfolgen kann. 25 in Abhängigkeit von einem Gleisparameter (vgl. F i g. 4

Wird die Rückstellung der Speicher-Flipflops bzw. die bis 6) beeinflußt werden. Die vier Dehnungsmeßstreifen Registrierung der Amplituden in den entsprechenden 1 bis 4 sind nach Art einer Wheatstone-Brücke mitein- Amplitudenbereichen jeweils bei Übereinstimmung des ander verbunden, wobei, wie angedeutet, Gleichstrom Eingangssignals mit dem Soll-Verlauf des Gleises vor- auf zwei diagonale Anschlüsse dieser Brücke aufge-

genommen, so kann z. B. bei einer Verwertung von in 30 bracht wird. Das Ausgangssignal, das proportional der

digitalen Werten vorliegenden Eingangssignalcn zur Biegung des Biegestabes ist, wird von den beiden ande-

Rückstellung der Speicher-Flipflops der Ausgang des ren diagonalen Anschlüssen der Brücke aus einem Ver- EXOR-Gliedes mit dem Setzeingang eines Spei- stärker 5 zugeführt. Dieser ruft in der Leitung 6 eine

cher-Flipflops zusammengeschaltet sein, dessen Aus- positive oder negative Ausgangsspannung hervor, wo-

gang an den Löscheingängen der als Speicher-Flipflops js bei das Ausmaß dieser Spannung proportional dem

ausgebildeten Speichereinrichtungen und dessen Rück- Ausmaß der Biegung ist. Das Vorzeichen der Spannung

Stelleingang an einer Programmeinheit anliegt. Durch zeigt die Richtung der Biegungen,

die Verbindung dieses zusätzlichen Speicher-Flops mit An die Leitung 6 ist ein Filterkreis 7 angeschlossen,

der Programmeinheit wird überdies sichergestellt, daß der Widerstände 8 und 9 sowie einen Kondensator 10

die anschließend an den Rückstellvorgang zu analysie- 40 enthält. Im Filterkreis 7 wird eine Zeitkonstante mit den

renden Eingangssignale in den Bandspeichern nicht so- schnellen Änderungen der Ausgangsspannung vergli-

fort wieder gelöscht werden. chen, wobei sich für Analysen von Eisenbahnschienen

Weiters ist gemäß der Erfindung vorgesehene, daß eine Zeitkonstante im Ausmaß von etwa 1 Minute als beim Analog/Digital-Umsetzer die Zuordnung des Zah- angemessen erwiesen hat. Dadurch werden durch den !encodes an den Analogwert einstellbar ist, wodurch die 45 Filterkreis 7 die hohen Frequenzen der Fehlerwerte unÜbereinstimmung der analogen und digitalen Signale terdrückt, so daß der gefilterte Ausgang allein von den jederzeit überprüft bzw. bei Veränderungen des Ein- niederen Frequenzen der Fehlerwerte abhängig ist. Ein gangssignals auf Grund von äußeren Einflüssen eine dem Filterkreis 7 nachgeschalteter Verstärker 11 kann entsprechende Nachjustierung der Digital-Auswer- so ausgebildet sein, daß er mittels eines veränderbaren tungseinheit vorgenommen werden kann, so daß eine 50 Widerstandes 12 entsprechend einem Null-Eingang ei-Zuordnung der digitalen Signale jeweils in die richtigen nen Null-Ausgang sichert. Analysierbereiche erreicht wird. Das Signal von der Leitung 6 und der gefilterte Aus-

Die Feststellung des Vorzeichens eines Digital-Ein- gang vom Verstärker 11 wird einem Analog/Digitalgangssignales wird insbesondere dadurch erleichtert, Umsetzer mit drei Spannungsteilern 13,14 und 15 zugewenn dem Null-Wert des analogen Eingangssignales ei- 55 führt, wobei jeder der diesen Spannungsteilern eigenen ne vorbestimmte Binärzahl zugeordnet ist, wobei allen verschiedenen Werte mit dem Wert eines von drei Feh-Binärzahlen von positiven Eingangssignalcn ein Wert lerbändern übereinstimmt Es soll nämlich das Maß der der ersten Binärzahlenstelle und allen Binärzahlen von Abweichung des Signals der Leitung 6 von der gefilternegativen Eingangssignalen der andere Wert dieser er- ten Bezugs-Ausgangsspannung des Verstärkers 11 in sten Binärzahlenstelle zugeordnet ist Durch diese Maß- 60 einem von sechs Bändern festgestellt werden, von denen nähme ist es lediglich erforderlich, die erste Stelle der drei über und drei unter der Bezugs-Ausgangsspannung Binärzahl jeweils mit der ersten Stelle der vorangegan- liegen. Ferner soll die Anzahl der in jedes Band fallengenen Binärzahl zu vergleichen, um einen Vorzeichen- den Abweichungen festgestellt werden, wechsel des Eingangssignales feststellen zu können. Die Sofern die Abweichung vom Bezugswert genügend Schaltung kann daher einfach ausgebildet werden, wo- es hoch ist wird jeder Spannungsteiler ein Ausgangssignal durch auch wenig Fehlerquellen entstehen können. abgeben, wobei jedoch sehr kleine Abweichungen vom

Um eine genaue, gleichbleibende Analysierung der Bezugswert kein Ausgangssignai in den von den Spanjeweiligen Eingangssignale unabhängig von der jeweili- nungsteilern kommenden Leitungen 16,17 und 18 her-

vorrufen. Solche Änderungen fallen vielmehr in eine für Analysierzwecke tote Zone (vgl. F i g. 2).

Eine Änderung, die eine Spitze im ersten Band besitzt (entweder positiv oder negativ), wird ein Ausgangssignal in der Leitung 16 hervorrufen; eine Änderung, die eine Spitze im positiven oder negativen zweiten Band besitzt, wird Ausgangssignale in den Leitungen 16 und 17 hervorrufen; eine Änderung mit einer Spitze im positiven oder negativen dritten Band wird Ausgangssignale in den Leitungen 16,17 und 18 hervorrufen. Dazu ist die Leitung 16, bezogen auf die Polung, an entgegengesetzten Seiten der Verstärker 19 und 20 angeschlossen, die Leitung 17 an entgegengesetzten Seiten der Verstärker 21 und 22; die Leitung 18 ist mit entgegengesetzten Seiten der Verstärker 23 und 24 verbunden. Die entgegengesetzt gepolte Seite jedes Verstärkers 19 bis 24 ist mit der gefilterten Ausgangsspannung vom Verstärker 11 verbunden.

Die Verstärker 19 und 20 speisen einen logischen Kreis, der vier monostabile Vorrichtungen 25 bis 28 umfaßt. Ferner ist für jeden positiven Bandbereich ein Flipflop 29 bis 31, ein NAND-Gatter 32 bis 34, ein OR-Gatter 35 bis 37 und ein Zähler 38 bis 40 vorgesehen. Für jeden negativen Bandbereich ist ein Flipflop 41 bis 43, ein NAND-Gatter 44 bis 46. ein OR-Gatter 47 bis 49 und ein Zähler 50 bis 52 vorgesehen.

Die Wirkungsweise des dargestellten logischen Kreises soll nachstehend an Hand der Analyse des Signals gemäß F i g. 2 beschrieben werden. Es ist ersichtlich, daß die Spur dieses Signals bei A an der der Bezugsspannung entsprechenden Bezugslinie beginnt, bei B die Übergangslinie von der für Analysierzweckc toten Zone zum ersten Band kreuzt, bei C eine Spitze im ersten Band erreicht, bei Ddie Übergangslinie in die tote Zone überquert, bei feine Senke in der toten Zone und bei F wieder das erste Band erreicht, bei C vom ersten Band in das zweite Band wechselt, eine Spitze H im zweiten Band erreicht und schließlich in die tote Zone bei I abfällt und den Bezugswert bei /erreicht.

Wenn das Signal bei A ist, ist es im Gleichgewicht mit der Bezugsspannung und es ergibt sich kein Ausgang von den Spannungsteilern 13 bis 15.

Wenn das Signal den Punkt B durchwandert, wird der positive Ausgang vom Spannungsteiler 13 den positiven Verstärker 19 veranlassen, seinen Ausgang vom Schaltzustand logisch 0 zum Schaltzustand logisch 1 zu wechseln. Dieser Ausgang wird dem NAND-Gatter 32 zugeführt, welches an diesem Punkt durch den Ausgang der Vorrichtung 25, die im Schaltzustand logisch 0 ist, gesperrt ist.

Bei Punkt eist ein Wechsel in der Signalrichtung und beim Punkt D ist das Signal an der Leitung 16 ausreichend, um den Schaltzustand logisch 1 am Ausgang des Verstärkers 19 zu halten. Wenn dieser Ausgang in dem Schaltzustand logisch 0 fällt, steigt der Ausgang von der Vorrichtung 25 für kurze Zeit vom Schaltzustand logisch 0 in den Schaltzustand logisch 1. Dies hebt die Sperre des Signals vor den NAND-Gattern 32, 33 und 34 auf, wodurch es den Ausgängen von den Flipflops 29, 30 und 31 ermöglicht wird, zu den Zählern 38 bis überzuwechseln. Da jedoch die Flipflops 30 und 31 logisch 0 Signale an ihren Ausgängen aufweisen, werden die Zähler 39 und 40 kein Eingangssignal erhalten. Flipflop 29 besitzt logisch 1 an seinem Ausgang und dieses Signal wird zum Zähler 38 überführt Wenn die Vorrichtung 25 in den Schaltzustand logisch 0 zurückfällt, wird der Ausgang der Vorrichtung 26 für kurze Zeit auf logisch 1 ansteigen. Dieses Signal ist ein Rückstellsignal für die Flipflops 29 bis 31, das über die OR-Gatter 35 bis

37 zugeführt wird und das den Ausgang der Flipflops auf logisch 0 zurückstellt. Diese sind somit bereit für die nächste Analyse.

Am Punkt E wechselt das Signal die Richtung und am Punkt Fist das Signal an der Leitung 16 ausreichend, um den Ausgang vom Verstärker 19 von logisch 0 auf logisch 1 zu wechseln. Am Punkt G ist das Signal an der Leitung 17 hoch genug (positiv in vorliegendem Fall), um den Ausgang vom positiven Verstärker 21 von logisch 0 auf logisch 1 zu wechseln. Dieses Signal wird den NAND-Gatter 33 zugeführt, welches zu diesem Zeitpunkt durch den logisch 0 Ausgang der Vorrichtung 25 gesperrt ist. Das logisch 1 Signal vom Fiipflop 30 ist ebenfalls ein Rückstellsignal für den Flipflop 29 über das OR-Gatter 35, welches den Ausgang vom Flipflop 29 auf logisch 0 zurückstellt. Am Punkt H wechselt das Signal die Richtung und am Punkt /wird der Ausgang des Verstärkers 19 zum Schaltzustand logisch 0 zurückkehren. Der Ausgang von der Vorrichtung 25 wird kurzzeitig auf logisch 1 ansteigen, wodurch die Sperre der Signale vor den NAND-Gattern 32 bis 34 aufgehoben und es den Ausgängen der Flipflops 29 bis 31 ermöglicht wird, in die Zähler 38 bis 40 überzuwechseln. Da die Ausgänge der Flipflops 29 und 31 bei logisch 0 sind, werden die Zähler

38 und 40 keinen Eingang erhalten. Flipflop 30 weist bei seinem Ausgang logisch 1 auf und dieses Signal wird zum Zähler 39 überwechseln. Wenn der Ausgang der Vorrichtung 25 auf logisch 0 fällt, wird der Ausgang der Vorrichtung 26 kurzzeitig auf logisch 1 ansteigen. Dieses Signal ist das über die OR-Gatter 35 bis 37 zugeführ-Je Rückstcllsignal für die Flipflops 29 bis 31, wodurch die Ausgänge der Flipflops auf logisch 0 zurückgestellt werden.

Beim Passieren des Signales vom zweiten Band zum dritten Band würde der Ausgang des Flipflops 31 auf logisch 1 gestellt werden und dieses Signal würde den Fiipflop 30 über das OR-Gatter 36 auf logisch 0 rück stellen.

Die Kreise arbeiten in ähnlicher Weise, wenn das Signal hinsichtlich des Bezugswertes negativ ist. Es werden dann die Verstärker 20, 21 und 22, die Vorrichtungen 27 und 28, die NAND-Gatter44 bis 46. die OR-Gat-

<r> ter 47 bis 49 und die Zähler 50 bis 52 verwendet

Demnach wird eine unabhängige Zählung aller Spitzen in jedem der sechs Bereiche erzielt, wobei jedesmal gezählt wird, wenn das Signal in die tote Zone nach dem Erreichen der Spitze zurückkehrt.

so Da der Signalvergleich dauernd zwischen dem jeweiligen Eingang und einem der niederen Frequenzen entsprechendem Bezugssignal erfolgt, ergibt sich, daß nur die hohen FrcquenzenderFehlerwerteanalysicrt werden. Die Fig.3 zeigt eine abgeänderte Eingangsanord nung für den logischen Kreis gemäß F i g. 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine von der zu analysierenden Variablen abgeleitete mechanische Bewegung auf die in einer Potentiometerbrücke angeordneten veränderlichen Widerstände 53, 54, 55, 56 aufgebracht Mit Hilfe von Kupplungsorganen sind die Widerstände und 55 im Uhrzeigersinn, die Widerslände 53 und gegen den Uhrzeigersinn drehbar. Die proportional der zu analysierenden Variablen entsprechenden positiven oder negativen Ausgänge der Brücke werden über die Leitungen 57 und 58 einem Differentialverslärker zugeführt, der durch einen variablen Widerstand 60 auf Null einstellbar ist Der Verstärker 59 wird einen positiven oder negativen Ausgang an den Leitungen 61 und

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62 hervorrufen, der mil der zu analysierenden Variablen variieren wird. Besitzt die Variable sowohl hohe als auch niedere Frequenzen, so besitzen auch die Ausgänge an den Leitungen 61 und 62 beide Frequenzarten. Diese Ausgänge werden nun Tiefpaßfilterkreisen zügeführt, die mit induktiven Widerständen 63 und kapazitiven Widerständen 64 versehen sind. Diese sind so bemessen, daß die Fehlersignale hoher Frequenz, ausgefiltert und nur die Fehlersignale niederer Frequenz durchgelassen werden. Diese Signale werden einem Vcrstär- in ker 65 zugeführt, der einen allein von den niederen Frequenzen abhängigen Bezugsausgang an der Leitung 66 hervorruft.

Dieser Bezugsausgang wird einerseits auf die Verstärker ίθ bis 24, anderseits auf sechs Spannungsteiler 67 bis 72 aufgebracht. Die Spannungsteiler 67,69 und 71 erhalten dabei einen weiteren Eingang von der Leitung 61, die Spannungsteiler 68, 70 und 72 einen weiteren Eingang von der Leitung 62. Spannungsteiler können sprechenden binären Zahlencode umgewandelt wird.

Die weitere Auswertung des binären Zahlencodes kann nun nach zwei verschiedenen Auswertsystemen vorgenommen werden.

Bei dem ersten System erfolgt die Feststellung der Spitzenabweichung von der Null-Lage aus, wobei entsprechend der positiven und negativen Spannung der Meßwerte im analogen Bereich die Null-Lage in einem binären System genau so wie im analogen mit Plus-Minus-Null-Volt mit dem binären Zahlencode, z. B. 0000 eingeführt wird. Die alle 20 Mikrosekunden durch den ADC erhaltenen binären Zahlencodes werden jeweils miteinander verglichen, um feststellen zu können, ob die Differenz positiv, d. h. der Fehlerwert ansteigend, oder negativ, der Fehlerwert sinkend ist, so daß eine Spitze im Fehlerverlauf bestimmt werden kann.

Tritt eine Spitze auf, wird der dieser Spitze entsprechende binäre Zahlencode gespeichert. Solange nun nach der Feststellung dieser Spitze der Meßwert nicht

auf verschiedene Werte eingestellt werden und sie wer- 20 die Null-Lage oder den binären Null-Lage-Zahlencode

den immer dann ein Signal zu den zugehörigen Verstärkern senden, wenn die Differenz, zwischen dem Eingangssignal an der Leitung 61 oder 62 und dem Bezugsausgang ein vorgegebenes Maß überschreitet.

Die praktische Anwendung der Einrichtung bei einem Gleismeßwagen zeigen die F i g. 4 bis 6.

Gemäß diesen Figuren besitzt ein Gleismeßwagen 73 Räder 74, mit denen er auf den Schienen 75 läuft. Mit dem Gleismeßwagen verbundene Meßwägelchen 76,77 erreicht, oder durchschreitet, z. B. von positiver in negative Richtung, werden die auftretenden Spitzenwerte jeweils miteinander verglichen, wobei immer der größte Spitzenwert zur weiteren Speicherung herangezogen wird. Diese Vorgänge sind praktisch gleichzustellen mit einem digitalen Zählsystem zum Zählen von Impulsen, die von einem ADC kommen, d. h. also, daß nach Erreichen oder Durchschreiten der Null-Lage durch den Meßwert der gespeicherte Spitzenwert in einer der drei

und 78 ermöglichen die Bestimmung der Abweichung 30 im negativen und im positiven Bereich angeordneten der Gleisparameter, z. B. von Buckeln (F i g. 4), der Fchlergruppcn registriert wird. Dadurch ist es möglich, Spurweite (F i g. 5) und der Pfeilhöhe (F i g. 6).

Der Gleismeßwagen 73 ist mit den beschriebenen Einrichtungen versehen, wobei mindestens ein Bandgerät 79 und automatische Schreiber 80 zum Festhalten der Meßergebnisse vorhanden sind.

Die in den F i g. 4 bis 6 durch Buchstaben angedeuteten Abweichungen der Gleislage von der Soll-Lage entsprechen den in F i g. 2 verzeichneten Punkten A, C. E, H und J. Dabei ist in F i g. 4 dargestellt, wie die Räder eine Abweichung in der Höhenlage messen, wobei dies durch Potentiometer oder Dehnungsmeßstreifen erfolgen kann.
Die Fig.5

stellt schematisch einen Grundriß zu daß in einem Bereich zwischen zwei Punkten, an denen sich der Meßwert in der Null-Lage befand oder diese durchschritt, der größte Spitzenwert registriert wird.

Die Ermittlung, welcher Fehlergruppe der Spitzenwert zugehört, erfolgt ebenfalls auf Grund eines Vergleiches zwischen binären Zahlencodes, die die Grenzen dieser Fehlergruppen angeben, und dem binären Zahlencode, der der Höhe der Spitze entspricht. Nach einer Registrierung eines Spilzenwertes in einer Fehlergruppe werden dann sämtliche binären Zahlencodes mit Ausnahme dessen, der dem momentanen Meßwert entspricht, gelöscht.

Da die Null-Lage bei diesem System zur Feststellung

F i g. 4 dar. Es ist angedeutet, daß mit dem Wägelchen 78 45 der Spitzenwerte eine wesentliche Rolle spielt, aber

die Spurweite gemessen wird, wobei das Rad 81 an die rechte Schiene und das Rad 82 an die linke Schiene angepreßt wird. Der Abstand zwischen den beiden Rädern wird über die Dehnungsmeßstreifen 1 und 2 gemessen, deren Ausgang den mit 83 bezeichneten, .schematisch angedeuteten Verstärkern der Einrichtung zugeführt wird.

Gemäß F i g. 6 wird durch das Meßwägelchen 77 die Pfeilhöhe gemessen. In diesem Fall sind wieder Dehdurch eine reine Festlegung im binären Zahlensystem vorerst ohne Verbindung mit der Meßwertaufnahme definiert ist, wurden Verstellmöglichkeiten für die Justierung der Null-Lage im Gerät, die durch äußere Einflüsse notwendig wird, geschaffen. Als Grundlage zur Kontrolle der Verstellmöglichkeiten der Null-Lage auf Grund von äußeren Einflüssen werden die niederen Frequenzen der Fehlerwerte herangezogen.

Die äußeren Einflüsse können entstehen durch Tempe-

nungsmeßstreifen 1 und 2 vorgesehen, deren Ausgang 55 raturanstieg in Verstärkern, die das gesamte Spannungsdem Verstärker 83 zugeführt wird. potential etwas hinaufsetzen.durch verschiedene Tempe-

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung raturen der Dehnungsmeßstreifen usw. Eine Justierung gliedern sich die von den Dehnungsmeßstreifen korn- der Null-Linie bzw.des binären Zahlencodes der NuIl-Limenden elektrischen Meßwerte ebenfalls in solche mit nie wird so vorgenommen, daß bei Veränderung der niederen Frequenzen und solche mit hohen Frequenzen, bo niederen Frequenzen um ein gewisses Maß dies in dem Auch wird bei dieser Vorrichtung entsprechend der vor- binären Zahlencode berücksichtigt wird, so daß bei Dif feher beschriebenen ein Meßwert herausgefiltert, der nur
noch die niederen Frequenzen enthält, und wieder die
Bezugspannung bildet. Die Feststellung der Abweichung von der Null-Lage erfolgt nun dadurch, daß der 65
analoge elektrische Meßwert alle 20 Mikrosekunden
durch einen Analog/Digital-Umsetzer (ADC) seiner
Größe nach festgestellt und in einem seiner Größe ent-

renzbildung sowohl von der positiven als auch von der negativen SeitcherdierichtigenSpitzenwerteangegeben werdenkönnen bzw.ermittelt werden.

Es kann auch die Feststellung der Meßwertdifferenz zwischen zwei Spitzenwerten und deren Zuordnung in Fehlergruppcn erfolgen.

Bei Analysicrung mit diesem System werden ebenso

die alle 20 Mikrosekunden durch den ADC ermittelten binären Zahlencodes miteinander verglichen.

Wird nun auf Grunc dieses Vergleiches eine Spitze im Meßwert festgestellt, so wird der dieser Spitze entsprechende binäre Zahlencode gespeichert Bei Auftreten der nächsten Spitze wird der dieser zweiten Spitze entsprechende binäre Zahlencode mit dem ersten gespeicherten verglichen bzw. wird eine Differenz gebildet. Die Größe der in Binärzahlen ausgedrückten Differenz ist ein Maß für die tatsächlichen Meßwertdifferenzen im Gleis.

Diese in binären Zahlen ausgedruckte Meßwertdifferenz wird dann durch Vergleich mit den durch binäre Zahlencodes festgelegten Fehlergruppen einer dieser Fehlergruppen zugeordnet und registriert. Das heißt, es wird also nicht wie bei der erstgenannten Vorrichtung nur ein Impuls in eine Fehlergruppe abgegeben, wenn der Meßwert die Null-Lage erreicht bzw. unterschreitet, sondern es wird jeder Meßwert zu zwei unmittelbar Meßbasis dermaßen festgestellt wird, daß sie zwischen der letzten Binärzahl, die mit 0 beginnt, und der ersten Binärzahl, die mit 1 beginnt, liegt, so stellt diese erste Stelle der Binärzahl grundsätzlich die Fehlerrichtung dar. Alle Werte, die mit 0 beginnen, wären dann Fehlerwerte im positiven Bereich bzw. alle Fehlerwerte = Differenzmeßwerte mit einer 1 an erster Stelle wären dann im negativen Bereich. Wird anstatt einer vierstelligen Binärzahl eine 10 bit Binärzahl verwendet, so

ίο sind die möglichen anzeigbaren Fehlerwerte um diese zusätzlichen Binärzahlen vergrößert.

Die im Beispiel verwendeten Binärzahlen beginnen im positiven Fehlerbereich mit 7 und erreichen ihren Höchstwert bei 0, während sie im negativen Fehlerbe reich bei 0 beginnen und der Höchstwert mit 7 erreicht ist Die drei betrachteten Binärzahlenstellen sind demnach wertmäßig vollkommen identisch, nur wird ein gleicher Fehler im positiven Fehlerbereich durch den Kehrwert der Binärzahl dargestellt, durch die er im ne-

aufeinanderfolgenden Spitzen einer Fehlergruppe zu- 20 gativcn Fchlerbereich dargestellt werden würde, geordnet Es ist ersichtlich, daß dieses Binärzahlensystem für die Dieses System kommt vor allem beim Auswerten von Verwendung sehr große Vorteile bringt, da auf Grund Pfeilhöhenaufnahmen zur Anwendung, da in Ober- der ersten Stellt der Binärzahl jederzeit die Fehlerrichgangsbögen und Bögen bei den vorstehend beschriebe- tung bzw. die Zuordnung zum richtigen Fehlerbereich, nen Systemen für den gesamten Bogen nur ein Fehler in 25 positiv oder negativ, möglich ist. Dieser verwendete Bider 3. Fehlergruppe registriert v/erden würde (Auf- närzahlencode bringt lediglich eine kleine Schwierigkeit zeichnung des Maximal-Spitzenwcrtes nur zwischen mit sich, weil bei Auftreten eines Fehlers im positiven zwei Punkten in der Null-Lage). Fehlcrbcreich vor der Zuordnung in die richtigen Feh-Anschließend wird an Hand der F i g. 7 bis 9 eine der lerbänder der Kehrwert dieses Binärzahlencodes gebilvorstehend allgemein beschriebenen Einrichtung ähnli- 30 det werden muß. Hierzu ist, wie noch näher ausgeführt ehe Einrichtung beschrieben, bei der die niederen Frc- wird, das Schaltglied 105 vorgesehen, quenzen der Fehlerwerte nicht ausgefilteri werden.

Zum Aufbau der Meßbasis, also der Null-Lage bzw. des Nullwertes ist eine Bezugsspannung verwendet. Dieser Bezugsspannung ist eine spezielle Binärzahl zu- 35 geordnet d.h. kommt diese Bezugsspannung in den ADQ so wirft dieser ADCdie angeführte Binärzahl aus. Je nachdem, wie weit sich auf Grund der auftretenden Gleisfehler die Meßwertgeber verstellen (z. B. Potentiometer, Dehnungsmeßstreifen usw.) wird auch diese Be- 40 Spannung, die eine Charakteristik des Glcisfehlcrs darzugsspannung abgeändert und damit werden bei Um- stellt, wird in einem Verstärker 88 verstärkt und über Wandlung dieser geänderten Spannung verschiedene. die Leitung 89 den ADCH zugeführt, dieser Spannung entsprechende Binärzahlen ausgcwor- Die Analysicrung der analogen Meßwerte soll bcifen. Einen Nachjustierung des Bezugswertes während spiclsweisc an der Stelle K nach F i g. 2 unter der Ander Arbeit ist nicht erforderlich, da der Bezugsspan- 45 nähme beschrieben werden, daß im Speicher 90 der nungsgeber 85 mit solchen elektrischen Schalteinheiten Meßwert, der unmittelbar vorher ermittelt wurde, näm-

Im weiteren soll nun das Blockschaltbild nach F i g. 7 im Zusammenhang mit den eingezeichneten Impulskennlinien beschrieben werden.

Von der Bezugsspannungseinheit 85 wird eine Bezugsspannung an die Dehnungsmeßstreifen 86 von z. B. 1 Volt angelegt Die durch den Biegungszustand des Biegestabes 87 beeinflußten Dehnungsmeßstreifen ändern diese Spannung dann ab und diese abgeänderte

bestückt ist die in ihren Werten und in ihrer Charakteri stik den im ADC9J verwendeten Schaltcinheiten entsprechen. Sollte es sich daher ergeben, daß sich die Schalteinheiten erwärmen und sich dadurch die Bezugsspannung im Betrieb etwas verändert, so spielt dies keine Rolle, da die Fehlerwerte jeweils durch den ADC umgewandelt werden und sich die ähnlichen Schalteinheiten im Λ/XTdann ebenfalls erwärmen.

Es sei vorerst noch auf den bei dieser Anatysiervorrichtung verwendeten Binärzahlencodes eingegangen, der, wie bei der Beschreibung des Blockschaltbildes noch ersichtlich wird, einige spezielle Schaltungseinheiten bzw. Schaltuügsabiäüfc notwendig macht Dieses lieh an der Stelle K'des Fchlcrdiagrammes, gespeichert ist.

Der ganze Ablauf der Meßwertanalyse wird durch die Stcucruhr 95 überwacht bzw. gesteuert. Diese Uhr sendet eine Impulskette a aus. In der Programmeinheit 96 werden dann aus dieser Impulskette, nach vorheriger Festlegung, bestimmte Impulse an die einzelnen Schaltglieder wcitergelcitet, um Funktionen einzuleiten bzw. zu beenden.

Unter der Annahme, daß die Analyse des Fehlers K' eben beendet worden ist gibt die Programmeinheit 96 über die Leitung 94 einen Impuls 4 (Fig. 7f) kann den ADC97 weiter, worauf dieser den in diesem Zeitpunkt

verwendete Binärzahlensystem setzt sich im Beispiel &o an seinem Eingang — Leitung 89 — befindlichen analozur Demonstration nur aus einer vierstelligen Binärzahl gen Meßwert aufnimmt und sofort damit beginnt, diesen

Meßwert auf Grund der Fchlerspannungsgröße im Vergleich zur Bezugsspannung in einen Binärzahlencodc umzuwandeln. Hierzu benötigt der ADCctwa eine Zeitb5 spanne, wie sie aus F i g. 7b ersichtlich ist, und zwar den Zeitraum zwischen dem Beginn des vierten Impulses

zusammen, wogegen bei einer praktisch erprobten Vorrichtung eine zehnstellige (10 bit) Binärzahl zur Anwendung kommt.

Eine solche Binärzahl beginnt mit 0000 und setzt sich dann aus 16 Zahlenbegriffen zusammen, wobei die 16. Zahlengruppe den Maximalwert dieser Binärzahlenkombination. nämlich 111t, dargestellt. Wenn nun die und dem Beginn des ersten Impulses. Während dieser Umwandlung des Meßwertes wird über die Leitung 98

sichergestellt, daß von der Programmeinheit 96 kein Impuls für die Steuerung abgegeben wird, solange der analoge Meßwert nicht zur Gänze in eine Binärzahl umgewandelt ist Diese Leitung 98 hat also zwei Schaltzustände, nämlich logisch 1 « Umwandlung und logisch 0 « Umwandlung beendet Nachdem die Leitung 98 den Zbstand logisch 0 eingenommen hai und die eingestellte Zeit nach Fig. 7c abgelaufen ist, wird von der Programmeinheit 96 der erste Impuls 1 über die Leitung 91 an den ersten Speicher 99 weitergegeben, wodurch folgendes bewirkt wird:

Der binäre Fehlerwert, dessen Größe und Richtung nur durch den A DC festgelegt ist, wird in den ersten Speicher 99 transferiert Über die Leitung 100 wird die 1. Stelle der Binärzahl — die den Fehlerbereich anzeigt - dem EXOR-Glied 101 zugeführt Dieses EXOR-Glied (exclusive-or) hat die Aufgabe festzustellen, ob ein Wechsel des Fehlerbereiches von positiv auf negativ erfolgt ist, bzw. ob die Bezugslage zwischen den vorangegangenen und dem derzeit zu analysierenden Fehler, in unerem Fall zwischen K' und K, erreicht bzw. durchschritten wurde.

Dies ist aber an der zu betrachtenden Meßstelle K nicht der Fall, daher soll erst später auf die genauere Funktion des EXOR-Gliedes eingegangen werden. Der Wert des ersten Binärzahlgliedes wird aber nicht nur dem EXOR-Glied, sondern zugleich dem Kehrwertglied 105 zugeführt, welches, wie schon erläutert, auf Grund des verwendeten Binärzahlensystems von allen Binärzahlen, deren erste Stelle eine 0 ist, den Kehrwert bilden muß (bei positiven Fehlern). Bei negativer erster Binärzahlensteile 1 geht der Wert ohne Beeinflussung durch das Kehrwertglied 105 in die Leitung 106 über. Bei Analyse des Differenzmeßwertes K muß also der Kehrwert dieser Binärzahl gebildet werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Impulsdauer der einzelnen Impulse sehr klein ist und die nacheinander beschriebenen Funktionen, während eines Impulses, gleichzeitig durchgeführt werden.

Der unmittelbar auf den ersten Impuls folgende zweite Impuls 2 (Fi g. 7d) wird über die Leitung 92 an den Speicher 90 weitergegeben und ermöglicht eine Übertragung des in der Leitung 106 befindlichen Binärzahlenwertes (Kehrwert) in den Speicher 90. Er ersetzt dort den, von dem vorhergehenden Meßschritt gespeicherten, Binärzahlenwert und wird über die Leitung 107 an die Vergleichseinheiten 108, 109, UO weitergegeben. Der im Speicher 90 durch den neuen Fehlerwert an der Meßstelle K ersetzte Fehlerwert von der vorherigen Fehlerstelle K'liegt, wie aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, noch in der toten Zone, daher wurde auch an keinen der Bandspeicher ein Impuls weitergegeben. Dies ist bei dem jetzt ah der Stelle K festgestellten und zu analysierenden Fehlerwert anders.

Die Vergleichseinheiten, an die der Binärzahlenwert weitergegeben worden ist, stehen mit den Bandwertspeichern 111 bis 113 in Verbindung, die die Grenzen der Fehlerbänder festlegen, und der über die Leitung 107 eingespeiste Binärzahlenwert wird nun mit den gespeicherten Daten verglichen, um feststellen zu können, in welchem Fehlerband ein Impuls zu registrieren ist. Im beschriebenen Fall erfolgt die Speicherung eines Impulses über die Leitung 114 im Bandspeicher 115 des ersten Fehlerbandes. Würde der Fehler im zweiten oder dritten Fehlerband liegen, würde einer der Impulse in einem der Speicher 117 bzw. 119 gespeichert. In diesem Stadium erfolgt die Speicherung des Auftretens des Fehlers im ersten Band noch unabhängig davon, ob der Fehler im positiven oder negativen Fehlerbereich liegt, da auf Grund des verwendeten Binärzahlencode die Binärzahlen für einen gleichen Fehler im positiven und im negativen Bereich, nicht zuletzt auf Grund der Kehrwertbildung im Kehrwertglied 105, gleich sind. Die Zuordnung erfolgt erst bei der Weitergabe der Impulse zu den Bandzählern 120 bis 122 für positive Fehler und 123 bis 125 für negative Fehler, wie dies an Hand der Analysierung des Fehlers L nach Fi g. 2 noch genauer beschrieben wird. Dasselbe gilt für die Weiterleitung des zwei ten Impulses 2 über die Leitung 92 und für den dritten Impuls 3. der über die Leitungen 93 und 126 an ein Rückstellglied 127 weitergeleitet wird, die ebenfalls nur beim Erreichen und Durchschreiten der Bezugslage eine Anzahl von Funktionen auszulösen haben, die im weiteren bei Analyse des Fehlers L beschrieben werden. Es folgt, wie aus F i g. 7f ersichtlich, wieder der vierte Impuls 4, der über die Leitung 94 den Befehl zur neuerlichen Meßwertanalyse an den A DCweitergibt und zwar würde nun z.B. der Differenzmeßwert A/l (siehe Fig.2) Λ/2. N3 usw. bis N5 und M analysiert Die Vorgänge in der Analysiervorrichtung sind dann jeweils gleich denen, wie sie beim Analysieren des Fehlers K beschrieben wurden, lediglich mit der Ausnahme, daß die Binärzahlenwerte von Λ/5 und M, da es sich um kleiner werdende Differenzmeßwerte handelt und in den Bandspeichern des ersten und zweiten Fehlerbandes bereits ein Impuls gesetzt wurde, diese Bandspeicher durch die Binärzahlen der Differenzmeßwerte N 5 und M nicht mehr beeinflußt werden.

Unter der Annahme, daß nach der Analysierung des Fehlers M der vierte Impuls 4 abgegeben wird, soll anschließend die Funktion der Einrichtung bei Auftreten einer Änderung de? Differenzmeßwertes vom positiven in den negativen Fehlerbereich bzw. beim Erreichen oder Durchschreiten der Bezugslage beschrieben werden. Der analoge Meßwert an der Fehlerstelle L wird, wie bei der Analysierung des Fehlers K, in einen Binärzahlencode umgewandelt und dieser wird an den ersten Speicher 90 und an das Kehrwertglied 105 weitergegeben. Gleichzeitig wird das erste Binärzahlenglied über die Leitung 100 zum Kehrwertglied 105 und zum EXOR-Glied 101 übermittelt. Das Kehrwertglied 105 hat in diesem Fall, da das erste Binärzahlenglied 0 ist, keine Funktion zu erfüllen und übermittelt den eingegangenen Binärzahlenwert ohne Änderung an seine Ausgangsleitung 106. Das EXOR-Glied 101 wird aber nun durch die Übermittlung des geänderten ersten Binärzahlenglicdcs in Tätigkeit gesetzt und zwar liegt die so Aufgabe dieses EXOR-Gliedes darin, ein Erreichen bzw. Durchschreiten der Bezugslage festzustellen. Dies erfolgt, wie aus der Fig.8 ersichtlich, mittels dreier NAND-Gatter. )e ein Eingang in die zwei NAND-Gatter 102,103, nämlich der Eingang 1/2 und der Eingang Τ7Ϊ steht mit der Leitung 128, die vom Speicher 90 kommt, in Verbindung, während die beiden anderen Eingänge 1/1 und T7T dieser beiden NAND-Gatter 102 und 103 mit der Leitung 100 in Verbindung stehen. Ee muß darauf hingewiesen werden, daß zur Erzeugung bo der Impulseingänge 172 und Ϊ7Τ für die NAND-Gatter in den Leitungen 100 bzw. 128 eine Einheit vorgesehen sein muß, die den Kehrwert der von den Speichern 90, 99 gelieferten Impulse 1/1 und 1/2 bildet. Diese Einheilen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Die Aufgabe des Schaltgliedes nach F i g. 8 liegt darin, festzustellen, ob der eingegangene Impuls gleich ist dem über die Leitung 128 am NAND-Gatter 103 anliegen-

den Impuls der ersten Binärzahlenstelle vom vorher analysierten Fehler — im beschriebenen Fall M — der sich zu diesem Zeitpunkt noch im zweiten Speicher 90 befindet. Demgemäß gibt das dritte NAND-Gatter 104, das Ober die Leitungen 129 und 130 mit den NAND-Gattern 102 und 103 verbunden ist, dann einen Impuls ab, wenn am Eingang 1/1 der Zustand 1 und am Eingang 1/2 der Zustand 0 anliegt oder umgekehrt. Die Kehrwerte dieser Werte, nämlich 1/1 und 1/2 werden nur deswegen benötigt, um diese Festeilung auf elektronischem Weg einfach durchführen zu können.

Bei Analyse des Differenzmeßwertes L wird vom EXOR-Glied 101 ein Wechsel festgestellt und das EXOR-Glied bewirkt Ober die Leitung 132 ein Setzen des Rückstell-Flipflops 127 für die Bandspeicher 115, 117 und 119 (vgl. auch F i g. 9).

Zugleich wird Ober ein Kehrwertglied 137 (Fig.7) der Schaltzustand 1 in der Leitung 131 in den Schaltzustand 0 gewechselt Dadurch kommen die in den Bandspeichern 115, 117, 119 gespeicherten Impulse in die Auswerteeinheiten 133,134,135.

Da aber jeweils nur der im höchsten Fchlcrband gespeicherte Impuls registriert werden soll, werden die Impulse der Bandspeicher nach einem Johnsoncode verglichen. Dieser Code ist in der elektronischen Schaltungstechnik an sich bekannt

Die Auswerteeinheiten 133 bis 135 führen die Schaltfunktionen nach dem Johnsoncode durch. Jede dieser Auswerteeinheiten besteht aus einem NAND-Gatter und einem Kehrwert-Gatter. So steht das NAND-Gatter der Auswerteeinheit 133 mit dem Ausgang 1 des Bandspeichers 115 und dem Ausgang 2 des Bandspeichers 117, das NAND-Gatter der Auswerteeinheit 134 mit dem Ausgang 1 des Bandspeichers 117 und dem Ausgang 2 des Bandspeichers 119 und das NAND-Gatter 135 mit dem Ausgang 1 des Bandspeichers 119 und dem Ausgang 1 des Bandspeichers 115 in Verbindung. Das Kehrwert-Gatter in den Auswerteeinheiten 133 bis 135 ist deswegen vorhanden, da durch das Kehrwertglied 137 in der Leitung Ϊ3Ϊ bei NichtVorhandensein eines Fehlerbereichswechsels der Schaltzustand 1 vorherrscht und dadurch die NAND-Gatter der Auswerteeinheiten gesperrt sind, so daß kein Impuls an die Zähler weitergegeben werden kann. Erst durch die Kehrwert-Gatter in den Leitungen 138 bis 140 ist der Schaltzustand 0.

Auf Grund der Verknüpfung der Schaltglieder kann also bei Schaltzustand 0 in der Leitung 131 und gleichem Schaltzustand an den NAND-Gatter-Eingängen von den Bandspeichern im Zusammenwirken mit dem Kehrwert-Gatter ein Impuls in Richtung der Zählcinheiten weitergeleitet werden.

Betrachtet man die Funktion der Einrichtung bei der Analyse des Differenzmeßwertes an der Stelle 1 der Fehlerkurve nach F i g. 2, wird dieser vorbeschriebene Zustand am NAND-Gatter der Auswerteeinheit 134 und in der Leitung 139 erreicht. Dies deshalb, weil am Ausgang des Bandspeichers 117 der Zustand 1, am Kehrwertausgang des Bandspeichers 119 ebenfalls der Zustand 1 ist; Kehrwert von 3 und 3 = 0, somit wird kein Fehler im Bandspeicher 119 registriert, da der Punkt Hder Fehlerkurve lediglich im zweiten Band lag. Durch den Kehrwert-Gatter ist dadurch in der Leitung 139 der Schaltzustand 1.

Dagegen ist bei der Auswerteeinheit 133 der Eingang 1 bzw. 0, so daß ein Impuls am Ausgang des NAND-Gatters der Auswerteeinheit vorhanden ist und durch den Kehrwert-Gatter ist der Schaltzustand in der Leitung 138 = 0. Dasselbe ist in der Leitung 140, da Eingangs - 0 und Eingang 1 - 1.

Diese Funktionen werden alle gleichzeitig durchgerührt und es wird von der Programmeinheit der Impuls 2 über die Leitung 92 weitergeleitet Dabei handelt es sich bei dem Impuls 2 um einen negativen impuls, d. h. der Schaltzustand in den Leitunger. 92 ist normal 1 und wird bei Auftreten des Impulses 0. Dieser zweite Impuls bewirkt die Übertragung des

ίο Binärzahlcncode von der Leitung 106 in den Speicher 90, wo er den von der letzten Fehlerstelle M gespeicherten Binärzahlencode ersetzt, mit Ausnahme des ersten Binär/ahlengliedcs, welches in einen Zwischenspeicher übertragen wird. Die Weiterleitung der Binärzahl vom Speicher 90 in die Leitung 107 erfolgt wie schon beschrieben, jedoch wird in den Bandspeichern kein Impuls gesetzt, da der Differenzmeßwert an der Stelle L noch in der Toleranzzone liegt Die im Speicher 90 nun neu eingespeicherte Binärzahl bzw. deren erstes Zah lenglicd, wird über die Leitung 128 an das EXOR-Glied 101 weitergeleitet um die Eingänge 1/2 und Ϊ72 wieder richtig einzuspeichern. Weiter wird durch den Spannungsabfall beim Auftreten des zweiten Impulses in der Leitung 92 zeitlich ganz knapp vor Einlangen der Binär-

zahlen in den Vergleichseinheiten 108,109,110 über das NAND-Gatter 141 der Befehl zum Rückstellen der Bandspeicher 115,117,119 gegeben.

Nachdem dies abgeschlossen ist, wird von der Programmeinheit % der Impuls 3 wieder durch einen Nega-

tivimpuls (Spannungsabfall) in die Leitung 93 weitergegeben. Dieser Impuls bewirkt ein Rückstellen des Rückstellgliedcs 127 und eine Weilerleitung des im Zwischenspeicher des zweiten Speichers zurückbehaltenen Schaltzustandes der ersten Stelle der Binärzahl von dem

η vorherigen Fehler M in die Leitung 136; dies bewirkt, wie nun wieder an Hand der F i g. 9 erläutert wird, folgendes:

Der Impuls der Leitung 136 wird wieder in einen Zustand 0 und 1 aufgeteilt, wobei der befehlgebende Zustand I ist. Befindet sich die Leitung 136 im Schaltzustand 1, so ist ein Fehler im positiven Fehlerbereich, befindet sie sich im Schaltzustand 0, ist ein Fehler im negativen Bereich. Die Auswertung erfolgt wieder mittels eines NAND-Gatters pro Fehlerband und Fehlcr- bereich. Und zwar wird nur dann ein Impuls abgegeben, nämlich an einen der Zähler, wenn beide Eingänge eines NAND-Gatters den Schaltzustand 1 aufweisen. Damit tritt in den zu den Zählern führenden Leitungen 142—147 ein Spannungsabfall ein und der Zähler wird um eine Einheit weitergeschaltct.

Nach Beendigung dieses Vorganges folgt der vierte Impuls 4, der den ADC97 wieder erregt, so daß der nächste analoge Meßwert umgewandelt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß es selbstverständlich möglich ist, die Auswertung der Binärzahlen auf Grund anderer Binärzahlsysteme bzw. mit anderen elektronischen Schaltungsteilen durchzuführen. Dabei können auch die Zeiten, zwischen denen die analogen Meßwerte umgewandelt werden, z. B. zwischen 20 und 40 ms schwanken.

Des weiteren ist es möglich, die niederen Frequenzen der Fehlerschwingungen dahingehend zu verwenden, um in Bögen bei der Aufnahme der Pfeilhöhe die Bezugslinie mitanzuheben, wobei aber spezielle Schalte tungsglieder Verwendung finden müßten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Einrichtung an Fahrzeugen zur Festeilung der Abweichungen des Ist-Verlaufes von einem Soll-Verlauf von Gleisen, wobei das Fahrzeug eine Einrichtung zur Umwandlung der Abweichungen des Gleisverlaufes in ein proportionales elektrisches Signal aufweist deren Ausgang an den Eingang eines Analysator* für dieses Signal nach Amplitude und Vorzeichen geführt ist, wobei dieser Analysator Vergleichsstufen aufweist deren Ausgang bei Überschreiten des Eingangswertes über einen vorgegebenen, die untere Grenze eines Amplitudenbandes darstellenden Grenzwertes belegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bezugsspannung gegebenenfalls durch Ausfiltern von dem Soll-Verlauf entsprechenden niederfrequenten Signalanteilen gebildet und an die Vergleichsstufen (13—15; 67-72; 19-24; 108-110; 101) angelegt ist, der Analysator den einzelnen Amplitudenbereichen und den Vorzeichen zugeordnete Ausgänge aufweist die in Abhängigkeit vom Ansprechen der vorzugsweise drei Vergleichsstufen belegt sind und denen Speichereinrichtungen (29-31; 41-43; 115, 117, 119; 90) für die Erfassung des Belegungszustandes nachgeschaltet sind, deren Ausgänge über Sperrschaltungen (32—34; 44—46; 133—135) an den einzelnen Amplitudenbändern und den beiden Vorzeichen jeweils gesondert zugeordnete Zähler (38—40; jo 50—52; 120—125) geführt sind, wobei der die Sperre aufhebende Eingang der Sperrschaltung (32—34; 44—46; 133—135) entweder an eine das Auftreten der der Bezugsspannung oder dem Bezugsspannungsbereich entsprechenden Amplitude der Ein- j5 gangsspannung erfassende Einrichtung(25—28; 101, 127) oder an eine die Trenduinkehr der Amplitudenveränderung der Eingangsspannung erfassende Stufe des Analysator angeschlossen ist, die gleichzeitig an Löscheingänge für die Speichereinrichtungen angeschaltet ist, wobei im zweitgenannten Fall den angeführten Vergleichsstufen (13-15; 67-72; 19-24; 108—llOjlOl) des Analysators eine Stufe vorgeschaltet ist, an deren Eingang der jeweils bei Ansprechen der Trendumkehr vorliegende Amplitudenwert anliegt und der einmal über einen bei Ansprechen dieser Stufe ebenfalls aktivierten Zwischenspeicher und andererseits über einen zweiten Pfad direkt an eine vorzeichenrichtige Summierstufe, die den Ausgang dieser Stufe bildet, geführt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung als ein zweistufiges Summiergatter (32—34; 44—46) ausgebildet ist und zwei Eingänge sowie einen Ausgang aufweist, wobei ein Eingang mit dem Ausgang je einer Speichereinrichtung (29—31, 41—43) und der zweite Eingang mit der, das Auftreten der der Bezugspannung oder dem Bezugsspannungsbereich entsprechenden Amplitude der Eingangsspannung erfassenden Einrichtung (25-28; 101,127) oder der Trendumkehrstufe mi zusammengeschaltet ist und der Ausgang am Eingang eines Zählers (38—40,50—52) anliegt, und daß ein Löscheingang der Speichereinrichtung (29—30, 41—42) mit dem Ausgang der dem nächsthöheren Amplitudenwert zugeordneten Speichereinrichtung b^r> (30,31; 42,43) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung als ein dreistufiges Summiergatter (133-135) ausgebildet ist und drei Eingänge sowie einen Ausgang aufweist wobei ein Eingang mit dem Ausgang je einer Speichereinrichtung (115,117,119), der zweite Eingang mit der, das Auftreten der der Bezugsspannung oder dem Bezugsspannungsbereich entsprechenden Amplitude der Eingangsspannung erfassenden, Einrichtung (25-28; 101, 127) oder der Trendumkehrslufe. der dritte Eingang mit dem Kehrwertausgang der dem nächsthöheren Amplitudenbereich zugeordneten Speicher-Einrichtung (117, 119) zusammengeschaltet und dem Ausgang ein Zähler (120—125) nachgeschaltct ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Amplitudenbereich lediglich eine Vergleichsstufe (108—110) für einen vorgegebenen Betrag der Amplitudenabweichung zugeordnet ist, wobei jedem Summiergatler (133—135) jeweils zwei weitere Summiergatter nachgeschaltet sind, deren jeweils zweiter Eingang mit zwei, bei im positiven oder negativen Bereich befindlichen Amplituden, abwechselnd belegten Ausgängen (136, T36) einer Vorzeichenbestimmungseinheit (101) verbunden ist wobei die Ausgänge dieser Summiergatter mit jeweils einem eigenen Zähler(120—125) zusammengeschaltet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuordnung des analogen Eingangssignals zu den einzelnen, den Amplitudenbereichen und -Vorzeichen gesondert zugeordneten, Speichereinrichtungen (29—31, 41—43) der Eingang jeder Speichereinrichtung mit dem Ausgang einer Vergleichsstufe zusammengeschaltet ist, die aus zumindest einem auf verschiedene Schwellwerte einstellbaren Potentiometer (13—15,67—72), dem parallel zwei Operationsverstärker (19, 20; 21, 22; 23, 24) nachgeschaltet sind, besteht, wobei die beiden Eingänge der Operationsverstärker jeweils gcgcngleich an den Abgriff des Potentiometers bzw. das Eingangssignal gelegt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß zur Zuordnung des in digitaler Form vorliegenden Eingangssignals zu den einzelnen, den Ampliludenbereichen gesondert zugeordnete, Speichereinrichtungen (115,117,119) das am Ausgang eines Zwischenspeichers (90) anliegende, von einem Analog/Digital-Wandler (97) ausgeworfene unveränderte digitale Signal an den Eingang einer Verglcichsstufe angelegt ist, die aus einem dekadischen Addierer (108—110) besteht, wobei ein zweiter Eingang dieses Addierers (108—110) mit einem Binär-Zahlenspeicher (111-113) für den Kehrwert des Grenzwertes dieses Amplitudenbereiches zusammengeschaltet ist und der Ausgang des Addierers am Eingang der Speichereinrichtung (115, 117,119) anliegt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erfassen des Auftretens einer, der Bezugsspannung oder dem Bezugsspannungsbereich entsprechenden, Amplitude der Eingangsspannung als ein, an den Ausgang des Operationsverstärkers (19, 20) des ersten Amplitudenbereiches angelegter, bei abfallender Impulsflanke erregter Mono-Flop (25,27) ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Rückstellung der als Speicher-Flipflops (29-31, 41-43) ausgebildeten Speichereinrichtungen der Ausgang des, dem Operationsver-

stärker des ersten Amplitudenberciches nachgeschalteten. Mono-Flops (25, 27) am Eingang eines weiteren, bei abfallender Impulsflanke erregten Mono-Flops (26, 28) anliegt, dessen Ausgang mit den Löscheingängen der Speichcr-FlipHops (29—31, 41 —43) zusammengeschaltet ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erfassen des AuI-tretens einer, der Bezugsspannung oder dem Bezugsspannungsbereich entsprechenden. Amplitude der Eingangsspannung als ein mit dem Ausgang des Analog/Digital-Umset/.ers (97) und dem Ausgang des Zwischenspeichers (90) verbundenes HXOR-Glied (101) ausgebildet ist

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (131) des F.XOR-Gliedes (101) mildem Setzeingang (132) eines Speieher-Flipflops (127) zusammengcschaltet ist, dessen Ausgang an den Löscheingängen der als Speicher-Flipflops (115, 117,119) ausgebildeten Speichereinrichlungen und dessen Rückstcllcingang an einer Programmeinheit (96) anliegt.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche b oder 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Analog/ Digital-Umsetzer (97) die Zuordnung des Zahlencodes an den Analogwert einstellbar ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Null-Wert des analogen Eingangssignals eine vorbestimmte Binärzahl zugeordnet ist, wobei allen Binärzahlen von positiven Eingangssignalen ein Wert der ersten Binärzahlenslelle und allen Binärzahlen von negativen Eingangssignal der andere Wert dieser ersten Binärzahlenstclle zugeordnet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Meßwertumwaiidlcr (1—4, 86), z. B. Dehnungsmeßstreifen, Potentiometern, Drehspulengebern usw., zusammengeschaltete Analog/Digital-Umsetzer (97) sowie die Auswcrteschallung durch einen mit der Programmeinheit (96) verbundenen Multivibrator (95) zeitabhängig gesteuert ist.