DE2401363B2 - Einrichtung zur wegmessung auf schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

nalcn, von denen zwei beim Schleudern oder Gleiten Hen einen oder anderen Funktionsgeber und eine ■ _Jrnschalteinrichtung steuern, die außerhalb ihrer Grundstellung beim Schleudern oder Gleiten anstelle α s Wegimpulsgebers den Oszillator mit dem Wegim-Iseeber verbindet, und daß das bei Frequenzüberein-''dmmung abgeleitete dritte Schaltsignal zum Zurück-Hellen der Umschalteinrichtung in die Grundstellung vorgesehen ist.

Da die jeweiligen Beschleunigungs- und Verzöge- u unßseigenschaften des Schienenfahrzeuges bekannt sind, kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung jne Korrektur der für die Fahrortbestimmung erforderlichen Wegimpulse durchgeführt werden. Hierzu sind in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Meßgerä- · te oder Impulsgeber an anderen Fahrzeugachsen erforderlich.

An Hand eines Ausführungsbeispides wird die Erfindung nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt im Rahmen eines Blockschaltbil- > des die für die Erfindung wesentlichen Baugruppen und Einrichtungen, die in ihrer speziellen Ausführungsform ■ beliebiger Weise variiert werden können. Ein mit der Achse eines nicht dargestellten Fahrzeugrades, das bei starken Beschleunigungen schleudert und bei starken j Bremsvorgängen gleitet, gekuppelter Wegimpulsgeber WR ist einerseits über ein Verzögerungsglied VG mit einem in der Frequenz steuerbaren Oszillator C und andererseits über eine in Grundstellung dargestellte Umschalteinrichtung UR mit einem Wegimpulszähler ZR verbunden. Der steuerbare Oszillator G ist so aufgebaut und bemessen, daß sich für dessen Ausgangsimpulse AE eine Oszillatorfrequenz einstellt, die bei einer Fahrt ohne Schleudern und Gleiten mit der Folgefrequenz der durch den Wegimpulsgeber WR abgegebenen Wegimpulse WEübereinstimmt.

Es sei für eine mögliche Ausführungsform angenommen, daß der in seiner Frequenz steuerbare Oszillator G in seiner jeweiligen Fequenz davon abhängig ist, wie hoch eine über einen oder mehrere der Steuereingänge EO, Ei, oder El zugeführte Steuerspannung ist. In diesem Fall wird das Verzögerungsglied VG als Integrierglied ausgeführt. Dies hat zur Folge, daß bei einem Schleudervorgang infolge einer erheblichen Beschleunigung des betreffenden Schienenfahrzeuges und einer damit verbundenen schlagartigen Erhöhung der Folgefrequenz der Wegimpulse WE kein plötzlicher Anstieg der Steuerspannung für den Eingang EO des Oszillators G vorliegt. Wenn dagegen das Schienenfahrzeug plötzlich stark bremst und aus diesem Grunde gleitet, so daß die Folgefrequenz der Wegimpulse WE plötzlich sehr niedrig, womöglich sogar zu Null wird, gibt das Verzögerungsglied VG eine langsam absinkende Steuerspannung für den Steuereingang EO des Oszillators G.

An den Steuereingang Ei des Oszillators G ist ein Funktionsgeber FG 1 und an den anderen Steuereingang E2 ein zweiter Funktionsgeber FG 2 angeschlossen. Diese Funktionsgeber können wahlweise dann eingeschaltet werden, wenn ein Frequenzvergleicher FR, der einerseits an den Oszillator G und andererseits an den Wegimpulsgeber WR angeschlossen ist, aufgrund einer Frequenzabweichung ein Schleudern oder Gleiten des Schienenfahrzeuges festgestellt hat. Der Funktionsgeber FG i gibt nach dem umschalten an den Steuereingang Ei ein Steuersignal ab, dessen Funktion f\ (t) entsprechend der bekannten Verzögerungskurvc des Schienenfahrzeuges gewählt ist. Die Funktion /'2 (t) des Funktionsgebers FG 2 ist entsprechend der bekannten Beschleunigungskurve des Schienenfahrzeuges programmiert.

Der Ausgang A 1 des Frequenzvergleichers, der beispielsweise aus Bausteinen der Digitaltechnik aufgebaut sein kann, ist mit dem Funktionsgeber FG 1 und einem ODER-Glied O I verbunden.

Über den Ausgang A i wird immer dann ein Schaltsignal ausgelöst, wenn aufgrund der Tatsache, daß die Folgefrequenz der Wegimpulse IVE kleiner ist als die Frequenz der Ausgangsimpulse A Edes steuerbaren Oszillators vom Frequen/.vergleicher FR auf ein Gleiten des Schienenfahrzeuges geschlossen werden muß. Der Ausgang A 2 des Frequenzvcrgleichers FR ist einerseits mit dem Funktionsgeber FC 2 und andererseits ebenfalls mit dem ODER-Glied O 1 verbunden. Der Funktionsgeber FC 2 und das ODER-Glied Ol erhalten immer dann ein Schaltsignal, solange der Frequenzvergleicher FR infolge eines Schleudervorganges eine gegenüber der Frequenz der Ausgangsimpulse AE des Oszillators C höhere Folgefrequenz der Wegimpulse WE des Wegimpulsgebers WR feststellt. Über das ODER-Glied Oi gelangen die über die Ausgänge A 1 und A 2 wahlweise abgegebenen ". Schaltsignale des Frequenzvergleichers FR auf die Umschalteinrichtung UR. die dadurch aus der dargestellten Grundstellung in die andere stabile Lage eingestellt wird. In dieser Lage ist der Wegimpulszählcr ZR nicht mehr mit dem Wegimpulsgeber WR, sondern υ mit dem in seiner Frequenz steuerbaren Oszillator G verbunden. Ein weiterer Ausgang A 3 des Frequenzvergleiehers FR ist vorgesehen für ein drittes Schaltsignal, das ausschließlich zum Einstellen der dargestellten Grundstellung der Umschalteinrichtung UR dient. Das ι. genannte dritte Schaltsignal des Frequenzvergleichers FR wird über dessen Ausgang A 3 immer dann abgegeben, wenn der Frcqucnzverglcicher FR Übereinstimmung zwischen der Frequenz der Ausgangsimpulse AE des Oszillators G und der Folgefrequenz der in Wegimpulse WEdes Wegimpulsgebers WR feststellt.

Bei der Erläuterung der Wirkungsweise des vorliegenden Ausführungsbeispides wird davon ausgegangen, daß das zugehörige Schienenfahrzeug (nicht dargestellt) ein Fahrverhalten hat, bei dem kein ι, Schleudern oder Gleiten vorliegt. Dann sind die Funktionsgeber FG 1 und FG 2 abgeschaltet, und die Unischalteinrichtung UR ist in der dargestellten Lage. Die Folgefrequenz der Wegimpulse WE stimmt in dem Fall mit der Frequenz der Ausgangsimpulse AE des in ,,ι seiner Frequenz steuerbaren Oszillators G überein. Die vom Wegimpulsgeber WR ausgelösten Wegimpulse WE gelangen dann über die Umschalteinrichtung UR auf den Wegimpulszähler ZR.

Wenn nun angenommen wird, daß infolge einer -,-> starken Beschleunigung das Schienenfahrzeug schleudert, ändert sich die Folgef-equenz der Wegimpulse WE schlagartig in Richtung auf einen wesentlich höheren Wert. Die Anzahl der Wegimpulse wird also plötzlich vervielfacht. Aufgrund des Verzögerungsglicdes VG Μ, wird der Oszillator C über seinen Stcuereingang EO nicht sofort von einer entsprechend der wesentlich höheren Folgefrequenz der Wegimpulse WE angestiegenen Steuerspannung beaufschlagt, sondern entsprechend den Verzögerungseigenschaften des Verzögch--, rungsglicdes nur langsam. Aus diesem Grunde kann der Frequenzvergleicher FR sofort beim Einsetzen des Schleuderns aufgrund der Frequenzabweichung über seinen Ausgang A 2 das Schaltsignal ausgeben, das

einerseits den Funktionsgeber FG 2 einschaltet und andererseits über das ODER-Glied O 1 die Umschalteinrichtung UR aus der dargestellten in die andere Lage stellt. Somit wird der Wegimpulszähler ZR mit dem Oszillator G verbunden. Die Frequenz, der Ausgangsimpulse AE des Oszillators G steigt infolge dem entsprechend der Funktion (2 (t) gegebenen Anstieg der Steuerspannung am Eingang El an, so daß der Oszillator G Ausgangsimpulse abgibt unter Berücksichtigung einer zunehmenden Fahrgeschwindigkeit bei vorgegebener Beschleunigungskurve ohne Schleudervorgang. Somit werden Fehler von Wegimpulsen, die aufgrund von Schleudervorgängen ausgelöst werden, unterbunden, da diese Wegimpulse den Wegimpulszählcr ZR nicht erreichen.

Sobald nach Beendigung des angenommenen Schleudervorganges die Folgefrequenz der Wegimpulse IVE und die Frequenz der Ausgangsimpulse -4Ewieder übereinstimmen, wird der Funktionsgeber FG 2 durch Entfallen des Schaltsignales über den Ausgang A 2 des Frequenzvergleichers abgeschaltet. Die Umschalteinrichtung UR wird bei Frequenzübereinstimmung durch das Schaltsignal über den Ausgang A 3 des Frequenzvergleichers FR wieder in die dargestellte Grundstellung gebracht. Dann wird der Wegimpulszähler ZR wieder direkt vom Wegimpulsgeber WR gespeist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet im Falle

des Gleitens des Schienenfahrzeuges in ähnlicher Form wie vorstehend beschrieben wurde, jedoch mit dem Unterschied, daß dabei anstelle des Funktionsgebers

> FG 2 der Funktionsgeber FG 1 eingeschaltet wird.

Wie bereits in der Beschreibungseinleitung angedeutet wurde, können die einzelnen im Blockschaltbild dargestellten Baugruppen auf verschiedene Arten realisiert werden. Beispielsweise ist es in vorteilhafter

in Weise möglich, die beiden Funktionsgeber FG 1 und FG 2 mit zusätzlichen Steuereingängen zu versehen und hierüber entsprechend verschiedener Verzögerungsund Beschleunigungskurven die Funktionen f\ (l)b/.w. (2 (i)7M variieren.

r. Da der Wegimpulsgeber WR und auch der steuerbare Oszillator G digitale Signale ausgeben, ist es mindestens zum Erkennen von Frequenzabweichungen in positiver oder negativer Hinsicht, je nachdem, ob das Schienenfahrzeug schleudert oder gleitet, leicht möglich, mit

ή Hilfe von zwei Sperrgliedern und je einer diesen nachgeschalteten bistabilen Kippstufe, die im Blockschaltbild über die Ausgänge A 1 und A 2 geführten Schaltsignale zu erzeugen. Das Rückstellen der genannten beiden bistabilen Kippstufen kann beispicls-

.'.· weise mit Hilfe des über den Ausgang Λ 3 gegebenen Schaltsignals erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur Wegmessung auf Schiei .!lrzeugen, bei der in Abhängigkeit von den Urne. . hungen eines wahlweise angetriebenen oder gebremsten Fahrzeugrades ein Wegimpulsgeber betätigt wird, dessen Wegimpulse einen Wegimpulszähler fortschalten und beim Schleudern oder Gleiten des Fahrzeugrades sprungartig ihre Folgefrequenz ändern, dadurch gekennzeichnet, daß ein in seiner Frequenz entsprechend der Folgefrequenz der Wegimpulse (WE) durch diese über ein Verzögerungsglied (VG) steuerbarer Oszillator (G) mit zwei weiteren Steuereingängen (El₁ E2) für je einen wahlweise beim Schleudern oder Gleiten einschaltbaren Funktionsgeber (FG 2, FGi) entsprechend einer Verzögerungs- oder Beschleunigungskurve zum Herabsetzen oder Erhöhen der Folgefrequenz vorgesehen ist sowie mit einem Vergleicher (FR) für die Folge- und Oszillatorfrequenz zum Erzeugen von wahlweise drei verschiedenen Schaltsignalen, von denen zwei beim Schleudern oder Gleiten den einen oder anderen Funktionsgeber (FG 1, FG 2) und eine Umschalteinrichtung (UR) steuern, die außerhalb ihrer Grundstellung beim Schleudern oder Gleiten anstelle des Wegimpulsgebers (WR) des Oszillator (G) mit dem Wegimpulszähler (ZR) verbindet, und daß bei Frequenzübereinstimmung abgegebene dritte Schaltsignal zum Zurückstellen der Umschalteinrichtung (UR)\n die Grundstellung vorgesehen ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Wegmessung auf Schienenfahrzeugen, bei der in Abhängigkeit von den Umdrehungen eines wahlweise angetriebenen oder gebremsten Fahrzeugrades ein Wegimpulsgeber betätigt wird, dessen Wegimpulse einen Wegimpulszähler fortschalten und bei Schleudern oder Gleiten sprungartig ihre Folgefrequenz ändern.

   Bei Schienenfahrzeugen können zur genauen Wegmessung 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 genau. Eine eventuelle Anpassung an verschiedene Raddurchmesser, die sich infolge von Verschleißerscheinungen ändern, ist jedoch nur mit beträchtlichem Aufwand möglich. Aus diesem Grunde sind in neuerer Zeit Einrichtungen zur Wegmessung auf Eisenbahnfahrzeugen bekannt geworden (DBP 12 94 415), bei denen eine Umsetzung rotatorischen Bewegung der Fahrzeugräder, vorzugsweise der Laufräder, in elektrische Impulse erfolgt. Diese Impulse werden mit Hilfe eines Wegimpulszählers gezählt. Bei der bekannten Einrichtung dient als Wegimpulsgeber eine Einrichtung, bei der ein mit einem Fahrzeugrad gekuppeltes Teil einen Schwingungsgenerator steuert. Dabei werden sie von dem Schwingungsgenerator abgegebenen Signale durch induktive oder kapazitive Beeinflussung frequenzmoduliert. Ein dem Schwingungsgenerator nachgeschaliuter Ratiodetektor gibt eine Wechselspannung ab, deren Frequenz der jeweiligen Raddrehzahl proportional ist. Aus der genannten Wechselspannung werden Impulse abgeleitet, die einen Wegimpulszähler fortschalten.

   Zur Erhöhung der Förderleistung elektrischer Lokomotiven sind in neuerer Zeit Lokomotiven entwickelt worden, die keine Laufräder aufweisen, wobei also sämiiiche Achsen angetrieben bzw. gebremst sind. Bei ·. diesen Triebfahrzeugen ist die Wahrscheinlichkeit des Schleuderns oder des Gleitens bei Beschleunigungsoder Bremsvorgängen dann besonders groß, wenn die Räder bis an die Grenzen der Haftreibung betrieben werden. Ein Wegimpulsgeber, der durch ein derartiges ι Fahrzeugrad bzw. durch dessen Achse betätigt wird, liefert in den Fällen des Schleuderns oder Gleitens Wegimpulse, deren Folgefrequenz sich schlagartig ohne Übergang ändert. Beim Schleudern werden dann zuviel und beim Gleiten des betreffenden Fahrzeugrades ■> zuwenig Wegimpulse ausgelöst, so daß der Wegimpulszähler zwangsläufig eine Fehlmessung durchführt. Da bei Hochleistungsbahnen im zunehmenden Maße keine Lokomotiven mehr zur Verfügung stehen mit Laufrädern, sind Fahrortbestimmungen mit Hilfe der beschriebenen Wegimpulsgeber in der Regel nicht mehr mit der erforderlichen Genauigkeit gewährleistet.

   Eine Einrichtung zur Erfassung des von einem Fahrzeug zurückgelegten Weges ist aus der DT-OS 15 74 033 bekannt. Die Wegmessung wird dabei mit , Hilfe von mehreren Impulsgebern durchgeführt, von denen jeder in Abhängigkeit von den Umdrehungen eines zugeordneten Fahrzeugrades Impulse abgibt, welche mittelbar einem durch seinen Zählerstand den zurückgelegten Weg anzeigenden Wegzähler zugeführt ι werden. Bei der Impulserzeugung wird davon ausgegangen, daß das betreffende Fahrzeugrad beim Anfahren und beim Bremsen des Fahrzeuges fehlerhafte Impulsraten erzeugt. Unter Beachtung dieser Erkenntnis werden die erzeugten Impulse jedes Impulsgebers zunächst zum Fortschalten eines jeweiligen Zwischenzähleri mit einem begrenzten Zählervolumen verwendet. Eine Zählerstandsabfrage der Zwischenzähler und eine Bewertung der Zählerergebnisse erfolgt in Abhängigkeit des jeweils vorhandenen Fahrzustandes: ι angetriebenes — nicht angetriebenes Fahrzeug.

   Aufgrund der vielen erforderlichen Impulsgeber und der diesen nachgeschalteten Zwischenzähler ist die bekannte Einrichtung sehr aufwendig. Wenn im übrigen einer der Zwischenzähler infolge einer Störung ein zu geringes Zählergebnis vorweist, in dem Augenblick, in dem ein anderer Zwischenzähler bei angetriebenem Fahrzeug als erster »voll gezählt« hat, wird der Wegzähler nicht genügend weit fortgeschaltet, so daß eine falsche, gefährliche Fahrortmeldung entsteht.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung eines Wegimpulsgebers beliebiger Ausführung an der Achse eines wahlweise angetriebenen oder gebremsten Fahrzeugrades sowie eines durch den Wegimpulsgeber fortschaltbaren Wegimpulszählers eine zusätzliche Einrichtung zu schaffen, durch die beim Schleudern oder Gleiten des Schienenfahrzeuges fehlerhafte Wegmessungen vermieden werden.

   Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein in seiner Frequenz entsprechend der Folgefrequenz der Wegimpulse durch diese über ein Verzögerungsglied steuerbarer Oszillator mit zwei weiteren Steuereingängen für je einen wahlweise beim Schleudern oder Gleiten einschaltbaren Funktionsgeber entsprechend einer Verzögerungs- oder Beschleunigungskurve zum Herabsetzen oder Erhöhen der Folgefrequenz vorgesehen ist sowie mit einem Vergleicher für die Folge- und Oszillatorfrequenz zum Erzeugen von wahlweise drei verschiedenen Schaltsi-