DE2942442C2

DE2942442C2 - Überwachungseinrichtung für Drehzahlgeber

Info

Publication number: DE2942442C2
Application number: DE19792942442
Authority: DE
Inventors: Georg 3000 Hannover Geier; Edgar 3160 Lehrte Wischnat
Original assignee: Wabco Westinghouse Steuerungstechnik & Co 3000 Hannover De GmbH; Wabco Westinghouse Steuerungstechnik & Co 3000 Hannover GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Priority date: 1979-10-20
Filing date: 1979-10-20
Publication date: 1984-01-05
Also published as: BE885790A; DE2942442A1; NL8005767A

Description

a) Der Ausgang des Sensors (1, 2) ist an den Eingang einer Auswerteschaltung (18, 20, 16, 21) angeschlossen, die so aufgebaut ist, daß an r> ihrem Ausgang bei einem Defekt im Sensor (1, 2) oder in den Anschlußleitungen des Sensors (1, 2) ein Fehlersignal erzeugt wird, das je nach Art des Defektes einen Verstärker (11), weicher zur Verstärkung der Signalspannung dient, :i eine 2u obere oder untere Endlage steuert;
. b) der Ausgang der Auswerteschaltung ist an den ' iL Eingang einer Anzeigeschaltung angeschlossen, die zwei parallelgeschaltete Verstärkerzweige enthält und zur Ansteuerung einer Anzeigeeinrichtung dient;

c) der erste Verstärkerzweig (27,29,30,25,32,39) dient zur Erzeugung einer Anzeigespannung beim Auftreten eines Fehlersignals, welches verursacht wird, wenn der Verstärker (11) in seine untere Endlage geht;

d) der zweite Verstärkerzweig (33,35,36, 25,32, 39) dient zur Erzeugung einer Anzeigespannung beim Auftreten eines Fehlersignals, welches verursacht wird, wenn der Verstärker (11) in seine obere Endlage geht

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zwei an eine von Versorgungsspannungsschwankungen unabhängige Versorgungsspannung angeschlossene und in Reihe geschaltete Feldplattenwiderstände (1,2) enthält, an 'deren Verbindungspunkt die Signalspjinnung abgreifbar ist

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldplattenwiderstände (1,2) in die 'Emitterleitung eines mit einer konstanten Basisvorspannung betriebenen Transistors (4) geschaltet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmaie:

a) die Auswerteschaltung enthält einen Verstärker (11), dessen nicht invertierender Eingang an eine konstante Versorgungsspannung angeschlossen ist;

b) . der invertierende Eingang des Verstärkers (11)

ist über Widerstand (10) und Entkopplungsdioden (16,21) und über Widerstände (18,20) an den einen Pol der Versorgungsspannungsquelle und an den Sensor (1,2) angeschlossen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

Spannungsquelle verbunden, wobei die Spannung mittels einir Zenerdiode (23) stabilisiert ist;

b) der invertierende Eingang des Verstärkers (11) ist über einen Kondensator (12) an den Verbindungspunkt der beiden Feldplattenwiderstände (1,2) des Sensors angeschlossen;

c) der Ausgang des Sensors (1, 2) ist über einen Widerstand (20) mit dem Pluspol der Versorgungsspannungsquelle und über eine Entkopplungsdiode (21) mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers (11) über Widerstand (10) verbunden;

d) der Eingang des Sensors (1, 2) ist über einen Widerstand (18) an den Pluspol der Versorgungsspannungsquelle und über eine Entkopplungsdiode (!6) an den invertierenden Eingang des Verstärkers (11) über Widerstand (10) angeschlossen.

6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

-.die folgenden Merkmale:

a) die beiden Verstärkerzweige der Anzeigeschaltung enthalten je einen Differenzverstärker (27,

V 33);

b) der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers (27) des ersten Verstärkerzweiges ist an einem an die Versorgungsspannungsquel-Ie abgeschlossenen ersten Spannungsteiler (28, 29,30) angeschlossen;

c) der invertierende Eingang des Differenzverstärkers (33) des zweiten Verstärkerzweiges ist an einen an die Versorgungsspannungsquelle angeschlossenen zweiten Spannungsteiler (34, 35,36) angeschlossen;

d) der invertierende Eingang des Differenzverslärkers (27) des ersten Verstärkerzweiges ist über eine erste Entkopplungsdiode (26) und der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers (33) des zweiten Verstärkerzweiges über eine zweite Entkopplungsdiode (37), die entgegengesetzt gekoppelt ist wie die erste Entkopplungsdiode (26), an einen Ladekondensator (39) angeschlossen;

e) der Ladekondensator (39) ist andererseits über einen Widerstand (25) an den Eingang der Auswerteschaltung angeschlossen, ebenfalls ist der Eingang der Auswerteschalturig über den Widerstand (32) mit dem Pluspol der Versorgungsspannung verbunden.

7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Entkopplungsdioden der Verstärkerzweige jeweils mehrere weitere entsprechende Entkopplungsdioden (40,41,42 und 43,44,45) zum Anschluß weiterer zu überwachender Sensoren mit zugehörigen Auswerteschaltungen parallelgeschaltet sind.

a) der Verstärker (11) ist mit seinem nicht invertierenden Eingang über einen Spannungsteiler (6,7,8) mit dem Pluspol der Versorgungs-

65 Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für Drehzahlgeber von Gleit- und Schleuderschutzeinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentan-

Spruchs 1.

In Gleit- und Schleuderschutzeinrichtungen von Schienenfahrzeugen dienen Drehzahlgeber zur Überwachung bzw. zum Feststellen des Drehverhaltens der Fahrzeugräder. Vom Drehzahlgeber wird ein sich mit ο der Radgeschwindigkeit änderndes Wechsel •Spannungssignal geschwindigkeitsproportbnaler Frequenz einer Auswerteschaltung zugeführt, welch«? dieses Signal mit Grenzwerten vergleicht und beim Überschreiten oder Unterscnreiten der vorgegebenen in Grenzwerte Signale zum Lösen oder Anlegen der Bremsen erzeugt.

Tritt an einem Drehzahlgeber oder auch an den vom Drehzahlgeber zur Auswerteschaltung führenden Leitungen ein Defekt auf, so kann dieser Umstand r> bewirken, daß von der Auswerteschaltung Signale erzeugt werden, die eine falsche Bremsdruckregelung verursachen oder beim Schleuderschutz die Motordrehzahl falsch beeinflussen.

Um das Entstehen solcher fehlerhaften Signale zu 2u verhindern ist es bekannt (DE-OS 21 42144), die Signale der Drehzahlgeber von jeweils zwei Fahrzeugradern einem Maximiergiied zuzuführen, welches das jeweils größere Signal, d.h. das Signal, welches der größeren Radgeschwindigkeit entspricht, an die Auswerteschaltung weiterleitet.

Mit dieser Schallung ist es zwar möglich, das ""Druckloswrrden eines Radbremszylinders zu verhindern, jedoch kann nicht erkannt werden, ob und welcher Sensor fehlerhaft arbeitet. Es ist auch nicht möglich, jo Fehler in Übertragungsleitungen festzustellen.

Es ist weiter aus der DE-OS 22 00 805 eine Überwachungseinrichtung für einen Drehzahlgeber, insbesondere für Turbinen, bekannt. Diese Einrichtung weist zur Erhöhung der Sicherheit einen zweiten, v> redundanten Drehzahlgeber auf. Die Ausgangssignale der beiden Drehzahlgeber werden verglichen und bei Auftreten einer Differenz wird das Vorhandensein eines Defektes angenommen. In einer weiteren Stufe wird die Drehzahl eines der beiden Geber auf unzulässig hohe <>o Änderungswerte überwacht.

Diese Überwachungseinrichtung ist zwar wirksam, aber relativ aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungseinrichtung für Drehzahlgeber zu schaf- 4> fen, die einfach in ihrem Aufbau ist und das Auftreten von Fehlern in den Drehzahlgebern und/oder den Übertragungsleitungen signalisiert.

Die Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. vi

Von Vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß jeder Drehzahlgeber für sich allein überwacht werden kann, daß die Anordnung der Überwachungseinrichtung sowohl im Drehzahlgeber selbst als auch in der Auswerteschaltung möglich ist und daß sie nachträglich bei bekannten Gleitschutzeinrichtungen verwendet v/erden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand feo der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt als Prinzipschaltbild einen als Sensor in einer Gleitschutzeinrichtung dienenden Feldplattengeber mit einer Überwachungseinrichtung.

Der aus zwei Feldplatten 1 und 2 bestehende Sensor ist in die Emitterleitung 3 eines Transistors 4 geschaltet, dessen Basis über eine Leitung 5, in welcher drei Widerstände 6,7,8 angeordnet sind, mit den Polen einer Spannungsversorgungsquelle verbunden ist. Eine Ausgangsleitung 9 führt vom Sensor 1, 2 über einen Widerstand 10 zum invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 11. In die Ausgangsleitung 9 ist ein Kondensator 12 geschaltet. Durch einen Widerstand 13, der in einer den invertierenden Eingang mit dem Ausgang des Differenzverstärkers 11 verbindenden Leitung 14 angeordnet ist sowie durch den Widerstand 10 und die Widerstände der Feldplatten 1, 2 ist die Verstärkung des Differenzverslärkcrs 11 festgelegt. Eine Leitung 15 verbindet die Emitterleilung3 über eine Enlkopplungsdiode 16 mit der Leitung 9. Zwischen die Spannungsversorgungsquelle und die Leitung 15 ist in eine Leitung 17 ein Widerstand 18 geschaltet üesweiteren ist in einer die Spannungsversorgungsquelle mn der Leitung 9 verbindenden Leitung 19 ein Widerstand 20 angeordnet. Die Leitung 19 ist über eine Entkopplungsdiode 21 ebenfalls an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 11 angeschlossen. Der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers 11 ist über eine Leitung 22 an einen, aus den _£Widerständen 6 und 7 gebildeten Spannungsteiler ^angeschlossen, der an die Spannungsversorgungsquelle fangeschlossen ist und dessen Ausgangsspannung mittels seiner Zenerdiode 23 konstant gehalten wird.

Der Differenzverstärker 11 bildet zusammen mit den Leitungen 17, 19, den Widerständen 18, 20 und den 'Entkopplungsdioden 16, 21 eine Auswerteschaltung, welche bei Auftreten eines Fehlers am Sensor oder an den Versorgungsleitungen des Sensors eine den Werten der Versorgungsspannung entsprechende Spannung auf den Differenzverstärker 11 gibt.

Der Ausgang des Differenzverstärkers 11 ist über eine Leitung 24 mit zwei Verstärkerzweigen verbunden. Der erste Verstärkerzweig weist einen Differenzverstärker 27 auf, dessen nicht invertierender Eingang über einen Spannungsteiler 28,29,30 an den Pluspol und den Minuspol der Spannungsversorgungsquelle angeschlossen ist. Der invertierende Eingang des Diifcrenzverstärkers 27 ist über eine Diode 26 und einen Widerstand 25 an die Leitung 24 angeschlossen. Der zweite Verstärkerzweig weist einen weiteren Differenzverstärker 33 auf. Der nicht invertierende Eingang des Differenzverstärkers 33 ist über eine Entkoppelungsdiode 37, eine Leitung 38 und einen Ladekondensator 39 zum einen an den Minuspol der Spannungsversorgungsquelle, zum anderem über den Widerstand 25, eine Leitung 31 und einen Widerstand 32 an den Pluspol der Spannungsversorgungsquelle angeschlossen. Der invertierende Eingang des Differenzverstärkers 33 ist über einen Spannungsteiler 35, 34, 36 an die Spannungsversorgungsquelle angeschlossen. Den Entkoppelungsdioden 26 und 37 sind je drei weitere Entkoppelungsdioden 40, 41,42 sowie 43,44,45 zwecks Anschlusses zusätzlicher Sensoren mit zugehörigen Auswerteschaltungen parallel geschaltet.

Dieser beschriebene Schaltungsteil wird als Anzeigeschaltung bezeichnet und hat die Aufgabe, Fehler am Sensor cder in den Versorgungsleitungen des Sensors oder auch Fehler am Verstärker festzustellen und ein Fehlersignal zu erzeugen, welches einer Anzeigeeinrichtung zugeführt wird.

Die Anzeigeeinrichtung besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Signallampe 49, die über eine Leitung 48 und je eine Entkopplungsdiode 46 und 47 mit den Ausgängen der Differenzverstärker 27 und 33 verbunden ist.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Überwa-

IO

chungseinrichtung wird nachstehend näher erläutert.

Von der Spannungsversorgüngsqueile wird über die Widerstände 6, 7, 8 die Zenerdiode 23 und dem Transistor 4 eine konstante Spannung an die Feldplatten 1,2 des Sensors gelegt. Der Differenzverstärker 11 wird über den Kondensator 12 dadurch angesteuert, daß sich die Widerstände der Feldplatten 1,2 wechselweise ändern und somit der Mittenspannung der Feldplatten i, 2 eine Wechselspannung überlagert wird.

Die Widerstandsänderung der Feldplatten 1, 2 ei.tsteht dadurch, daß die vor einem Dauermagneten angebrachten Feldplatten bei Vorbeilaufen eines von dem zugeordneten Fahrzeugrad angetriebenen Zahnrades abwechselnd, je nach Zahnstellung, einem schwachen oder starken magnetisches Fluß ausgesetzt sind. n

Bei intaktem Sensor und intakten Versorgungsleitungen des Sensors wird über die Leitung 22 dem nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 11 eine Spannung zugeführt, die der durch die Zenerdiode 23 festgelegten Spannung entspricht. In der Anzeigeschaltung stellt sich somit hinter dem Widerstand 25 am Ladekondensator 39 bei einwandfreiem Sensor eine Spannung ein, die gleich der durch die Zenerdiode 23 festgelegten Spannung ist.

Tritt am Sensor ein Defekt auf, z.B. Bruch der Feldplatte 1, so wird der Differenzverstärker 11 über den Widerstand 18 und die Entkopplungsdiode 16 angesteuert, was zur Folge hat, daß der Differenzverstärker il in seine negative Endlage geht und eine Ausgangsspannung erzeugt, die wesentlich abweicht von der durch die Zenerdiode 23 festgelegte Spannung. Am Ladekondensator 39 der Anzeigeschaltung sinkt die Spannung ab. Erreicht sie einen Wert, der kleiner als die Mittenspannung von den Widerständen 28,30, vermindert um die Diodenspannung der Entkopplungsdiode 26 ist, wird vom Differenzverstärker 27 über die Entkopplungsdiode 46 und die Leitung 48 ein Ausgangssignal auf die Signallampe 49 gegeben und somit ein Fehler angezeigt.

Eine andere Fehlermöglichkeit kann sein, daß die Ausgangsleitung 9 des Sensors 1, 2 abreißt. In diesem Fall wird der Differenzverstärker 11 über den Widerstand 20 und die Entkopplungsdiode 21 angesteuert und geht ebenfalls in die negative Endlage. Die Spannung am Ladekondensator 39 der Anzeigeschaltung sinkt ab. Bei Erreichen eines Wertes, der kleiner als die Mittenspannung der Widerstände 29 und 30, vermindert um die Diodenspannung der Diode 26, wird vom Differenzverstärker 27 ein Ausgangssignal über die Entkopplungsdiode 46 und die Leitung 48 auf die Signallampe 49 gegeben

Tritt dagegen am Kondensator 12 ein Defekt auf, so geht der Differenzverstärker 11 in seine positive Endiage. Die Spannung am Lsdekondensator 39 steigt in diesem Fall langsam an. Erreicht sie die Mittenspannung an den Widerständen 35 und 36, erhöht um die Diodenschwellspannung der Entkopplurigsdiode 37, so erzeugt der Differenzverstärker 33 ein Ausgangssignal, welches über die Entkopplungsdiode 47 und die Leitung 48 zur Signallampe 49 gelangt. Bei Störungen des Leitungssystems, z.B. der Versorgungsleitungen oder der Ausgangsleitung des Differenzverstärkers 11, wird ebenfalls ein Fehlersignal erzeugt.

Wird z. B. die Plusleitung unterbrechen, so wird Störsignal gegeben wie bei negativer Endlage des Differenzverstärkers. 1st dagegen die Minusleitung gestört, so erfolgt die Fehlermeldung wie bei positiver Endlage des Differenzverstärkers. Bei Unterbrechung der Ausgangsleitung 24 des Differenzverstärkers 11 wird über die Widerstände 32 und 25 der Ladekondensator 39 der Anzeigeschaltung aufgeladen und die Fehlermeldung wie bei positiver Fndlage des Differenzverstärkers angesteuert.

Der Ladekondensator 39 dient zur Unterdrückung eines. Wechselspannungssignals im Fährbetrieb und somit der Bildung einer Mittenspannung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung für Drehzahlgeber von Gleit- und Schleudcrschutzeinrichtungen, bei denen der aber eine Sensorschaltung an eine Versorgungsspannungsquelle angeschlossene Sensor zur Erzeugung einer dem Raddrehverhalten entsprechenden Signalspannung dient, wobei die Signalspannung im Normalfall von der Versorgungsspannung des Sensors abweicht, gekennzeichne t d u rc h folgende Merkmale:

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