DE3146329C2 - Einrichtung zum Überwachen des Pegels und des Verlaufs eines elektrischen Signals eines Gleisstromkreises - Google Patents

Abstract

Die Einrichtung überwacht unter Zuhilfenahme von drei Umsetzern (U1, U2, U3) das elektrische Signal eines Gleisstromkreises daraufhin, ob beim Freifahren eines zugehörigen Gleisabschnittes zunächst allein ein vorgegebener Soll-Pegel erreicht wird und darauffolgend sowohl der Soll-Pegel als auch ein vorgegebener Soll-Verlauf vorliegt. Nur wenn diese bei einem freien Gleisabschnitt zu erwartenden Bedingungen erfüllt werden, gelangen von einem Taktgeber (TG) abgeleitete Impulse an weitere Verarbeitungseinrichtungen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Überwachen des Pegels und des Verlaufs eines elektrischen Signals eines Gleisstromkreises auf das ^i Vorliegen eines durch einen vorgegebenen Soll-Pege! und einen vorgegebenen Soll-Verlauf definierten Betriebszustandes unter Verwendung einer Schwel!- wertstufe zum Ausgeben eines ersten Kcnnsignals beim Erreichen des Soll-Pegels und eines Umsetzers zum ·■"> Ausgeben eines zweiten Kennsignals beim Vorhandensein des Soll-Verlaufs.

In der Eisenbahnsignaltechnik werden zum Zwecke einer Fahrzeugortung vielfach Gleisstromkreise verwendet- Diese überwachen durch Isolierstöße oder besondere Verbinder begrenzte Gleisabschnitte daraufhin, ob diese durch Fahrzeuge belegt sind. Dazu bedient man sich der Achsen der Fahrzeuge, die beim Belegen eines Gleisabschnittes jeweils dessen Schleien kurzschließen und dadurch den Signalstrom eines Senders an einem Ende eines Gleisabschnittes an einen zugehörigen Empfänger an einem anderen Ende dieses Gleisabschnittes unterbrechen.

Um sicherzustellen, daß jeweils nur zusammengehörige Sender und Empfänger miteinander korrespondieren, werden aufeinanderfolgenden Gleisabschnitten voneinander verschiedene Frequenzen einer Anzahl vorgegebener Frequenzen zugeordnet. Ferner ist es auch möglich, jedem Gleisstromkreis neben einer vorgegebenen Frequenz noch eine spezifische Kennung zuzuordnen, die beispielsweise nach Art eines TeIegrammes aufgebaut sein kann. In diesem Fall müssen die elektrischen Signale, die den Belegungszustand eines Gleisstromkreises kennzeichnen, auf den Pegel und den Verlauf des zugehörigen elektrischen Signals hin überwacht werden. Nur wenn ein vorgegebener Soll-Pegel überschritten wird und wenn ein vorgegebener Soll-Verlauf des elektrischen Signals eingehalten wird, kann der zugehörige Gleisabschnitt freigemeldet werden (ältere Anmeldung gemäß DE-OS 31 39 068).

Umsetzer zur Pegelüberwachung sind technisch relativ unkomplizierte Gebilde, die leicht nach sicherungstechnischen Gesichtspunkten aufgebaut werden können. Umsetzer zum Überwachen des Verlaufs des elektrischen Signals sind demgegenüber relativ kompliziert und können nur mit verhältnismäßig großem technischem Aufwand nach sicherungstechnischen Erfordernissen aufgebaut werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, «ine Einrichtung der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß auch mit unkomplizierten Umsetzarn zur Überwachung des Verlaufs des elektrischen Signals eine sichere Überwachungseinrichtung realisiert werden kann.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß auf Grund des erforderlichen Vergleichs des Ist-Verlaufs mit dem vorgegebenen Soll-Verlauf des elektrischen Signals ein Umsetzer zum Bewerten des Verlaufs des elektrischen Signals stets später anspricht als ein Umsetzer zur Überwachung des Pegels.

Gemäß der Erfindung wird die obengenannte Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Verknüpfungsglied zum Ausgeben eines Meldesignals mit einer von einem Taktgeber vorgegebenen Frequenz während eines, einem alleinigen Vorliegen des ersten Kennsignals unmittelbar folgenden gleichzeitigen Vorliegens beider Kennsignale vorgesehen ist.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß durch das erste Kcnnsignal einem ersten Ringkern eine den Betrag von dessen koerzitiver Feldstärke überschreitende erste Feldstärke in einer vorgegebenen ersten Richtung einprägbar ist, daß durch das zweite Kennsignal und ein Taktsignal des Taktgebers jeweils während dessen Taktdauer dem ersten Ringkern eine die erste Feldstärke um mehr als den Betrag der koerzitiven Feldstärke des ersten Ringkerns überkompensierende aus einer durch das zweite Kennsignal bedingten zweiten Feldstärke und einer durch das Taktsignal bedingten Taktfeldstärke resultierende Feldstärke in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung einprägbar ist, daß durch das zweite Kennsignal einem zweiten Ringkern

eine den Betrag von dessen koerzitiver Feldstärke überschreitende dritte Feldstärke zuführbar ist, daß durch ein erstes Verstärkungselement durchlaufende Ausgangssignale einer Lesewicklung des ersten Ringkerns dem zweiten Ringkern eine die dritte Feldstärke um mehr als den Betrag der koerzitiven Feldstärke des zweiten Ringkerns überkompensierende vierte Feldstärke zuführbar ist und daß durch das Meldesignal darstellende, durch ein zweites Verstärkungselement verstärkte Ausgangssignale einer Lesewicklung des in zweiten Ringkerns dem ersten Ringkern ein in den Taktpausen zusammen mit der ersten Feldstärke die zweite Feldstärke um mehr als den Betrag der koerzitiven Feldstärke des ersten Ringkerns überschreitende fünfte Feldstärke zuführbar ist. Hierdurch läßt r> sich das Verknüpfungsglied ausgesprochen einfach realisieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert Dabei zeigt 2n

F i g. 1 ein Blockschaltbild der Erfindung,

F i g. 2 ein Verknüpfungsglied und

F i g. 3 Diagramme zur Arbeitsweise dieses Verknüpfungsgliedes.

Das Blockschaltbild gemäß F i g. 1 zeigt einen ?~> Umsetzer Ul, dem die elektrischen Signale eines der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Gleichstromkreises zugeführt werden. Diese wechselfrequenten Signale haben einen vorgegebenen Soll-Verlauf, wobei die Amplitude dieser Signale davon abhängt, ob j> > der dem Gleisstromkreis zugehörige Gleisabschnitt von einem Fahrzeug besetzt ist — in diesem Fall geht die Amplitude gegen Null — oder ob der dem Gleisstromkreis zugehörige Gleisabschnitt frei ist — in diesem Fall erreichen die elektrischen Signale einen vorgegebenen r> Soll-Pegel —. Der Umsetzer i/l ist als Schwellwertstufe ausgebildet und leitet die elektrischen Signale des Gleisstrom'-.reises nur dann an einen Umsetzer i/2 weiter, sofern die Signale den Soll-Pegel erreichen. Ferner wird in diesem Fail ein erstes Kennsignal in w Form eines binären Signals logisch »1« an einen Umsetzer U 3 weitergeleitet.

Der Umsetzer i/2 vergleicht die ihm zugeführten elektrischen Signale mit dem Soll-Verlauf und gibt nur dann, wenn der vorliegende Ist-Verlauf diesem Soll-Ver- 4 ί lauf entspricht, ein zweites Kennsignal in Form eines binären Signales logisch »1« an den Umsetzer i/3. Sofern das erste und acs zweite Kennsignal vorliegen, wird ein Taktsignal eines Taktgebers TC an den Ausgang des Umsetzers U3 weitergeleitet. Dazu muß '>" jedoch als weitere Bedingung unmittelbar zuvor das erste Kennsignal dauernd vorgelegen und gleichzeitig das zweite Kennsignal nicht vorgelegen haben. Die Signale zum und vom Umsetzer t/3 sind als Signale 1,2, 3 und 4 bezeichnet. r>

Der prinzipielle schaltungsmäljige Aufbau des als Verknüpfungsglied dienenden Umsetzers i/3 ist in der F i g. 2 dargestellt. Das Verknüpfungsglied besteht dabei aus zwei Ringkernen R \ und R 2 sowie zwei npn-Transistoren Tl und T2 mit zwei zugeordneten, an t>o einer positiven Versorgungsspannung angeschlossenen Kollektorwiderständen R 1 bzw. R 2. Der Wicklungssinn der auf den Ringkernen R 1 und R 2 angeordneten Wicklungen ist durch von links nach rechts steigende bzw. von links nach rechts fallende Schrägstriche angedeutet. Steigende bzw. fallende Schrägstriche weisen auf den einen bzw. auf den anderen möglichen Wicklungssinn hin. M'¹ Ausnahme einer auf den Ringkern R 2 angedeuteten Wicklung, die In Windungen aufweist, weisen alle übrigen Wicklungen η Windungen auf.

Das Einwirken der Kennsignale und der Taktsignale auf das Verknüpfungsglied ist in der Darstellung gemäß F i g. 3 dargestellt.

Im linken oberen Teil von F i g. 3 ist die Hysteresekurve für den Ringkern Al₁ d. h. die Abhängigkeit von dessen Induktion Br ι von einer zugeführten magnetischen Feldstärke Hr ι dargestellt. Im rechten oberen Teil von F i g. 3 ist die Hysteresekurve für den Ringkern R2 dargestellt, d.h. die Abhängigkeit von dessen Induktion Br₂ von einer zugeführten magnetischen Feldstärke Hr₂. Jeweils unterhalb der Hysteresekurven ist der zeitliche Verlauf von jeweiligen magnetischen Feldstärken H_R, bzw. Hr₂ gezeigt. Durch einen Punkt ist in jeder Hysteresekurve jeweils eine zur Zeit f = G angenommene Remanenzlage dr.; zugehörigen Ringkerns R 1 bzw, R 2 angedeutet Der PJngkern R i möge dabei die untere Remanenzlage uR, der Ringkern R 2 die obere Remanenzlage oR einnehmen. Ein dem Ringkern R 1 zugeführtes erstes Kennsignal (Signal 1) erzeugt einen durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Verlauf der magnetischen Feldstärke. Die aufgrund eines zweiten Kennsignals (Signal 2) bedingte magnetische Feldstärke in den Kernen R1 und R 2 ist jeweils durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Die Taktsignale (Signal 3) erzeugen einen durch eine durchgezogene Linie angedeutete magnetische Feldstärke im Ringkern R1. Ummagnetisierungen des Ringkerns R 1 erzeugen, verstärkt durch den Transistor Ti als Verstärkungselement, im Ringkern R 2 Impulse magnetischer Feldstärke, die durch von links nach rechts steigende Linien schraffiert angedeutet sind. Ummagnetisierungen im Ringkern R 2 erzeugen, verstärkt durch den Transistor T2 als Vc-stärkungselement, im Ringkern R 1 Impulse magnetischer Feldstärke, die durch von links nach rechts fallende Linien schraffiert angedeutet sind. Die jeweilige momentane magnetische Feldstärke jedes Ringkerns R 1 bzw. R 2 wird jeweils durch Überlagerung aller Feldstärken ermittelt

Dem Ringkern R1 werden ständig Taktsignale (Signal 3) des Taktgebers TG zugeführt. Dadurch befindet sich der Ringkern R 1 z. Z. t — 0 auf jeden Fall in der durch einen Punkt dargestellter, unteren Remanenzlage uR. Sobald jedoch ein erstes Kennsignal (Signal 1) vorliegt, wird der Ringkern R 1 in seine obere Remanenzlage oR ummagnetisiert. Durch ein zweites Kennsignal (Signal 2) wird bewirkt, daß der Ringkern R 2 seine untere Remanenzlage uR einnimmt. Sofern, wie ebenfalls durch einen Punkt angedeutet, der Ringkern R 2 z. Z t = 0 seine obere Remanenzlage oR einhält, wird der Ringkern R 2 ummagnetisiert. Dadurch wird ein erster Impuls eines Meldesignals (Signal 4) für der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellt'.· Verarbeitungsein 'ichtungen gewonnen. Die von diesem Impuls im Ringkern R 1 erzeugte magnetische Feldstärke läßt den Ringkern R \ in der oberen Remanenzlage oR verbleiben.

Sobald ein zweites Kennsignal (Signal 2) vorliegt, bewirkt die von diesem erzeugte magnetische Feldstärke ferner eine Kompensation der vom ersten Kennsignal (Signal 1) ausgelösten magnetischen Feldstärke im Ringkern R 1. Ein folgender Taktimpuls des Takt.signals (Signal 3) verursacht demzufolge ein Rücksetzen des Ringkern? R 1 in dessen untere Remanenzlage uR. Das Ummagnetisieren des Rin^kernes R1 bewirkt, ver-

stärkt durch den Transistor 7"I. aufgrund der auf dem Ringkern R 2 angeordneten Wicklung mit 2n Windungen trotz einer aufgrund des zweiten Kennsignals (Signal 2) dort vorliegenden magnetischen Feldstärke mit entgegengesetzter Richtung ein Ummagnctisieren > des Ringkerns Λ 2 in dessen obere Remanenzlage oR.

Sobald der den Ringkern /?2 in die obere Remanenzlage oR bringende Impuls der magnetischen Feldstärke abgeklungen ist, wird aufgrund der durch das zweite Kennsignal (Signal 2) im Ringkern R 2 n> bestehenden magnetischen Feldstärke der Ringkern R 2 wieder in die untere Remanenzlage uR zurückgestellt. Da dieses Rückstellen stets in eine Taktpause des Taktsignals (Signal 3) fällt, wird der Ringkern R 1 durch einen in der Ausgabewicklung des Ringkerns R 2 ι'. entstehenden, durch den Transistor Tl verstärkten Impuls in seine obere Remanenzlage oR ummagnetisiert. Ferner gelangen diese verstärkten Impulse als Meldesignal (Signal 4) an die nachgeschalteten Verarbeitungseinrichtungen.

Dieser Vorgang setzt sich solange fort, wie das erste (Signal 1) und das zweite Kennzeichen (Signal 2) gemeinsam fortbestehen. Dies ist in der Fig. 3 durch gepunktete Linien angedeutet. Während dieser Zeitspanne liegt damit als Meldesignal (Signal 4) dauernd ein wechselfrequentes Signal mit der Frequenz des Taktgenerators TC vor. Sobald jedoch ein<.s der Kennzeichen (Signal I bzw. Signal 2) ausbleibt, wird der Ringkern R 1 nicht langer im Takt des Taktgenerators TG ummagnetisiert, wodurch das Meldesignal (Signal 4) ausfällt. Ein Wiederanlauf der Schaltung ist nur möglich, wenn zunächst das erste Kennzeichen (Signal 1) allein den Ringkern R 1 in dessen obere Remanenzlage oR bringt und anschließend das zweite Kennzeichen (Signal 2) die Voraussetzung dazu liefert, daß durch das Taktsignal (Signal 3) der Ringkern R I in seine untere Remanenzlage uR zurückgestellt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Oberwachen, des Pegels und des Verlaufs eines elektrischen Signals eines Gleisstromkreises auf das Vorliegen eines durch ϊ einen vorgegebenen Soll-Pegel und einen vorgegebenen Soll-Verlauf definierten Betriebszustandes unter Verwendung einer Schwellwertstufe zum Ausgeben eines ersten Kennsignals beim Erreichen des Soll-Pegels und eines Umsetzers zum Ausgeben ι ο eines zweiten Kennsignals beim Vorhandensein des Soll-Verlaufs, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verknüpfungsglied (U3, Fig. 1) zum Ausgeben eines Meldesignals mit einer von einem Taktgeber (TC, Fig. 1) vorgegebenen Frequenz während eines, einem alleinigen Vorliegen des ersten K<_nnsignals (1, Fig. 1 und 2) unmittelbar folgenden gleichzeitigen Vorliegens beider Kennsignale (1 und 2, F i g. 1 und 2) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- >i> zeichnet, daß durch das erste Kennsignal (1) einem ersten Ringkern (R 1, Fig.2) eine den Betrag von dessen koerzitiver Feldstärke überschreitende erste Feldstärke in einer vorgegebenen ersten Richtung einprägbar ist, daß durch das zweite Kennsignal (2) :5 und ein Taktsignal (3) des Taktgebers (TG) jeweils während dessen Taktdauer dem ersten Ringkern (R 1) eine die erste Feldstärke um mehr als den Betrag der koerzitiven Feldstärke des ersten Ringkerno (R 1) überkomyensierende aus einer durch das zweite Kennsignal (2) bedingten zweiten Feldstärke und einer durch das Taktsignal (3) bedingten Taktfeldstärke resultierende Feldstärke in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung einprägbar ist, daß durch das zweite )5 Kennsignal (2) einen zweiten Ringkern (R 2, F i g. 2) eine den Betrag von dessen koerzitiver Feldstärke überschreitende dritte Feldstärke zuführbar ist, daß durch ein erstes Verstärkungselement (Ti, Fig.2) durchlaufende Ausgangssignale einer Lesewicklung κι des ersten Ringkerns (R 1) dem zweiten Ringkern (R 2) eine die dritte Feldstärke um mehr als den Betrag der koerzitiven Feldstärke des zweiten Ringkerns (R 2) überkompensierende vierte Feldstärke zuführbar ist und daß durch das Meldesignal ■»■-, darstellende, durch ein zweites Verstärkungselement (T2, F i g. 2) verstärkte Ausgangssignale einer Lesewicklung des zweiten Ringkerns (R2) dem ersten Ringkern (R 1) eine in den Taktpausen zusammen mit der ersten Feldstärke die zweite ϊο Feldstärke um mehr als den Betrag der koerzitiven Feldstärke des ersten Ringkerns (R 1) überschreitende fünfte Feldstärke zuführbar ist.