DE2335326A1

DE2335326A1 - Distance travelled meter for trains - pulse generator output fed to adjustment unit for accurate calibration for wheel diameter

Info

Publication number: DE2335326A1
Application number: DE19732335326
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Sander
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-07-11
Filing date: 1973-07-11
Publication date: 1975-01-30
Also published as: NL7409220A; DK371574A

Abstract

A system for measuring distances travelled by a railway vehicle, in which the rotation of the wheels of the vehicle generates pulses dependent on the direction of travel and the number of pulses is counted to give the total number of revolutions and hence the distance covered. A unit is inserted between the pulse generator (WR) and the counter (Z3) which multiplies the number of pulses and this unit is connected to another which converts this larger number of pulses to an adjustable smaller number. The adjustment permits of exact calibration, for example to compensate for reduction in wheel circumference due to wear.

Description

Einrichtung zur Wegmessung auf EisenbahnfahrzeugenDevice for distance measurement on railway vehicles

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wegmessung auf Eisenbahnfahrzeugen, bei der in Abhängigkeit von den Umdrehungen eines Fahrzeugrades ein Wegimpulsgeber betätigt wird, dessen fahrrichtungsabhängige Wegimpulse ein Wegimpuls-Zählwerk steuern.The invention relates to a device for distance measurement on railway vehicles in which, depending on the Revolutions of a vehicle wheel a travel pulse generator is actuated, its travel direction-dependent travel impulses control a distance pulse counter.

Zur genauen Wegbestimmung auf Schienenfahrzeugen können rein mechanisch arbeitende Einrichtungen vorgesehen werden, die beispielsweise über biegsame Wellen mit einer Fahrzeugachse in Kontakt stehen. Diese Einrichtungen arbeiten jedoch nur bei vorgegebenen und konstanten Raddurchmessern hinreichend genau. Eine stufenweise Anpassung an Raddurchmesser, die sich durch Verschleiß ändern, ist nur mit beträchtlichem Aufwand möglich.Purely mechanical devices can be provided for precise route determination on rail vehicles. which are in contact with a vehicle axle, for example via flexible shafts. However, these facilities are working only sufficiently accurate with given and constant wheel diameters. A gradual adjustment to the wheel diameter, which change due to wear and tear is only possible with considerable effort.

Weiterhin sind Einrichtungen bekannt (FUNKTECHNIK Nr. 1/1958, Seiten 9 und 10), die zur Ermittlung des Jeweils zurückgelegten Weges als Gebereinrichtung einen Tachometer-Dynamo verwenden. Auch diese Maschinen haben den Nachteil, daß sie bei den starken Erschütterungen auf den Schienenfahrzeugen frühzeitig reparaturbedürftig werden und somit den hohen „ Genauigkeitsanforderungen bei der Vegermittlung nicht mehr gewachsen sind. Des weiteren sind auch diese Geräte nicht wartungsfrei.Furthermore, facilities are known (FUNKTECHNIK No. 1/1958, pages 9 and 10), which are used to determine the distance covered Use a tachometer dynamo as a transmitter device. These machines also have the disadvantage that they with the strong vibrations on the rail vehicles early in need of repair and thus the high " Accuracy requirements for the determination no longer have grown. Furthermore, these devices are also not maintenance-free.

Aus der Zeitschrift FUNKTECHNIK ist es weiterhin bekannt, zur digitalen Drehzahlmessung von zu untersuchenden Wellen galvanisch, induktiv oder fotoelektrisch Impulse abzuleiten,From the magazine FUNKTECHNIK it is also known for digital speed measurement of shafts to be examined to derive galvanic, inductive or photoelectrically impulses,

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die nach entsprechender Verstärkung und Verformung ein elektronisches Zählwerk steuern. Bei der fotoelektrischen Impulserzeugung kann beispielsweise mit der Welle, deren Drehzahl festgestellt werden soll, eine Lochscheibe gekuppelt werden, die im Strahlengang zwischen einer Strahlenquelle und einem Strahlenempfänger angebracht ist. Bei Rotation der Lochscheibe wird jeder auf die Fotozelle fallende Lichtstrahl periodisch unterbrochen. Die dadurch ausgelösten elektrischen Impulse dienen zur Drehzahlmessung.which, after appropriate amplification and deformation, control an electronic counter. In the case of photoelectric pulse generation, for example, a perforated disk can be coupled to the shaft, the speed of which is to be determined, which is attached in the beam path between a radiation source and a radiation receiver. When the perforated disc rotates, every light beam falling on the photocell is periodically interrupted. The resulting electrical impulses are used to measure the speed.

Ferner ist aus dem DBP 1 294 415 eine Einrichtung zur Weg- und Geschwindigkeitsmessung auf Eisenbahnfahrzeugen bekannt, bei der ein mit einem Fahrzeugrad gekuppeltes Teil einen Schwingungsgenerator steuert. Dabei werden die von dem Schwingungsgenerator abgegebenen Signale durch induktive oder kapazitive Beeinflussung frequenzmoduliert. Ein dem Schwingungsgenerator nachgeschalteter Ratiodetektor gibt eine Wechselspannung ab, deren Frequenz der Jeweiligen Raddrehzahl proportional ist. Furthermore, a device for distance and speed measurement on railway vehicles is known from DBP 1 294 415, in which a part coupled to a vehicle wheel controls a vibration generator. The signals emitted by the vibration generator are frequency-modulated by inductive or capacitive influencing. A ratio detector connected downstream of the vibration generator emits an alternating voltage, the frequency of which is proportional to the respective wheel speed.

Bei allen diesen bekannten Einrichtungen werden die durch das Fahrzeugrad ausgelösten elektrischen Signale unter Berücksichtigung der Jeweiligen Fahrrichtung in Wegimpulse umgeformt, die das Wegimpuls-Zählwerk fortachalten.In all of these known devices, the electrical signals triggered by the vehicle wheel are converted into distance pulses, taking into account the respective direction of travel transformed, which continue to keep the distance pulse counter.

Wenn man berücksichtigt, daß vom Schienenfahrzeug nach einer vollständigen Radumdrehung bei einem mittleren Rad durchmesser bereite ein Weg von ca. 3 η zurückgelegt ist, wird es verständlich, daß im Hinblick auf eine genaue Fahrortermittlung, wie sie bei Stadtbahnen bzw. bei fernsteuerbaren Rangierlokomotiven gefordert wird, die Zahl der pro Radumdrehung ausgelosten Impulse zur Wegimpuls-Zählwerkssttuerung möglichst hoch sein soll. Weiterhin muß bei den beschriebenen Einrichtungen zur Wegmessung berücksichtigt werden, daß sich der jeweilige Raddurchmesser im Laufe der zulässigen Betriebsdauer des Rades If one takes into account that the rail vehicle has covered a distance of approx. 3 η after a complete wheel revolution with a mean wheel diameter, it is understandable that with regard to an exact determination of the location of the driver, as is required for light rail vehicles or remote-controlled shunting locomotives , the number of impulses triggered per wheel revolution for the path impulse counter control should be as high as possible. Furthermore, it must be taken into account in the described devices for distance measurement that the respective wheel diameter changes in the course of the permissible operating time of the wheel

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ändert, z.B. von 1100 auf 1020 mm, wodurch mit der Zeit unzulässige Toleranzen entstehen.changes, e.g. from 1100 to 1020 mm, which over time impermissible tolerances arise.

Der Erfindung liegt aufgrund der vorstehend beschriebenen Erkenntnisse die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Wegmessung auf Eisenbahnfahrzeugen zu erstellen, die in Verbindung mit einer Art Winkelschrittgeber zusammenarbeitet und für eine genaue Fahrortermittlung mit ganzzahligen Entfernungswerten, beispielsweise für eine Haltepunktsermittlung in der Größenordnung von ca. einem Meter, Impulse für das Wegimpuls-Zählwerk auslöst, ohn· daß dar Aufwand bei dem verwendeten Winkelechrittgeber in unsulasaiger Weise ansteigt. Weiterhin soll eine leichte Eichung und im Hinblick auf die sich im Betrieb verringernden Raddurchmes-••r «ine Nachtichung dar Einrichtung »«glich «ein, ohn· daß eine mechanische Veränderung des Winkelschrittgebers erforderlich wird.On the basis of the findings described above, the invention is based on the object of providing a device for To create distance measurement on railway vehicles, which works together in connection with a kind of angle encoder and for an exact determination of the driving location with integer distance values, for example for determining a stopping point in the order of magnitude of about one meter, triggers impulses for the path impulse counter, without the expense of the used angle step encoder increases in unsulasaiger manner. Furthermore, an easy calibration and with regard to the wheel diameter which is reduced during operation •• r "A night-time calibration of the facility" "matched" without · that a mechanical change of the angle encoder is necessary.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Wegimpulsgeber und dem Wegimpuls-Zählwerk eine die Wegimpulse vervielfachende Baugruppe sowie daran anschließend eine die vervielfachten Wegiepulse auf eine einstellbare geringere Anzahl von Impulsen umsetzende Baugruppe vorgesehen sind.According to the invention, the object is achieved in that between the position pulse generator and the position pulse counter, the position pulses multiplying assembly as well as subsequently a multiplying Wegiepulse to an adjustable a smaller number of impulses converting assembly are provided.

In diesem Zusammenhang kann in vorteilhafter Weise als vervielfachende Baugruppe eine bistabile Torschaltung mit einer durch die Wegimpulse einstellbaren Einschaltlage vorgesehen werden, mit einem eingangsseitigen Taktgenerator und einem zum Bestimmen einer vorgegebenen Anzahl von Taktimpulsen ausgangsseitig angeschlossenen Zähler, dessen Ausgang mit einem die Aueschaltlage bestimmenden Steuereingang der Torschaltung sowie mit einem Ringzähler verbunden 1st, von de« Jeweils »ach des Zurücklegen einer vorgegebenen Wegstrecke des Fahrzeuges wahlweise über den Ausgang einer der Stufen ein Impuls für das Wegimpuls-Zählwerk abnehmbar ist, wobei der Ringzähler über denIn this context, a bistable gate circuit can advantageously be used as the multiplying assembly a switch-on position that can be set by the displacement pulses can be provided, with a clock generator on the input side and a counter connected on the output side for determining a predetermined number of clock pulses, whose Output with a control input that determines the switch-off position the gate circuit as well as connected to a ring counter, from the "each" after the replacement of a specified Distance of the vehicle optionally via the output of one of the stages a pulse for the distance pulse counter is removable, the ring counter over the

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Ausgang der genannten Stufe in Ring geschaltet ist.Output of said stage is connected in a ring.

Da die für das Wegimpuls-Zählwerk vorgesehenen Impulse in Abhängigkeit vom jeweiligen Raddurchmesser von verschiedenen Stufen des Ringzählers abgenommen werden können, ist ein dem ,jeweiligen Raddurchmesser angepaßtes veränderliches Teilerverhältnis gegeben. Hierdurch kann in einfacher und vorteilhafter Weise entsprechend der geforderten Genauigkeit der Fahrortbestimmung, beispielsweise ,jeweils nach dem Zurücklegen von 1 m des Schienenfahrzeuges, ein Impuls für das Wegimpuls-Zählwerk ausgelöst werden.Since the pulses provided for the position pulse counter are in Depending on the respective wheel diameter can be taken from different levels of the ring counter is a given the respective wheel diameter adapted variable divider ratio. This makes it easier and advantageously according to the required accuracy of the driving location determination, for example, in each case after the rail vehicle has covered 1 m, a pulse for the distance pulse counter is triggered.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Wegmessung undFig. 1 shows the block diagram of a device for distance measurement and

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer bistabilen Torschaltung zur Impulsvervielfachung.2 shows a further embodiment of a bistable gate circuit for pulse multiplication.

Das Blockschaltbild nach Fig. 1 zeigt schematisch eine Einrichtung zur Wegmessung auf Schienenfahrzeugen, bei der ein Wegimpulsgeber WR in Verbindung mit einem Fahrzeugrad (nicht dargestellt) bei jeder Radumdrehung eine Anzahl von Impulsen an einen Richtungsermittler RI gibt. An diesen ist einerseits über ein ODER-Glied 0 eine bistabile Torschaltung TS und andererseits ein Umschalter RG angeschlossen, der in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrrichtung des Schienenfahrzeuges mit Hilfe der vom Richtungsermittler RI ermittelten Fahrricht\mg die Fortschaltrichtung eines Ringzählers Z2 bestimmt. Die Torschaltung TS besteht aus einer bistabilen Kippstufe BE, die bei einem unabhängig von der jeweiligen Fahrrichtung über das ODER-Glied 0 gegebenen Impuls in eine Einschaltlage stellbar ist, bei der ein an den Ausgang der bistabilen Kippstufe BE angeschlossenes UND-Glied U vorbereitet ist. Dabei werden die von einem Taktgenerator TG abgegebenen Impulse über dasThe block diagram of FIG. 1 shows schematically a device for distance measurement on rail vehicles, with a position pulse generator WR in connection with a vehicle wheel (not shown) gives a number of pulses to a direction detector RI with each wheel revolution. On these on the one hand a bistable gate circuit TS and on the other hand a changeover switch RG are connected via an OR gate 0, depending on the respective direction of travel of the rail vehicle with the help of the direction finder RI determined Fahrricht \ mg determines the incremental direction of a ring counter Z2. The gate circuit TS exists from a bistable flip-flop BE, which in the case of an independent of the respective direction of travel via the OR element 0 given pulse can be set in a switch-on position in which a connected to the output of the bistable multivibrator BE AND element U is prepared. The pulses emitted by a clock generator TG are transmitted via the

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UND-Glied U durchgeschaltet. An den Ausgang des UND-Gliedes U ist ein Zähler Z1 angeschlossen, von dem ein Ausgang, der nach dem Abzählen einer vorgegebenen Impulszahl ein Ausgangssignal abgibt, mit einem die Ausschaltiage der bistabilen Kippstufe BE bestimmenden Steuereinrichtung verbunden ist. Ferner ist der Ausgang der bistabilen Torschaltung TS, also im vorliegenden Beispiel das UND-Glied U, mit dem Fortschalteingang des Ringzählers Z2 verbunden.AND gate U switched through. At the output of the AND element U, a counter Z1 is connected, of which an output, the emits an output signal after counting a predetermined number of pulses, with one of the switch-off position of the bistable Flip-flop BE determining control device is connected. Furthermore, the output of the bistable gate circuit TS is So in the present example the AND element U, connected to the incremental input of the ring counter Z2.

Die Torschaltung TS hat in Verbindung mit dem Zähler Z1 die Aufgabe, die vom Wegimpulsgeber WR über den Richtungsermifctler RI sowie das ODER-Glied 0 gegebenen Impulse zu vervielfachen. Wenn beispielsweise für den Zähler Z1 ein Zähl volumen von 100 vorgesehen ist, so werden bei ,jedem vom Wegimpulsgeber V/R auf die Torschaltung TS Fegebenen Impuls 100 Impulse auf den Ringzähler Z2 gegeben.The gate circuit TS, in conjunction with the counter Z1, has the task of monitoring the position pulse generator WR via the direction sensor RI as well as the OR gate 0 to multiply given pulses. For example, if for the counter Z1 a Counting volume of 100 is provided, each from the position pulse generator V / R to the gate circuit TS Fegenen Impulse 100 impulses given to the ring counter Z2.

An einzelne Stufen des Ringzählers Z2 ist ein Wahlschalter WS angeschlossen, über den je nach der vorgesehenen Stellung nach dem Abzählen einer dieser Stellung entsprechenden Impulszahl ein Impuls an das Wegimpuls-Zählwerk Z3 gegeben wird. Außerdem ist der Ringzähler Z2 über die jeweils als Ausgang wirksam geschaltete Stufe in Ring geschaltet. Der Wahlschalter WS hat die Aufgabe, entsprechend dem Durchmesser des den Wegimpulsgeber WR betätigenden Fahrzeugrades eine Anpassung vorzunehmen, derart, daß beispielsweise jeweils nach dem Durchfahren einer vorgegebenen ganzzahligen Wegstrecke, z.B. 1 m, ein Impuls an die Einrichtung Z3 gegeben wird.A selector switch WS is on individual stages of the ring counter Z2 connected, over the one corresponding to the intended position after counting one of this position Pulse number a pulse is given to the distance pulse counter Z3. In addition, the ring counter Z2 is over the respective as Output activated stage switched in a ring. The WS selector switch has the task of depending on the diameter to make an adjustment of the vehicle wheel actuating the position pulse generator WR, such that, for example An impulse is given to the device Z3 after each traversing a predetermined integer distance, e.g. 1 m will.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist folgende: Bei einer durch den Wegimpulsgeber WR ausgelösten Signalfolpe bestimmt der Richtungsermittler RI für den Umschalter RG die jeweilige Fahrrichtung, indem über die eine oder andere Ausgangsleitung des Richtungsermittlers RI ein Impuls gegeben wird. Der Umschalter RG stellt entsprechend der festgestelltenThe mode of operation of the circuit arrangement is as follows: In the case of a signal sequence triggered by the position pulse generator WR determines the direction determiner RI for the switch RG the respective direction of travel by using one or the other Output line of the direction detector RI a pulse is given. The changeover switch RG adjusts according to the determined

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Fahrrichtung beim Ringzähler Z2 eine diesbezügliche Fortschal trichtung ein. Der über das ODER-Glied 0 gegebene Impuls bringt die bistabile Kippstufe BE in der Torschaltung TS in die Einschaltlage, bei der die vom Taktgenerator TG abgegebenen Impulse über das UND-Glied U auf die Zähler Z1 und Z2 gelangen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß für den Taktgenerator TG eine Pulsfolgefrequenz vorgesehen ist, die wesentlich höher liegt als diejenige, die bei den durch den WeFimpulspeber WR abgegebenen Impulsen bei der höchst vorkommenden Geschwindigkeit vorliegt. Auf diese Art und Weise kann der Zähler Z1 bis zum Eintreffen des nächsten Impulses auf der Leitung L1 eine vorgegebene Anzahl von Impulsen vom Taktgenerator TG abzählen. Dabei wird gleichzeitig der Ringzähler Z2 fortgeschaltet, dessen Anfangsstellung von der Einstellung des Wahlschalters WS und der Anzahl der voraufgegangenen Impulse abhängt. Beim Erreichen der Endstellung des Zählers Z1 schaltet dieser die bistabile Kippstufe BE wieder in die Ausschaltlage, bei welcher das UND-Glied U gesperrt ist. Zu diesem Zeitpunkt hat der Ringzähler Z2 mittlerweile einen Impuls über den Wahlschalter WS an die Einrichtung Z3 abgegeben und hat entsprechend der Ringzählerfunktion eine Stellung eingenommen, die von seiner Anfangszählerstellung, der Stellung des Wahlschalters WS und der Anzahl der durch den Zähler Z1 freigegebenen Impulse abhängt. Der beschriebene Vorgang wiederholt sich beim nächsten durch den Wegimpulsgeber WR abgegebenen.Impuls.Direction of travel with the ring counter Z2 a related progression direction. The one given via the OR element 0 Impulse brings the bistable multivibrator BE in the gate circuit TS into the switch-on position in which the clock generator TG emitted pulses reach the counters Z1 and Z2 via the AND element U. In this context it should be noted that a pulse repetition frequency is provided for the clock generator TG which is significantly higher lies than the one that the WeFimpulspeber WR given impulses is present at the highest occurring speed. In this way, the counter Z1 Until the arrival of the next pulse on the line L1, a predetermined number of pulses from the clock generator TG count. At the same time, the ring counter Z2 is incremented, the starting position of which depends on the setting of the Selector switch WS and the number of previous pulses depends. When the end position of the counter Z1 this switches the bistable multivibrator BE back into the switch-off position, in which the AND element U is blocked. At this point in time, the ring counter Z2 has meanwhile sent a pulse to the device Z3 via the selector switch WS and has assumed a position corresponding to the ring counter function that differs from its initial counter position, the position of the selector switch WS and the number of pulses released by the counter Z1 depends. The described The process is repeated with the next pulse emitted by the position pulse generator WR.

Als Torschaltung TS kann in vorteilhafter Weise auch eine Schaltungsanordnung nach Fig. 2 verwendet werden. Diese kann über die Leitungen L1, L2 und L3 in der Schaltung nach Fig. 1 ersatzweise eingesetzt werden und besteht im wesentlichen aus einer Thyristor-Tetrode TT, an die der Taktgenerator TG angeschlossen wird. Als zusätzliche Beschaltung der Thyristor-Tetrode TT sind zwei Widerstände R1 und R2 vorgesehen, welche die Schaltstrecke der Thyristor-Tetrode TTA circuit arrangement according to FIG. 2 can advantageously also be used as the gate circuit TS. These can be used as a substitute via the lines L1, L2 and L3 in the circuit according to FIG. 1 and essentially consists from a thyristor tetrode TT, to which the clock generator TG is connected. As an additional circuit the thyristor tetrode TT two resistors R1 and R2 are provided, which the switching path of the thyristor tetrode TT

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an Versorgungsgleichspannung legt. Hierdurch ist sichergestellt, daß nach einem einmaligen über die Leitung L1 eingeleiteten .Zündvorgang der Thyristor-Tetrode TT deren Schaltstrecke während der Einschaltlage auch bei den Impulspausen einen ausreichenden Haltestrom führt, so daß die für den Zähler Z1 vorgesehenen Impulse durchgelassen werden. Die Ausschaltlage der Thyristor-Tetrode TT wird durch einen Impuls über die Leitung L2 eingestellt.to supply DC voltage. This ensures that after a single over the line L1 initiated. ignition process of the thyristor tetrode TT its switching path during the switch-on position also with the pulse pauses carries a sufficient holding current so that the pulses provided for the counter Z1 are allowed to pass. The switch-off position of the thyristor tetrode TT is set by a pulse on line L2.

Die Schaltungsanordnung der bistabilen Torschaltung TS nach Fig. 2 ist besonders einfach und erfordert einen noch geringeren Aufwand an Bauteilen als diejenige Torschaltung TS, die im Blockschaltbild nach Fig. 1 dargestellt ist.The circuit arrangement of the bistable gate circuit TS according to Fig. 2 is particularly simple and requires an even lower cost of components than that gate circuit TS, which is shown in the block diagram of FIG.

4 Patentansprüche
2 Figuren4 claims
2 figures

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Claims

Device for distance measurement on railway vehicles, in which, depending on the number of revolutions, a Vehicle wheel a distance pulse generator is actuated, whose direction-dependent distance pulses a distance pulse counter control, characterized in that between the position pulse generator (WR) and the position pulse counter (Z3) a module that multiplies the path pulses and then one that multiplies Distance pulses are provided on an adjustable lower number of pulse converting assembly.

2. Device according to claim 1, characterized in that as a multiplying assembly a bistable gate circuit (TS) is provided with a switch-on position that can be set by the displacement pulses with a clock generator (TG) on the input side and one for determining a predetermined number of clock pulses Counter (Z1) connected on the output side, the output of which is connected to a control input that determines the switch-off position the gate circuit (TS) as well as with a ring counter (Z2) is connected, of which, in each case after Covering a predetermined distance of the vehicle optionally via the output of one of the stages, a pulse for the distance pulse counter (Z3) can be removed, the ring counter (Z2) via the output of said stage is connected in a ring (Fig. 1).

3. Device according to claim 2, characterized in that the gate circuit (TS) consists of a bistable flip-flop (BE) with a downstream AND gate (U) consists (Fig. 1).

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4. Device according to claim 2, characterized in that a thyristor tetrode (TT) is used as the gate circuit (TS), to the switching path of which an additional direct current circuit is connected with a direct current in the order of magnitude of the holding current during the switched-on position of the gate circuit (TS) ,

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