DE2756906A1 - Verfahren und anordnung zum betrieb von steuereinrichtungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Anordnung zum Betrieb von Steuereinrichtungen
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb der Steuereinrichtungen vorzugsweise elektrisch betriebener Fahrzeuge, insbesondere elektrischer Triebwagen oder lokomotivbespannter Züge.
• Die bisherigen Steuereinrichtungen bei Bahnfahrzeugen benötigen umfangreiche Steuerstromverkabelungen mit oft sehr langen Leitungen, die in Außenmontage aufwendig in den Fahrzeugen verlegt werden müssen. Zur störsicheren Informationsflbertragung muß eine Vielzahl oft parallel verlaufender Kupferleitungen verwendet werden, für die zwischen den Fahrzeugen Steuerstronkupplungen lit bis zu 120 Kuppelpunkten bereitgestellt werden müssen. Darüber hinaus müssen weitere erhebliche Anstrengungen gegen Störeinflüsse von außen (induktive Beeinflussung EMC), und damit zur Fehlersicherheit unternommen werden.
• Zweck der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen, wobei die Aufgabe u.a. darin liegt, die Steuerstromverkabelung zu vereinfachen und zu verbilligen und die Befehlsübertragung sicher zu gestalten. Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sämtliche mechanischelektrischen Steuerbefehle und Informationsinhalte über durchgehende Lichtleitkabel übertragen werden, wobei eine serielle Ankoppelung der Lichtleitkabel zwischen verschiedenen Fahrzeugen elektrisch über galvanische Kuppelstellen mit vorgeschalteten opto-elektrischen Umsetzern erfolgt.
• Lichtleitkabel sind an sich bekannt. Sie können allgemein verwendbar zur Daten-, Nachrichten- und Signalübertragung in der Meß- und Regeltechnik sowie zur Fernsteuerung eingesetzt werden (vgl. z.B. Zeitschrift "EMA" (1977) Heft 5, SS.145/46).
• Der Einsatz von Lichtleitkabeln, speziell in der Steuerungstechnik bei Fahrzeugen der Bahntechnik, ist jedoch neuartig.
• Auch erfolgt die Kupplung der Kabel letztlich nicht über optische Verbindungen, sondern über galvanische Kuppelstellen.
• Zweckmäßig wird bei dem Verfahren nach der Erfindung für die Übertragung der verschiedenen Steuerbefehle und Informationen Multiplextechnik vorgesehen.
• In einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens sind in vorteilhafter Weise die opto-elektrischen Umsetzer zusammen mit den galvanischen Kuppelstellen für die Steuerstromübertragung in der mechanischen Wagenkupplung oder eincr mit dieser verbundenen Kupplungseinrichtung für Hilfsenergien im Zuge untergebracht. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Beschreibung und erläuternden Zeichnung entnehmbar.
• Der Einsatz der Erfindung ergibt viele wesentliche und überraschende Vorteile. So können durch die Erfindung nicht nur erhebliche Mengen des wichtigen Rohstoffs Kupfer eingespart werden (bis zu 500 kg pro Triebfahrzeug), sondern es kann damit auch Einbauraum gespart werden. Darüber hinaus entfällt die induktive Beeinflussung von aunen und der Kabel untereinander (EMC), die gerade in der modernen Bahntechnik viele Probleme aufwarf. Besondere Lichtverstärker zwischen den Lichtkabeln sind nicht erforderlich, sofern 500 m Zuglänge nicht überschritten werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist noch die Möglichkeit der fabrikmäßigen Vorfertigung. Das lohn-Fahr intensive spätere Verkabeln in den\«gen, verbunden mit der Durchprüfung jeder einzelnen Leitung, kann entfallen, da im Prinzip nur noch ein einziges durchgehendes dünnes Lichtkabel mit Verzweigungsanschlüssen an die verschiedenen Steuer- und Empfangsgeräte zu verlegen ist. Man wird jedoch zweckmäßig für beide Richtungen der Übertragung je ein Kabel nehmen, jeweils mit besonderen galvanischen Kuppelstellen. Für signaltechnisch sichere Übertragung empfiehlt es sich ferner, die Informationen in jeder Richtung zwischen den Fahrzeugen, d.h.
• im Zugverband, redundant in drei unabhängigen Leitungssystempaaren für eine Auswahl 2 aus 3 zu übertragen. Der zu treibende Aufwand ist verhältnismäßig gering.
• An Hand eines schematischen Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert.
• Die Figur der Zeichnung stellt ein Triebfahrzeug mit zwei zweiachsigen Triebdrehgestellen 1 und 2 dar. Die Beschreibung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit Wechselstrom-Einspeisung der Traktionsenergie;für Gleichstrom-Einspeisung gilt ähnliches.
• Die Motoren der Drehgestelle werden in üblicher Weise über Starkstromkupferkabel 3 (in Vollstrich dargestellt) von einem zentralen Transformator 6 sowie den Drehgestellen zugeordneten Umrichtereinheiten 4 und 5 versorgt. Mit 7 ist ein durchgehendes Hauptlichtleitkabel für die Übertragung von Steuerbefehlen und Informationen angedeutet (strichpunktiert), das an wagenendseitige mechanische Kupplungen 8 und 9 führt. ber dort untergebrachte oder zugeordnete opto-elektrische Umsetzer 10,11 werden Lichtinformationen in elektrische Informationen umgesetzt und über Kontakte zum nächsten Wagen übertragen, wo wiederum eine Rückumsetzung in Lichtinformationen erfolgt. Über optische Verzweigungsanschlüsse oder Weichen 17,18 und Lichtleitkabel 16 ist das Hauptlichtleitkabel 7 mit den Fahrschaltern 12,13 und den Steuer- und Regeleinheiten 14,15 optisch verbunden. Vom Fahrschalter z.B. 12 werden Steuerbefehle optisch über die Lichtleitkabel 16 zu den Steuer- und Regel einheiten 14 und 15 übertragen, die elektrisch die Umrichter 4,5 beeinflussen. Über das Hauptlichtleitkabel 7 sind weitere gekuppelte Wagen steuerbar. Rückmeldungen von den Triebdrehgestellen 1,2 verlaufen hier über dieselben Lichtleitkabel 16 zur übergeordneten Steuer- und Regeleinheit, in diesem Fall z.B. 14.
• Das System ist für Zweirichtungsübertragung mit einem Dreifach-Hauptlichtleitkabel 7 für eine signaltechnisch sicher Auswertung dargestellt. Sollen die Informationen zusätzlich richtungsabhängig getrennt übertragen werden, sind weitere dreiadrige Lichtleitkabel 7 und 16 zu verwenden. ZweckmäNig wird man die Steucr- und Regel einheiten 14 bzw. 15 und die Umrichtereinheiten 4 bzw. 5 drehgestellmäßig zusammenfassen.
• Der Fahrzeugtransformator kann in üblicher Weise in der Mitte des Fahrzeugs verbleiben. Über das Lichtleitkabel sind Informationen bis zu einem Mbit, d.h. alle Informationsinhalte der Steuerung eines Fahrzeugs und des Zuges übertragbar, was in Verbindung mit der hohen Verarbeltungsdlchte moderner Kleinrechner neue Möglichkeiten für Steuerungssysteme auf Triebfahrzeugen bietet.
• Durch die Erfindung kann auch die Steuerstromkupplung vereinfacht und der mechanischen Wagenkupplung durch die nur wenigen erforderlichen galvanischen Kuppelpunkte leicht integriert werden. Wenngleich man im Prinzip mit nur einem einzigen Kuppelpunkt für jede Ubertragungsrichtung auskommt, empfienlt sich jedoch aus Sicherheitsgründen eine Redundanz der Systeme.
• 3 Patentansprüche 6 Seiten Beschreibung 1 Bl. Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche: 0 Verfahren zum Betrieb der Steuereinrichtungen vorzugsweise elektrisch betriebener Fahrzeuge, insbesondere elektrischer Triebwagen oder lokomotivbespannter Züge, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche mechanisch-elektrischen Steuerbefehle und Informationen im Fahrzeug optisch aufbereitet und ihre Informationsinhalte über Lichtleitkabel (7,16) übertragen werden, wobei eine serielle Ankoppelung der Lichtleitkabel (7) zwischen verschiedenen Fahrzeugen elektrisch über galvanische Kuppelstellen mit vorgeschalteten opto-elektrischen Umsetzern (10,11) erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung der verschiedenen Steuerbefehle und Informationen Multiplextechnik vorgesehen wird.
3. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens und Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die opto-elektrischen Umsetzer (10,11) zusammen mit den galvanischen Kuppelstellen für die Steuerstromübertragung in der mechanischen Wagenkupplung (8,9) oder einer mit dieser verbundenen Kupplungseinrichtung für Hilfsenergien im Zuge untergebracht sind.