DE3641037C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zustands­ überwachung von Eisenbahnwaggons in Zuggarnituren, wobei zur Erfassung der Zustandsinformationen die Eisenbahnwaggons mit Überwachungssensoren versehen sind, deren Informationen auf dem Zuge gespeichert werden können, und weiterhin zur Informations­ übertragung innerhalb jeder Zuggarnitur mindestens ein Daten­ kanal verläuft.

Im Bestreben, die Effizienz des Eisenbahnverkehrs zu steigern, und die Verfügbarkeit der elektrischen Einrichtungen zu erhöhen, kommt der Zustandsüberwachung von Einrichtungen in Eisenbahnwaggons eine erhöhte Bedeutung zu.

Eine Einrichtung der oben angegebenen Gattung ist beispiels­ weise in der DE-OS 32 38 452 beschrieben. Hiermit sollen die Voraussetzungen für notwendige Vorbereitungsarbeiten vor der Inbetriebnahme eines Eisenbahnzuges so koordiniert werden, daß das Zugpersonal gezielt eingesetzt werden kann. Zu dem Zweck werden die Zustandsinformationen der einzelnen Sensoren einer Datenstation (Speicher) auf der Lokomotive der Zuggarnitur mit­ geteilt, von wo aus sie mit Hilfe einer Übertragungseinrichtung einer außerhalb der Zuggarnitur vorhandenen Datenverarbeitungs­ anlage zugeführt werden. Bei dieser Einrichtung ist es jedoch nicht ohne weiteres sichergestellt, daß bis zur Übernahme der Zustandsinformationen durch die Datenverarbeitungsanlage eine korrekte Zuordnung der Zustandsinformationen zu den jeweiligen Quellen bzw. Eisenbahnwaggons nicht verloren geht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung der oben angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß bei einer zugexternen Abfrage vor dem Erreichen des jeweiligen Zielbahnhofs der Zuggarnitur eine ordnungsgerechte Zuordnung der Zustandsinformationen zu den einzelnen Eisenbahnwaggons gewährleistet ist.

Das Ergebnis kann dem Zielbahnhof mitgeteilt werden, damit schon vor dem dortigen Eintreffen des Zuges eventuelle Repa­ raturen vorbereitet werden können und allenfalls notwendige Auswechslungen von Waggons sofort danach durchgeführt werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Waggons mit Zustandsinformationen und etwaige Fehlerdaten speichernden Diagnosegeräten versehen sind und daß die Diagnosegeräte nach Erhalt von Abfragebefehlen eines Abfrage­ gerätes diese Zustandsinformationen dem Abfragegerät melden, daß die Diagnosegeräte zur Entgegennahme der Ab­ fragebefehle und zur Meldung ihrer Zustandsinformation durch Wechselstromtelegrafiesignale einzeln an zwei als Si­ gnalübertragungsleitungen für Wechselstromtelegrafie herangezo­ gene Leitungen eines bereits vorhandenen, für Versorgungs-, Signalisierungs- und/oder Steuerungszwecke vorgesehenen, alle Waggons der Zuggarnitur durchziehenden Leitungssystems an­ schließbar sind, daß das Anschließen automatisch in einer der Reihenfolge der Anordnung ihrer Waggons innerhalb der Zuggarni­ tur entsprechenden zeitlichen Aufeinanderfolge geschieht und daß an die Leitungen auch das zum Einsatz gelangende Abfragegerät anschließbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen enthalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Form einer vereinfachten Schaltung den grundsätz­ lichen Aufbau der Einrichtung und

Fig. 2 ein detailliertes Ausführungsbeispiel.

In der Anordnung nach Fig. 1 sind mit W, W′ und W′′ die Einzel­ schaltungen je eines von drei zu einer Zuggarnitur zusammenge­ stellten Waggons (nicht dargestellt) bezeichnet. Alle Waggons durchzieht ein für Versorgungs-, Signalisierungs- und/oder Steuerungszwecke vorgesehenes Leitungssystem mit beliebig vielen einzelnen Leitungen. Zwei dieser Leitungen werden als Signalübertragungsleitungen Ü 1, Ü 2 verwendet, an die in jedem der Waggons befindliche Diagnosegeräte DG, DG′ und DG′′ wahlwei­ se anschließbar sind. Es ist durchaus möglich, in einer solchen Zuggarnitur, in der sich mit diesen Diagnosegeräten ausge­ stattete Waggons befinden, auch andere Waggons einzufügen, die keine Diagnosegeräte besitzen, wenn nur die Leitungen des Leitungssystems durch alle Waggons hindurchgeführt sind.

Die Diagnosegeräte DG, DG′, DG′′ haben die Aufgabe, Indikations­ stellen (Überwachungssensoren) abzufragen und die so erhaltenen Zustandsinformationen, eventuell zusammen mit der Uhrzeit der Abfrage, zu speichern. Die Überwachungssensoren, die an ver­ schiedenen Stellen des Waggons angeordnet sind, ermitteln alle Zustandsinformationen in codierter Form für das jeweilige Dia­ gnosegerät. Dabei kann entweder ein bestimmter Meßwert als sol­ cher eingegeben werden, oder eine Abweichung von einem Sollzu­ stand wird gemeldet. Damit kann jeder beliebige Zustand, sofern er nur durch einen Sensor überwachbar ist, im Diagnosegerät festgehalten werden, wie z. B. Temperaturen durch Heiß- oder Kaltleiter, bzw. die Abweichungen von Soll- oder Grenzwerten der Meßwerte. Die Diagnosegeräte DG, DG′, DG′′ haben neben diesen Zustandsinformationen auch bestimmte Kenndaten, welche den jeweiligen Waggon speziell betreffen, z. B. die Waggon­ nummer, fest gespeichert.

Die Abfrage dieser Daten erfolgt nur zu bestimmten Gelegenhei­ ten, nämlich wenn sich die Zuggarnitur in einer beliebigen Station vor dem Zielbahnhof aufhält. Hierzu dient vorzugsweise ein mobiles, insbesondere tragbares Abfragegerät, das während des Aufenthaltes der Zuggarnitur in der Station an die Abfrage­ klemmen AB, AB′ oder AB′′ irgend eines der Waggons mit den Ein­ zelschaltungen W, W′ oder W′′ anzuschließen ist. Die Freiheit der Wahl desjenigen Waggons, an den das Abfragegerät anschließ­ bar ist, wird durch die spezielle Ausbildung der Diagnosegeräte DG, DG′ und DG′′ sowie durch die besondere Art ihrer Anschaltung an die Signalübertragungsleitungen Ü 1 und Ü 2 gewährleistet.

Jedes Diagnosegerät DG, DG′, DG′′ enthält, wie später noch genauer ausgeführt wird, zwei Empfänger und einen Sender. Diese zwei Empfänger sind in Fig. 1 durch zwei Eingänge symboli­ siert, die über die Kontakte d 1, d 2, d 1′, d 2′ bzw. d 1′′, d 2′′ eines Durchschalterelais an die Signalübertragungsleitungen Ü 1 und Ü 2 angeschlossen sind. Ein dritter Kontakt d 0, d 0 bzw. d 0′′ dieses Durchschalterelais liegt jeweils z. B. in der Signalüber­ tragungsleitung Ü 2 und unterbricht diese in seiner Ruhelage zwischen den Wurzeln der Kontakte d 1 und d 2 bzw. d 1′ und d 2′ bzw. d 1′′ und d 2′′. Diese Unterbrechungen durch die Kontakte d 0, d 0′ und d 0′′ sind nur für die Frequenzen der für die Abfrage verwendeten Wechselstromtelegrafie wirksam, da bei der konkre­ ten Ausgestaltung der Erfindung anstelle von Kontakten mit galvanischer Unterbrechung Sperrfilter für diese Frequenzen verwendet werden, die je nach Bedarf aktiviert oder durch sekundären Kurzschluß unwirksam gemacht werden können. Für die Erklärung des Funktionsprinzipes genügt jedoch die Darstellung durch galvanische Kontakte. In jedem der Diagnosegeräte DG, DG′, DG′′ ist also je einer der Empfänger "links" und der andere "rechts" vom Unterbrechungs­ kontakt d 0, d 0′ bzw. d 0′′ an die Übertragungsleitung Ü 2 ange­ schlossen. Der Aufruf der Empfänger durch das Abfragegerät zum Zweck der Abgabe der Zustandsinformationen erfolgt durch ein codiertes Wechselstromtelegrafiesignal mit unterschiedlichen Codierungen für "Abfrage nach rechts" bzw. "Abfrage nach links", wobei die Abfrage mit der Codierung der einen Art be­ ginnt, bis keine Rückmeldung erfolgt, worauf nach etwa 5 sec die Abfrage mit der Codierung der zweiten Art beginnt und dann nach Beendigung der rückgemeldeten Zustandsinformationen abge­ schlossen wird. Danach wird nach einer Wartezeit von etwa 10 sec die Grundstellung wieder hergestellt.

Wird beispielsweise das Abfragegerät an die Abfrageklemmen AB′ der Einzelschaltung W′ des zweiten Waggons angeschlossen, so beginnt das Abfragegerät zunächst mit der Aussendung eines Ab­ fragebefehles mit der Codierung "Abfrage nach rechts". Demgemäß erhält der "linke" Empfänger des Diagnosegerätes DG′ über den geschlossenen Konktakt d 1′ den Abfragebefehl, worauf der Sender des Diagnosegerätes DG′ die Kenndaten und die gespeicherten Zustandsinformationen in Form von Wechselstromtelegrafiesigna­ len über den Kontakt d 1′ und die Übertragungsleitungen Ü 1 und Ü 2 sowie über die Abfrageklemmen AB′ dem Abfragegerät über­ trägt, wo diese Daten gespeichert werden. Nach Beendigung der Aussendung der Zustandsinformationen aus dem Diagnosegerät DG′ wird ein Schlußzeichen gegeben, das das Durchschalterelais in der Einzelschaltung W′ des zweiten Waggons zum Anzug bringt. Daraufhin öffnen sich die Kontakte d 1′ und d 2′, so daß das Diagnosegerät DG′ von der Übertragungsleitung Ü 2 getrennt wird. Weiterhin schaltet der Kontakt d 0′ die Übertragungsleitung Ü 2 durch, wodurch die Abfrageklemmen AB′ nunmehr mit dem Diagnose­ gerät DG′′ der Einzelschaltung W′′ über den Kontakt d 1′ verbun­ den sind. Daraufhin sendet das weiterhin an die Abfrageklemmen AB′ angeschlossene Abfragegerät erneut einen "Abfragebefehl nach rechts" aus, den über den Kontakt d 1′′ der "linke" Empfän­ ger des Diagnosegerätes DG′′ empfängt. Danach wird der Sender des Diagnosegerätes DG′′ zur Abgabe seiner Zustandsmeldungen aktiviert, nach deren Beendigung die Kontakte d 1′′ und d 2′′ ge­ öffnet und der Kontakt d 0′′ geschlossen wird. Damit ist das System für die Abfrage des Diagnosegerätes eines nächsten Waggons, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, vorberei­ tet. Die "Abfrage nach rechts" wird nur solange durchgeführt, bis aus dieser Richtung keine Zustandsmeldung mehr eintrifft. Dieser Umstand wird vom Abfragegerät dahingehend ausgewertet, daß von diesem Zeitpunkt ab die Abfragebefehle die Codierung für eine "Abfrage von links" bekommen. Diese Codierung des weiterhin an die Abfrageklemmen AB′ angeschlossenen Abfragege­ rätes sensibilisiert nunmehr den "rechten" Empfänger des Diagnosegerätes DG im ersten Waggon, dessen Einzelschaltung mit W bezeichnet ist. Der diesem Empfänger über den Kontakt d 2 zugeführte Meldebefehl veranlaßt den Sender des Diagnosegerätes DG zur Abgabe seiner Zustandsmeldungen, nach deren Beendigung sich die Kontakte d 1 und d 2 öffnen und der Kontakt d 0 schließt. Damit ist die Abfrage allfälliger weiterer Diagnosegeräte vor­ bereitet. Die konkrete Ausführung der Einzelschaltung eines Waggons ist in der Schaltung nach Fig. 2 dargestellt. Das Diagnosege­ rät DG ist hier in seinen Einzelheiten gezeigt, und zwar mit einem "linken" Empfänger E 1 und einem "rechten" Empfänger E 2, die über Koppeltransformatoren K 1 bzw. K 2 einerseits mittels der Kontakte d 1 bzw. d 2 und anderseits über Koppelkondensato­ ren C 1 bzw. C 2 primärseitig zwischen die Signalübertragungs­ leitungen Ü 1 und Ü 2 geschaltet sind. Die Induktivitäten der Primärwicklungen der Koppeltransformatoren K 1 und K 2 sind mit den Kapazitäten der Kondensatoren C 1 und C 2 auf das Frequenz­ band im Bereich von etwa 12 kHz der Wechselstromtelegrafie­ signale mit zwei Frequenzen abgestimmt, die abwechselnd vom Abfragegerät gesendet werden und von denen die eine den In­ formationszustand "LOW" und die andere den Informationszustand "HIGH" repräsentiert. Die Sekundärspannungen der Koppeltrans­ formatoren K 1 und K 2 werden über die Ruheseiten der Kontakte s 1 bzw. s 2 eines Senderelais, das vom gemeinsamen Sender S betä­ tigt wird, den Eingängen der Empfänger E 1 und E 2 zugeführt. Parallel zu den Eingängen der Empfänger E 1 und E 2 sind der Im­ pedanzanpassung dienende Widerstände R 1 bzw. R 2 geschaltet. Die Ausdrücke Primär- und Sekundärseite der Koppeltransformatoren gelten nur für den Empfang von Wechselstromtelegrafiezeichen, denn im Sendebetrieb kehren sich diese Funktionen bzw. die Ener­ gie- und Informationsflüsse um. Die Empfänger E 1, E 2 und der Sender S sind von einer eigenen Betriebsspannungsquelle ge­ speist. Die durch die in der Anordnung nach Fig. 1 dargestell­ ten Kontakte d 0, d 0′ und d 0′′ angedeuteten Sperrfunktionen wer­ den beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch zwei wahlweise ein- bzw. ausschaltbare Sperrfilter SP 1 und SP 2 ausgeführt. Je­ des dieser Sperrfilter besteht aus einem mit seiner Primärwick­ lung in die Signalübertragungsleitungen Ü 1 bzw. Ü 2 eingeschalte­ ten Übertrager, dessen Sekundärwicklung mit einem Kondensator einen Schwingkreis bildet, der auf das Frequenzband der Wechsel­ stromtelegrafiesignale abgestimmt ist. Die Kondensatoren der Sperrfilter SP 1, SP 2 sind mittels der Kontakte d 01 bzw. d 02 überbrückbar. Die Betätigung der Kontakte d 1, d 2 sowie d 01 und d 02 erfolgt mittels eines Durchschalterelais D, das mit einem Selbsthaltekontakt d 3 versehen ist. Ein dritter Koppeltrans­ formator K 3 ist primärseitig über einen weiteren Kondensator C 3 zwischen die Signalübertragungsleitungen Ü 1 und Ü 2 geschaltet. Sekundärseitig speist der Koppeltransformator K 3 ein Resonanz­ relais RR, das bei Betätigung durch eine wesentlich unterhalb des Wechselstromtelegrafiefrequenzbandes liegende Signalfre­ quenz mit einem Ruhekontakt r den Selbsthaltestromkreis des Durchschalterelais D unterbricht.

Die Betätigung der Schaltung nach Fig. 2 erfolgt folgender­ maßen:

Im Normalzustand während der Fahrt, wenn also keine Abfrage erfolgt, ist das Durchschalterelais D abgefallen, und in diesem Zustand nehmen alle d-Kontakte die gezeichneten Lagen ein. Bei Anschaltung des Abfragegerätes wird vor einer Abfrage durch Aussendung der Signalfrequenz das Resonanzrelais RR kurzzeitig erregt, das mit seinem Kontakt r vorsorglich den Selbsthalte­ stromkreis der Durchschalterelais D aller Waggons unterbricht, damit die Voraussetzungen für die Empfangsbereitschaft aller Empfänger E 1 und E 2 gegeben sind, d. h. daß über die geschlosse­ nen Kontakte d 1 oder d 2 die Wechselstromtelegrafiesignale ent­ weder für den Empfänger E 1 oder den Empfänger E 2 (je nach der Codierung "Abfrage nach rechts" oder "Abfrage nach links") emp­ fangen werden können. Nach dem Empfang des Abfragebefehls, der über die Kontakte s 1 bzw. s 2 an den Empfänger E 1 oder E 2 ge­ langt, wird der Sender S zur Abgabe der Zustandsmeldung aufge­ fordert. Je nachdem, von welchem der Empfänger E 1 oder E 2 diese Aufforderung ausging, wird entweder der Kontakt s 1 oder s 2 umgelegt, worauf der Sender über diesen Kontakt und über den Koppeltransformator K 1 oder K 2 über die von den Signalübertra­ gungsleitungen Ü 1 und Ü 2 gebildete Schleife und über die entsprechenden Abfrageklemmen AB seine Zustandsmeldungen an das angeschaltete Abfragegerät (nicht dargestellt) überträgt. Während dieser Übertragung sind die Sperrfilter SP 1 und SP 2 wirksam.

Nach Beendigung der Zustandsmeldungen veranlaßt der Sender S auf nicht näher dargestellte Weise die Umstellung des jeweils betätigten Kontaktes s 1 und s 2 zurück in die gezeichnete Lage und das Anziehen des Durchschalterelais D, das sich danach mittels seines Selbsthaltekontaktes d 3 selber hält. Die Kontakte d 1 und d 2 trennen danach den Empfänger E 1 und E 2 sowie den Sender S von der Signalübertragungsleitung Ü 2, und die Kon­ takte d 01 und d 02 schließen die Sekundärwicklungen der Sperr­ filter SP 1 und SP 2 kurz, wodurch diese ihre Sperrwirkungen gegenüber den Wechselstromtelegrafiefrequenzen verlieren. Hier­ durch kann der nächste Abfragebefehl auch an den nächsten Waggon gelangen.

Es könnte der Fall eintreten, daß zwischen den als Signalüber­ tragungsleitungen Ü 1, Ü 2 herangezogenen Leitungen Dioden einge­ schaltet sind, die für den normalen Betrieb dieser Leitungen funktionswesentlich sind. Ohne besondere Vorsichtsmaßnahme könnte daher der Fall eintreten, daß diese Dioden durch die Wechselstromtelegrafiesignale leitend geschaltet werden, was die Signalübertragung stören würde. Dies läßt sich durch als Diodensperrspannungen wirkende Gleichspannungen vermeiden, die vom Abfragegerät an die betreffenden Leitungen gelegt werden. Diese Gleichspannungen werden so klein gewählt sein, daß eine Beeinflussung der Steuerfunktionen sicher vermieden wird.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Zustandsüberwachung von Eisenbahnwaggons in Zuggarnituren, wobei zur Erfassung der Zustandsinformationen die Eisenbahnwaggons mit Überwachungssensoren versehen sind, deren Informationen auf dem Zuge gespeichert werden können und weiterhin zur Informationsübertragung innerhalb jeder Zuggarni­ tur mindestens ein Datenkanal verläuft, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß die Waggons mit Zustandsinfor­ mationen und etwaige Fehlerdaten speichernden Diagnosegeräten (DG, DG′, DG′′) versehen sind und
daß die Diagnosegeräte nach Erhalt von Abfragebefehlen eines Abfragegerätes diese Zustands­ informationen dem Abfragegerät melden,
daß die Diagnosegeräte zur Entgegennahme der Abfragebe­ fehle und zur Meldung ihrer Zustandsinformationen durch Wechselstromtelegrafiesignale einzeln an zwei als Signalübertragungsleitungen für Wechselstromtelegrafie heran­ gezogenen Leitungen (Ü 1, Ü 2) eines bereits vorhandenen, für Versorgungs-, Signalisierungs- und/oder Steuerungszwecke vorgesehenen, alle Waggons der Zuggarnitur durchziehenden Lei­ tungssystems anschließbar sind,
daß das Anschließen automatisch in einer der Reihenfolge der Anordnung ihrer Waggons innerhalb der Zuggarni­ tur entsprechenden zeitlichen Aufeinanderfolge geschieht und
daß an die Leitungen (Ü 1, Ü 2) auch das zum Einsatz ge­ langende Abfragegerät anschließbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß jedes Diagnosegerät (DG, DG′, DG′′) zwecks Empfang von Abfragebefehlen mittels einer Anschaltevor­ richtung (d 1, K 1, C 1; d 2, K 2, C 2) für Wechselstromtelegrafie­ signale zwischen die Signalübertragungsleitungen (Ü 1, Ü 2) schaltbar ist und
daß in den Signalübertragungsleitungen (Ü 1, Ü 2) neben den Anschlußstellen der Anschaltevorrichtung (d 1, K 1, C 1; d 2, K 2, C 2) schaltbare Sperrfilter (d 0, d 0′, d 0′′ in Fig. 1; SP 1, SP 2 in Fig. 2) eingeschaltet sind,
daß die Sperrfilter die Übertragung der Wechselstromtelegrafiesignale zum Diagnosegerät (DG, DG′, DG′′) des in der Reihenfolge der Waggons nachfolgenden Waggons ver­ hindern,
daß vor Empfang eines Abfragebefehls die Anschalte­ vorrichtung (d 1, d 2) den Durchschaltezustand und die Sperr­ filter (d 0, d 0′, d 0′′ bzw. SP 1, SP 2) den Sperrzustand aufweisen und
daß nach Beendigung der Abfrage eine Umkehr dieser Schaltzu­ stände vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß jedes der Diagnosegeräte (DG, DG′, DG′′) mit je einem Sender (S) und je zwei Empfängern (E 1, E 2) für den Empfang von aus unterschiedlichen Richtungen an­ kommenden Wechselstromtelegrafiesignalen ausgestattet sind,
daß für diese Wechselstromtelegrafiesignale Anschaltevorrichtungen (d 1, K 1, C 1 bzw. d 2, K 2, C 2) beiderseits der Sperrfilter (d 0, d 0′, d 0′′ bzw. SP 1, SP 2) an die Signalübertragungsleitungen (Ü 1, Ü 2) angeschlossen sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Signal­ übertragungsleitungen (Ü 1, Ü 2), die betriebsmäßig durch Dioden verbunden sind, vom Abfragegerät mit einer Diodensperrspannung beaufschlagt werden.