DE2401363C3 - Einrichtung zur Wegmessung auf Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

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 (DE-PS 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 nachgeschalteter 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 sämtliche 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 Wegimpulsgebar, der durch ein derartiges 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 zuwsnig 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 DE-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 Impuls abgibt, welche mittelbar einem durch seinen Zählerstand den zurückgelegten Weg anzeigenden Wegzähler zugeführt 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 Zwischenzählers mit einem begrenzten Zählervolumen verwendet. Eine Zählerstandsabfrage der Zwischenzähler und eine Bewertung der Zählerergebnisse erfolgt in Abhängigkeit des jeweils vorhandenen Fahrzustandes: 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 Folgefrequen/. vorgesehen ist sowie mit einem Vergleicher für die Folge- und Oszillatorfrequenz zum Erzeugen von wahlweise drei verschiedenen Schaltsi-

gnalen, von denen zwei beim Schleudern oder Gleiten den einen oder anderen Funktionsgeber und eine Umschalteinrichtung steuern, die außerhalb ihrer Grundstellung beim Schleudern oder Gleiten anstelle des Wegimpulsgebers den Oszillator mit dem Wegimpulsgeber verbindet, und daß das bei Frequenzübereinstimmung abgeleitete dritte Schaltsignal zum Zurückstellen der Umschalteinrichtung in die Grundstellung vorgesehen ist

Da die jeweiligen Beschleunigungs- und Verzögerungseigenschaften des Schienenfahrzeuges bekannt sind, kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Korrektur der für die Fahrortbestimmung erforderlichen Wegimpulse durchgeführt werden. Hierzu sind in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Meßgeräte oder Impulsgeber an anderen Fahrzeugachsen erforderlich.

An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt im Rahmen eines Blockschaltbildes die für die Erfindung wesentlichen Baugruppen und Einrichtungen, die in ihrer speziellen Ausführur^sforni in beliebiger Weise variiert werden können. Ein mit der Achse eines nicht dargestellten Fahrzeugrades, das bei starken Beschleunigungen schleudert und bei starken 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 Wfübereinstimmt.

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 jinen oder mehrere der Steuereingänge EO, EX, oder E2 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 schlagarJgen 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 bremsi 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 £2 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 1 gibt nach dem Einschalten an den Steuereingang Ei ein Steuersignal ab, dessen Funktion f\ (t) entsprecht!:*! der bekannten Verzögerungskurve des Schienenfahrzeuges gewählt ist. Die Funktion /2 (t) des Funktionsgebers FG 2 ist entüpirechend der bekannten Beschleunigungskurve des Schienenfahrzeuges programmiert.

Der Ausgang A1 des Frequenzvergleichers, der beispielsweise aus Bausteinen der Digitaltechnik aufgebaut sein kann, ist mit dem Funktionsgeber FG 1 und einem ODER-Glied 01 verbunden.

Über den Ausgang A 1 wird immer dann ein Schaltsignal ausgelöst, wenn aufgrund der Tatsache, daß die Folgefrequenz der Wegimpulse WB kleiner ist als die Frequenz der Ausgangsimpulse A£des steuerbaren Oszillators vom Frequenzvergleicher FR auf ein Gleiten des Schienenfahrzeuges geschlossen werden muß. Der Ausgang A 2 des Frequenzvergleichers FR ist einerseits mit dem Funktionsgeber FG 2 und andererseits ebenfalls mit dem ODER-Glied 01 verbunden. Der Funktionsgeber FG 2 und das ODER-Glied Ol erhalten immer dann ein Schallsignal, solange der Frequenzvergleicher FR infolge eines Schleudervorgan-

ges eine gegenüber der Frequenz der A'-sgangsimpulse AF des Oszillators G höhere Foigefrequen7 der Wegimpulse WE des Wegimpulsgebers WR feststellt. Über das ODER-Glied Ol gelangen die über die Ausgänge A 1 und A 2 wahlweise abgegebnen

, Schaltsignale des Frequenzvergleichers FR auf die Umschlageinrichtung UR, die dadurch aus der dargestellten Grundstellung in die andere stabile Lage eingestellt wird. In dieser Lage ist der Wegimpulszähler ZR nicht mehr mit dem Wegimpulsgeber WR, sondern mit dem in seiner Frequenz steuerbaren Oszillator G verbunden. Ein weiterer Ausgang A 3 des Frequenzvergleichers FR ist vorgesehen für ein drittes Schaltsignal, das ausschließlich zum Einstellen der dargestellten Grundstellung der Umschalteinrichtung UR dient. Das genannte dritte Schaltsignal des Frequenzvergleichers FR wird über dessen Ausgang A3 immer dann abgegeben, wenn der Frequenzvergleicher FR Übereinstimmung zwischen der Frequenz der Ausgangsimpulse AE des Oszillators G und der Folgefrequenz der Wegimpulse WEdes Wegimpulsgebers WR feststellt.

Bei der Erläuterung der Wirkungsweise des vorliegenden Ausführungsbeispieles wird davon ausgegangen, daß das zugehörige Schienenfahrzeug (nicht dargestellt) ein Fahrverhalten hat, bei dein kein Schleudern oder Gleiten vorliegt. Daun sind die Funktionsgeber FGl und FG 2 abgeschaltet, und die Umschalteinrichtung UR ist in der dargestellten Lage. Die Folgefrequenz der Wegimpulse WE stimmt in dem Fall mit der Frequenz der Ausgangsimpulse A£des in seiner Frequenz steuerbaren Oszillators G überein. Die vom Wegimpulsgebet 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 Folgefrequenz der Wegimpulse WE schlagartig in Richtung auf einen wesentlich höheren Wert. Die Anzahl der Wegimpulse wird also plötzlich vervielfacht. Aufgrund des Verzögerungsgliedes VG wird der Osz'llator G über seinen Steuereingang EO nicht sofort von einer entsprechend der wesentlich höheren Folgefrequenz der Wegimpulse WE angestiegenen Steuerspannung beaufschlagt, sondern entsprechend den Verzögerungseigenschaften des Verzögerungsgliedes nur langsdivi. Aus diesem Grunde kann der Frequenzvergleicher FR sofort beim Einsetzen des Schleuderns aufgrund der Frequenzabweichung über seinen Ausgang A 2 das Schaltsignal ausgeben, das

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einerseits den Funktionsgeber FG 2 einschaltet und andererseits über das ODER-Glied Ol die Umschalteinrichtung UR aus der dargestellten in die andere Lage stellt. Somit wird der Wegimpuiszähler 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 E2 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 Wegimpuiszähler ZR nicht erreichen.

Sobald nach Beendigung des angenommenen Schleudervorganges die F'olgefrequenz der Wegimpulse Wl: und die Frequenz der Ausgangsimpulse AE wieder iib^rciri'tirrÜMcri "ird der Furikiiorweber 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 Weise möglich, die beiden Funktionsgeber FG 1 und FG 2 mit zusätzlichen Steuereingängen zu versehen und hierüber entsprechend verschiedener Verzögerung*- uiicl Beschleunigungskurven die Funktionen f\ (ti bzw !2 (t)vx\ variieren.

Da der Wegiinpulsgeber WR und auch der steuerbare Oszillator G digitale Signale ausgeben. iM es mindestens /um Erkennen von Frequenzabweichungen in positiver oder negativer Hinsicht, je nachdem, ob das Schienenfahr/piiu srMpiiHprt rvrtrr olpitpt Irirht mnolirh mit

Hilfe von /v,ei Sperrgliedern und ie einer diesen nachgeschalteten bistabilen Kippstufe, die im Blockschaltbild über die Ausgänge A 1 und A 2 geführten Schaltsignale /u erzeugen. Das Rückstellen der genannten beiden bistabilen Kippstufen kann beispielsweise mit Hilfr Ojs über den Ausgang A 3 gegebenen Schaltsignais r; folgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunc -:i

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   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 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 (E 1, £2) für je einen wahlweise beim Schleudern oder Gleiten einschaltbaren Funktionsgeber (FG2, FGi) entsprechend einer Verzögerungs- oder Beschleursigungskurve zum Herabsetzen oder Erhöhen der Folgefrequenz /orgesehen ist sowie mit einem Vergieicher (FK) für die Folge- und Osziüatorfrequenz zum Erze· gen von wahlweise drei verschiedenen Schaltsigr.alen, 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 zur' Zurückstellen der Umschalteinrichtung (UR)'m die Grundstellung vorgesehen ist.