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Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Signalen zum Be-
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stimmen der Achszahl oder deren Geschwindigkeit Die Erfindung bezieht
sich auf eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Signalen zum Bestimmen der Achszahl
oder deren Geschwindigkeit mit Hilfe von Gleisgeräten, die mindestens eine wechselstromgespeiste
Sende- und eine mit dieser gekoppelten Empfangsspule aufweisen, deren beim Passieren
von Fahrzeugrädern veränderbare Empfangs spannung zum mittelbaren Auslösen von amplitudenabhängigen
Frequenzen dient, welche einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden.
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Derartige Einrichtungen werden im Eisenbahntesen beispielsweise als
elektronische Impulsgeber eingesetzt, die das Passieren von Fahrzeugachsen an vorgegebenen
Stellen des Gleises ermitteln sollen. Derartige Impulsgeber bestehen vielfach aus
einer auf der einen Seite einer Eisenbahnschiene zwischen dem Schienenkopf und dem
Schienenfuß angeordneten Sendespule, die mit Wechselstrom gespeist wird, und einer
mit dieser
zusammenwirkenden Empfangsspule, die entweder auf der
gleichen Seite der Schiene oder aber 3enseits des SchienenfuBes derselben Schiene
angeordnet ist. Wenn nun der Laufkranz eines Rades diese Spulenanordnung passiert,
erhöht sich die Kopplung zwischen der Sende-und der Empfangsspule derart, daß sich
die Empfangsspannung erhöht.
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In der DE-PS 1 605 427 ist nun eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen
und Ubertragen von Achszählimpulsen in Achszählanlagen beschrieben, die nach dem
oben genannten Prinzip arbeitet. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist ein
Wechselspannungsgenerator vorgesehen, dessen Frequenz linear in Abhängigkeit von
einer zugeführten Steuerspannung änderbar ist, wobei deren Größe mittelbar abhängig
gemacht ist von der Empfangsspannung des Gleisgerätes. Jenachdem, ob nun im Beeinflussungsbereich
des Gleisgerätes sich ein Fahrzeugrad befindet oder nicht, gibt der Wechselspannungsgenerator
eine Wechselspannung mit einer oder mit einer anderen Frequenz ab. Dem Wechselspannungsgenerator
ist ein Filter nachgeschaltet, welches fUr die Frequenz des Wechselspannungsgenerators
bei betätigtem Gleisgerät, wenn also ein Fahrzeugrad im Beeinflussungsbereich des
Gleisgerätes ist, einen Sperrbereich aufweist. Auf Grund einer derartigen Schaltungskonfiguration
wird erreicht, daß in einer entfernt von zwei in einem vorgegebenen Abstand am Gleis
angeordneten Gleisgeräten liegenden Achszähleinrichtung beim Passieren dieser beiden
Gleisgeräte in Abhangigkeit von der Fahrrichtung fest vorgegebene Frequenzkonfigurationen
übertragen werden. Ein wesentliches Merkmal ist dabei, daß zu bestimmten Zeitpunkten
nur eine einzige Wechsel spannung des einen bzw. anderen Gleisgerätes Ubertragen
wird. Wenn nun ein diesen
Signalzustand auslösendes Rad das Gleisgerät
nicht verläßt, ist ein Zustand gegeben, der sich betriebsmäßig nicht von einer Störung,
z.B. bei einem defekten Wechselspannungsgenerator oder einem defekten Filter, unterscheiden
läßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde*- eine Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Gattung im wesentlichen mit Bausteinen der Digitaltechnik
zu realisieren, und zwar derart, daß etwaige Defekte keinen betriebsaäßig vorhandenen
Zustand unerkennbar vortäuschen können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die in eine Gleichspannung
umgesetzte Empfangs spannung einerseits eine Triggerschaltung steuert, deren Schwellwert
höher als die Gleichspannung bei nicht betätigtem Gleisgerät liegt, und andererseits
einen Spannungsüberwachen speist, der bei fehlender Gleichspannung ein Sperrsignal
abgibt, daß ferner eine durch einen Rechtecksignalgenerator gespeiste Frequenzteilerschaltung
für zwei verschiedene Frequenzen vorgesehen ist, die mit Hilfe der Triggerschaltung
wahlweise schaltbar und durch das Sperrsignal abschaltbar ist.
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Mit Hilfe dieser Schaltungsanordnung ist es in vorteilhafter Weise
möglich, die von zwei Gleisgeräten erzeugten Signale zum Bestimmen der Achszahl
oder der Fahrzeuggeschwindigkeit umgesetzt in vier verschiedene Frequenzen über
robuste FM-WT-Kanäle nach einer Zentrale zu Ubertragen. Ein weiterer Vorteil liegt
darin, daß in der von den Gleisgeräten entfernt liegenden Zentrale Begren: erverstärker
verwendet werden können, ohne daß die Notwendigkeit einer besonderen Pegel ein stellung
erforderlich wird. Durch die vorliegende
Konzeption ist es ferner
möglich, in der Zentrale eine lückenlose, also vom Betriebszustand unabhängige Überwachungsmöglichkeit
der AuBenanlage zu bieten hinsichtlich Unterbrechungen oder Defekten der Stromversorgung,
Ausfällen des Rechtecksignalgenerators oder der Teiler, Defekten in den Primär-
und oder Sekundärkreisen der Gleisgeräte bzw. in den nachgeschalteten gleichstrongespeisten
Einrichtungen sowie schließlich Defekten in einem an den Übertragungskanal zur ortsfesten
Anlage angeschlossenen Verstärkers.
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In vorteilhafter Weise kann die Frequenzteilerschaltung aus einem
mit Hilfe der Triggerschaltung im Teilerverhältnis umschaltbaren Frequenzteiler
bestehen.
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Eine andere vorteilhafte Variante unter Verwendung von Bausteinen
der Digitaltechnik sieht vor, daß die Frequenzteilerschaltung aus einem Zähler mit
einem Halteeingang für den Zustand RO" zur Aufnahme des Sperrsignals besteht und
mit zwei Ausgängen, an die zum wahlweisen Ausgeben von Signalen mit der einen bzw.
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anderen Frequenz zwei durch die Triggerschaltung steuerbare UND-Glieder
angeschlossen sind, denen ein ODER-Glied nachgeordnet ist.
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Eine vorteilhafte Ausbildung der Zentrale sieht vor, daß in der Auswerteschaltung
für 3e ein Frequenzpaar ein durchlässiger Bandpaß vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung
einer zugeordneten Überwachungsschaltung zugeführt ist, daß ferner an Jeden Bandpaß
ein Frequenzdiskriminator angeschlossen ist mit zwei Ausgangsleitungen, die bei
ordnungsgerechtem Vorliegen der einen oder der anderen Frequenz iwahlise ein diesbezUgllches
Quittungskennzeichen ausgeben, und daß die Signale aller Überwachungsschaltungen
und alle
Quittungskennzeichen einer gemeinsamen Baugruppe zur Störungsauswertung
zugeführt sind.
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Ein Ausführungsbelspiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird nachstehend näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 das Blockschaltbild von am Gleis befindlichen Einrichtungen
mit zwei Gleisgeräten und Figur 2 das Blockschaltbild von Auswerteeinrichtungen
in einer Zentrale für die umgesetzten Signale der Gleisgeräte.
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Figur 1 zeigt im Rahmen eines Blockschaltbildes wesentliche Schaltungsteile
einer Anordnung zum Erzeugen von Signalen in Verbindung mit zwei an einer Schiene
1 in einem vorgegebenen Abstand 2 angeordneten Gleisgeräten 3 und 4. Die von den
Gleisgeräten 2 und 4 abgegebenen Signale werden in der noch zu beschreibenden Schaltungsanordnung
umgeformt und Uber eine zweiadrige Leitung L1, L2 einer zentralen Auswerteschaltung,
z.B. in einem Stellwerk, zur richtungsunterscheidenden Achazählung oder zur Geschwindigkeitsbestimmung
eines die Gleisgeräte befahrenden Fahrzeuges weiter ausgewertet. Die beiden Gleisgeräte
2 und 4 bestehen einerseits 3eweils aus einer in einem Gehäuse an der Schiene 1
angeordneten Sendespule 30 bzw. 40 und aus einer dieser zugeordneten Empfangsspule
31 bzw. 41. Die Sende- und Empfangsspulen in 3edem Gleisgerät sind miteinander induktiv
gekoppelt, derart, daß sich beim Passieren eines Fahrzeugrades die Kopplung verstärkt,
so daß sich dabei eine von der Empfangsspule 31 bzw. 41 abgegebene Empfangsspannung
erhöht. Gespeist werden die Sendespulen 30 bzw. 40 mittelbar durch einen Rechtecksignalgenerator
G, dessen
frequenzstabile Ausgangs spannung einem Frequenzumsetzer
5 zugeführt wird, der die Frequenz F1 umsetzt in die Ausgangsfrequenz F2. An den
Frequenzumsetzer 5 ist ein Verstärker 6 angeschlossen, der schließlich primärseitig
die beiden Gleisgerte 2 und 4 speist.
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Die von der Empfangsspule 31 bzw. 41 abgegebene Empfangs spannung
wird in einer nachgeordneten Gleichrichterschaltung 7 bzw. 8 umgesetzt und mit Hilfe
eines Siebgliedes 9 bzw. 10 geglättet. An das Siebglied 9 bzw. 10 sind einerseits
eine Triggerschaltung 11 bzw. 12 und andererseits ein SpannungsUberwacher U7 bzw.
U2 angeschlossen. Die Triggerschaltungen 11 und 12 sind hinsichtlich ihres Schwellwertes
so dimensioniert, daß sie nur dann schalten, wenn sich im zugehörigen Gleisgerät
2 bzw. 4 ein Fahrzeugrad befindet.
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Der jeweilige Schwellwert liegt also höher als die vom zugeordneten
Siebglied 9 bzw. 10 ausgegebene Gleichspannung bei nicht betätigtem Gleisgerät 2
bzw. 4.
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Der SpannungsUberwacher U1 bzw. U2 ist so eingestellt, daß bei fehlender
Gleichspannung vom Siebglied 9 bzw.
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10 ein aktives Sperrsignal ausgegeben wird. Ferner sind zwei den beiden
Gleisgeräten 2 und 4 zugeordnete Frequenzteilerschaltungen in Form von Zählern 13
und 14 vorgesehen, deren Takteingänge C mit dem Ausgang des Rechtecksignalgenerators
G verbunden sind. Der Zähler 13 hat zwei Ausgänge für die Frequenzen F3 und F4;
entsprechendes gilt für den Zähler 14 für die Frequenzen F5 und F6. Die beiden Frequenzpaare
F3, F4 und F5, F6 liegen so weit auseinander, daß sie sich mit Hilfe zweier Bandpäsae
leicht selektieren lassen. Die beiden Zähler 13 und 14 haben ferner einen Halteeingang
R, der Jeweils mit dem Ausgang des einen bzw. anderen SpannungsUberwachers U1 bzw.
U2 verbunden ist. Hierdurch wird erreicht, daß beim Vorliegen des Sperrsignals vom
überwachen U1 bzw. U2 der zugeordnete Zähler 13
bzw. 14 nicht weiter
fortgeschaltet wird, eo daß entweder das Frequenzpaar F3/F4 oder das andere Frequenzpaar
F5 oder F6 oder gar beide Frequenzpaare entfallen.
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Jenachdem, ob nun das Gleisgerät 2 bzw. 4 durch ein Fahrzeugrad beeinfluß
wird, soll von den Frequenzpaaren F3/F4 bZw.- F5/F6- JeweiLs nur die elne-oder-die
andere Frequenz ausgegeben werden. Zu diesem Zweck sind dem Zähler 13 bzw. 14 drei
digitale Schaltglieder in Form eines UND-Gliedes 131 bzw. 141 mit einem Sperreingang,
einem UND-Glled 132 bzw. 142 sowie ein ODER-Glied 133 bzw. 143 zugeordnet. Die beiden
UND-Glieder 131, 132 bzw. 141 und 142 sind mit den die Frequenzen F3/F4 bzw. F5/F6
liefernden Ausgängen des Zählers 13 bzw. 14 verbunden. Der 3eweils zweite Eingang
der beiden UND-Glieder 131, 132 bzw. 141, 142 ist an den Ausgang der Triggerschaltung
11 bzw. 12 angeschlossen. In Qrundstellung der jeweiligen Triggerschaltung 11 bzw.
12, also bei nicht befahrenem Gleisgerät a bzw. 4 sind die beiden UND-Glieder 131
und 141 aktiviert, da die Triggerschaltungen 11 und 12 kein steuerwirksames Potential
ausgeben. In diesem Schaltzustand werden die Frequenzen F4 und F6 Uber die ODER-Glieder
133 und 143 auf einen Ausgangsverstärker 15 gegeben, an den galvanisch durch zwei
Kondensatoren C7 und C2 getrennt eine zweiadrige Leitung L1/L2 angeschlossen ist.
Über diese Doppelleitung werden einerseits die in Form von Wechselstromsignalen
vorliegenden Informationen der beiden Gleisgeräte 2 und 4 an die Zentrale nach Figur
2 übertragen; auf der anderen Seite wird über dieselbe zweiadrige Leitung L1/L2
die Gleichstromversorgung vorgenommen.
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Hinsichtlich der beiden Zähler 13 und 14 ist nun noch zu saugen, daß
bei jeweils durch ein Fahrzeugrad betä-
titer Gleisgerät 3 bzw.
4 eine so hohe Gleichspannung an der Triggerschaltung 11 bzw. 12 ansteht, daß diese
bezüglich ihres Schwellwertes Uberschritten wird und schaltet. Das dann an den UND-Gliedern
131, 132 bzw.
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141, 142 anstehende Signal bewirkt das Durchschalten der Frequenz
F3 und/oder der Frequenz F5.
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An der geschilderten Wirkungsweise ist zu erkennen, daß mit Hilfe
ausschließlich digital arbeitender Schaltglieder eine Schaltungsanordnung konzipiert
ist, die es gestattet, unabhängig vom Frei- oder Besetztzustand der beiden Gleisgeräte
3 und 4, daß ständig auf der zweiadrigen Leitung L1/L2 und unter Voraussetzung einer
ordnungsgerechten Anlage Wechselspannungen zweier verschiedener Frequenzen vorhanden
sind.
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Dies bietet eine gute Voraussetzung für eine ausreichende Überwachbarkeit
der Außenanlage in der zentralen Auswerteschaltung nach Figur 2.
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Das Blockschaltbild nach Figur 2 zeigt Einrichtungen zum Auswerten
der von der Strecke her über die zwei adrige Leitung L1/L2 übertragenen Frequenzen
F3, F4 bzw. F5, F6 sowie Einrichtungen zur ständigen Überwachung des ordnungsgerechten
Arbeitens der Außenanlage. An die zweiadrige Leitung L1/L2 ist zur Stromversorgung
eine Batterie UB angeschlossen. Die Drosseln Dl und D2 dienen zur wechselstrommNBigen
Entkopplung.
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In der Darstellung nach Figur 1 sind zur Entkopplung an dieselbe zweiadrige
Leitung L1/L2 weitere Drosseln D3 und D4 angeschlossen, wobei die Versorgungagleichspannung
schließlich an den Klemmen K1 und K2 zur Verfugung steht. Zur gleichstrommäßigen
Entkopplung sind ferner die Kondensatoren C3 und C4 vorgesehen, an welche die Bandfilter
16 und 17 angeschlossen sind. Das Bandfilter 16 hat einen Durchlaßbereich für die
Fre-
quenzen F3 und F4 und ist somit dem Gleisgerät 3 zugeordnet,
während das Bandfilter 17 einen Durchlaßbereich für die Frequenzen F5 und F6 hat
und somit den Informationskanal des Gleisgerätes 4 fortsetzt.
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An das Bandfilter 16 bzw. 17 ist ein Verstärker 18 bzw. 19 angeschlossen,
der eine Frequenzdiskriminatorschaltung FG1 und eine-4leichriOtersehaltung-20 bzw.
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im anderen Kanal die Frequenzdiskriminatorschaltung FG2 und eine Gleichrichterschaltung
21 speist. Den Gleichrichterschaltungen 20 bzw. 21 sind Siebglieder 22, 23 nachgeschaltet.
Diese führen jeweils nur dann eine Ausgangsgleichspannung, wenn im zugehörigen Übertragungskanal
entweder die Frequenz F3 oder die Frequenz F4 bzw. die Frequenz F5 oder F6 vorliegt.
Die jeweilige Ausgangsgleichspannung des Siebgliedes 22 bzw. 23 wird einer Überwachungsschaltung
U3 bzw. U4 zugefUhrt. Diese Überwachungsschaltungen sind beispielsweise so bemessen,
daß nur solange ein aktives Schaltsignal an eine Baugruppe SG zur Störungsauswertung
abgegeben wird, solange der zugeordnete Übertragungskanal mit jeweils einer Frequenz
ordnungsgerecht belegt ist.
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Jeder der beiden Frequenzdiskriminatorschaltungen FG1 bzw. FG2 hat
im Endeffekt zwei Ausgangsleitungen FG11, FG12 bzw. FG21, FG22. Die eine oder die
andere Ausgangsleitung FG11 bzw. Fig12 oder FG21 bzw. FG22 führt dann ein dlesbezügllches
Quittungskennzeichen, wenn entweder die Frequenz F3 oder die Frequenz F4 bzw. die
Frequenz F5 oder die Frequenz F6 vorliegt. Diese Quittungskennzeichen werden einer
weiteren Überwachungsschaltung U5 zugeführt. Diese hat die Aufgabe zu überwachen,
ob die Frequenzdiskriminatorschaltungen FG1 und FG2 wechselweise arbeiten. Dieses
Arbeiten ist immer dann der Fall, wenn die Gleisgeräte 2 und 4 nacheinander durch
ein
Fahrzeugrad betätigt werden. Ein bei ordnungsgerechtem Arbeiten
von der Überwachungsschaltung U5 abgegebenes Signal wird zusätzlich der Baugruppe
SG zur Störungsauswertung zugeführt. Diese Baugruppe gibt beim Fehlen eines der
zugeführten Signale über die Leitung L3 ein diesbezügliches Kennzeichen aus.
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An die beiden Frequenzdiskriminatorschaltungen FG1 und FG2 ist ferner
noch eine Baugruppe AG angeschlossen.
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Diese hat die Aufgabe, aus den übertragenen Signalen beispielsweise
die Geschwindigkeit von Fahrzeugen zu ermitteln, deren Räder die Gleisgeräte 3 und
4 passieren. Die Baugruppe AG kann aber auch zur richtungsabhängigem Achszählung
vorgesehen sein.
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