DEP0052880DA - Verfahren zur Auswertung einer oder mehrerer Folgen elektrischer Impulse in von diesen gesteuerten Relais, insbesondere in Anwendung für Zählzwecke beispielsweise für die Achszählung in Eisenbahnsicherungsanlagen - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt ein Verfahren zu Grunde, bei dem es sich darum handelt, eine oder mehrere Folgen von elektrischen Impulsen in der durch diese Impulse bewirkten Einstellung von elektrischen Relais auszuwerten. Dieses mit Hilfe von Relais ausgeführte Verfahren soll im Gegensatz zu einer Auswertung solcher Impulse in Schrittschaltwerken oder anderen Betätigungswerken mechanischer Art erfolgen, die hinsichtlich ihrer Einstellzeit mehr oder weniger mit Trägheit behaftet sind. Es kommt hierbei also unter anderem darauf an, diese Trägheit durch Verwendung von empfindlichen und rasch ansprechenden Relais als Einstellglieder möglichst zu vermeiden, so dass also Impulse tunlichst hoher Frequenz erfasst werden können und dabei keine grösseren Massen betätigt werden müssen, die auch eine erhöhte Einstellkraft benötigen.

Es ist an sich schon bekannt, Impulsreihen in Relaisspeichern zu erfassen. Bei der einfachsten Art solcher Relaisspeicher ist dabei für jeden einzelnen auszuwertenden Impuls ein besonderes Relais nötig, was bei grosser Impulszahl zu einem unwirtschaftlichen Relaisaufwand führt. Man hat aus diesem Grunde bereits vorgeschlagen, Relaisspeicher aufzubauen, bei denen die Relais zu Gruppen zusammengefasst werden. Hierbei tritt dann schon eine erhebliche Relaisersparnis ein, weil so eine gruppenweise Mehrfachausnutzung der Re- lais möglich wird. Fasst man z.B. die Relais in p Gruppen von je a Elementen zusammen, so lassen sich damit schon a(exp)p Impulse erfassen bzw. zählen, während bei einfacher Relaisanordnung, wie schon erwähnt, ebensoviele Relais erforderlich sind, wie Impulse ausgewertet oder gezählt werden sollen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung jetzt darin, den Relaisbedarf im Vergleich auch zur gruppenmäßigen Relaiszusammenfassung noch weiterhin erheblich zu verringern und zwar auf einen tatsächlich minimalsten Relaisaufwand. Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, dass die Relais derart geschaltet werden, dass ihr aufeinanderfolgendes Ansprechen in Ausnutzung aller gegenseitig möglichen Kombinationen der Stellungen der Relais erfolgt, so dass sich mittels x Relais bei n verschiedene Stellungen n(exp)x Impulse mit ebensovielen sich ergebenden verschiedenen Relaisstellungskombinationen erfassen und auswerten lassen (0-Stellung der Relaisanordnung und zwar Impuls 0 mit eingerechnet).

Zweckmäßig wird die zu diesem Verfahren erforderliche Relaisschaltung so aufgebaut, dass jedes in der Impulsfolge neu ansprechende Relais bei den folgenden Impulsen die vorhergegangenen Relaisstellungskombinationen wiederholen lässt, bevor ein weiteres Relais der Relaisreihe neu anspricht. Eine Erhöhung der Arbeitssicherheit ist ferner dadurch erzielbar, dass die wechselnde Schaltung der die Impulsserie in einer bestimmten Einstellungskombination erfassenden Hauptrelais mittels diesen Relais zugeordneter Hilfsrelais bewirkt wird.

Die Erfindung ist mit ihren weiteren Einzelheiten und deren Anwendungsmöglichkeiten nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert und zwar bei Verwendung von Relais mit nur zwei Betriebsstellungen, nämlich der Ruhestellung und der Arbeitsstellung. Es zeigen

Fig. 1 den Schaltungsaufbau einer Relaisanordnung der Erfindung bei Verwendung z.B. von nur vier Relais,

Fig. 2 eine tabellarische Darstellung der Arbeitsweise der Relaisanordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 den Schaltungsaufbau einer ebenfalls aus vier Relais bestehenden Anordnung unter Verwendung von den Hauptrelais zugeordneten Hilfsrelais,

Fig. 4 die Anwendung der Relaisanordnung nach Fig. 2 für selbsttätige vergleichende Zählauswertung z.B. für die Achszählung im Eisenbahnsicherungswesen.

In den Figuren bedeuten A, B, C und D die Hauptrelais, die als Zählrelais bezeichnet sind, weil die dargestellten Schaltungen z.B. für Zählzwecke zur Verwendung kommen sollen. i ist ein Impulskontakt, der die in der Schaltung auszuwertenden Impulse bzw. die ankommende Impulsserie auf diese Schaltung gibt. Dieser Kontakt i wird von einem an der Zählstelle befindlichen, nicht dargestellten beliebigen Impulsgeber gesteuert. Die kleinen Buchstaben a(sub)1, a(sub)2, b(sub)1, b(sub)2, b(sub)3, c(sub)1, c(sub)2, c(sub)3 und d(sub)1, d(sub)2, d(sub)3 sind die zu den Relais A, B, C, D gehörigen Kontakte.

Die Schaltung nach Fig. 1 arbeitet nun wie folgt:

Bei Auslösung des 1. Impulses schliesst der Kontakt i den vom Plus-Pol kommenden Stromkreis l(sub)1. Über den Kontakt a(sub)2 erhält dadurch das Relais A Spannung. Es zieht an und hält sich dann mit seinem dadurch geschlossenen Kontakt a(sub)1 selbst, der über die Leitung l(sub)2 ebenfalls zum Plus-Pol führt. Kontakt a(sub)1 und Kontakt a(sub)2 sind Folgekontakte, die so arbeiten, dass erst nach Schliessen des Selbsthaltekontaktes a(sub)1 der Kontakt a(sub)2 betätigt wird. Inzwischen hat der Impulskontakt i wieder geöffnet. Kontakt a(sub)2 ist ein Wechselkontakt und legt dementsprechend beim Ansprechen von Relais A seine Stellung um. Dadurch wird der Stromkreis des Relais B für den 2. Impuls vorbereitet. Nach dem 1. Impuls hat also das Relais A angezogen.

Bei Auslösung des 2. Impulses und Wiederschliessen des Kontaktes i erhält jetzt das Relais B Spannung über den umgelegten Wechselkontakt a(sub)2. Es zieht an und hält sich seinerseits wieder über den Selbsthaltekontakt b(sub)1. Der Wechselkontakt b(sub)2 bereitet von sich aus den Stromkreis wieder für den nächsten Impuls vor. Der Kontakt b(sub)3 bringt ferner während seiner Umlegezeit das Relais A jetzt wieder zum Abfallen. Nach dem 2. Impuls hat also das Relais B angezogen.

Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich dann entsprechend für die weiterfolgenden Impulse, d.h. nach dem 3. Impuls haben die Relais A und B angezogen, nach dem 4. Impuls hat nur das Relais C angezogen, nach dem 5. Impuls hat wieder das Relais A und jetzt das Relais C angezogen usw.

In Fig. 2 ist das Relaisarbeitsschema, wie es der Fig. 1 entspricht, tabellarisch dargestellt für vier Relais A, B,C, D, beginnend mit dem Impuls 0. Hierbei ist in der ersten Horizontalspalte die Impulszahl vermerkt. In der jedem Impuls entsprechenden Vertikalspalte darunter ist ferner angegeben, welches der vorhandenen Relais bei dem betreffenden Impuls unter Strom i t und welches nicht. Das jeweils erregte Relais in angezogener Stellung ist dabei durch Diagonalkreuz gekennzeichnet und das in Ruhestellung befindliche, also nicht erregte Relais, durch ein leeres Tabellenfeld. Die Fig. 2 zeigt deutlich, dass nacheinander in bestimmter Regelmäßigkeit alle möglichen Relaisstellungskombinationen eintreten und ein neues Relais der Relaisreihe jeweils erst dann zum Ansprechen kommt, wenn vorher alle vorhergehenden Relais alle untereinander möglichen Ansprechkombinationen ausgeführt haben, wobei dann vor Ansprechen des nächsten neuen Relais der Relaisreihe alle vorhergehenden Relais abgeschaltet wurden. Da die Relais mit zwei Arbeitsstellungen angenommen sind, nämlich der Ruhestellung und der Ansprechstellung, ergeben sich also laut Tabelle entsprechend Fig. 2 16 Relaisstellungskombinationen, die nacheinander auftreten, wenn 16 Impulse auf die in Fig. 1 angegebene, aus den vier Relais bestehende Schaltung gegeben werden (der Impuls 0 und die 0-Stellung der Gesamtkombination mit eingerechnet). Es lassen sich so mit nur vier Relais 16 Impulse auswerten oder zählen, entsprechend der oben angegebenen Formel n(exp)x, wobei n = 2 die Anzahl der Stellungen der einzelnen Relais und x die Anzahl der vorhandenen Relais bedeutet. In dieser Weise lassen sich also z.B. mit nur 10 solchen Relais in nicht weniger als 1024 erreichbaren verschiedenen Relaisstellungskombinationen ebensoviele Impulse erfassen und auswerten bzw. zählen; denn 2(exp)10 = 1024. Bei einer einfachen Relaisanordnung würde man also zu diesem Zweck 1024 Relais benötigen und bei einer gruppenweisen Relaiszusammenfassung bereits vorgeschlagener Art könnte man immerhin mit 10 Relais erst 32 bis 36 Zählimpulse erfassen je nach gewählter Gruppenunterteilung. Die Erfindung bringt demgegenüber also eine alle Erwartungen überschreitende Relaisersparnis.

Die praktische Ausführung der Schaltung nach Fig. 1 stellt besondere Anforderungen an die Schliessungs- und Öffnungszeiten der Relaiskontakte und deren zeitliche Betätigungsfolge. Diese Empfindlichkeit lässt sich vermeiden, wenn man die Schaltung nach Fig. 1 in der Weise ergänzt, dass jedem als Zählrelais wirkenden Hauptrelais ein Hilfsrelais zugeordnet wird. Hierbei kann dann auf Folgekontakte und bestimmte festzulegende Impulszeiten verzichtet werden.

Eine der auf diese Weise möglichen Schaltungsanordnungen ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser Schaltung ist der vom Impulsgeber gesteuerte Kontakt i(sub)e jetzt ein Wechselkontakt, der bei jedem Impuls von der Ruhe- zur Arbeitsseite umgelegt wird, der dort eine gewisse Zeit anliegt und dann in seine Ruhelage zurückkehrt. In der Schaltung nach Fig. 3 sind die Relais A, B, C ..... die als Zählrelais bezeichneten Hauptrelais, während die Relais A(sub)h, B(sub)h, C(sub)h ..... die Hilfsrelais sind. L(sub)a, L(sub)b, L(sub)c sind Lampen, die als Vorwiderstände im Haltestromkreis der Zählrelais liegen. Sie dienen gleichzeitig zur Anzeige der gezählten Impulse. Beziffert man die Lampen z.B. folgendermassen: L(sub)a = 1, L(sub)b = 2, Lc = 4 ....., so gibt die Summe der aufleuchtenden Lampen direkt die Zahl der zu zählenden Impulse an, die auf die Schaltung zur Einwirkung gebracht werden. Im einzelnen arbeitet die Schaltung nach Fig. 3 wie folgt:

Zunächst sind alle Relais abgefallen. Bei Auslösung des 1. Impulses legt der Kontakt i(sub)e zur Arbeitsseite um (linke Stellung in der Figur 3). Das Hilfsrelais A(sub)h erhält Spannung vom Plus-Pol. Es zieht an und hält sich über seinen Arbeitskontakt a(sub)h2 und seine Haltewicklung selbst. Ferner bereitet es mit seinem Kontakt a(sub)h1 das Zählrelais A vor. Nach Zurücklegen des Impulskontaktes i(sub)e in seine Ruhestellung, wie sie in Fig. 3 eingezeichnet ist, erhält das Relais A Spannung. Es zieht jetzt ebenfalls an, hält sich über seine Haltewicklung und seinen Wechselkontakt a(sub)1 selbst und bringt dadurch sein Hilfsrelais A(sub)h zum Abfallen. Bei diesem Schaltvorgang bereitet ausserdem der Kontakt a(sub)2 des Zählrelais A das Ansprechen für das nächste Hilfsrelais B(sub)h vor. Nach dem 1. Impuls hat also das Relais A angezogen.

Beim 2. Impuls wird der Kontakt i(sub)e erneut in seine Arbeitsstellung umgelegt. Dadurch kann jetzt das Hilfsrelais

B(sub)h ansprechen. Es hält sich über seine Haltewicklung und Haltekontakt b(sub)h2 wieder selbst und bereitet mit seinem Kontakt b(sub)h1 das Zählrelais B vor und bringt dabei ausserdem das Relais A zum Abfallen. Nimmt dann der Impulskontakt i(sub)e seine dargestellte Ruhelage wieder ein, so kann nun das Relais B ansprechen. Es hält sich selbst über seine Haltewicklung und seinen Kontakt b(sub)1 und bringt sein Hilfsrelais B(sub)h zum Abfallen und bereitet ferner mit seinem Kontakt b(sub)2 das Hilfsrelais C(sub)h für die nächste Impulsgabe vor. Nach dem 2. Impuls ist also das Relais B angezogen.

Ebenso wie beim 1. Impuls zieht jetzt beim 3. Impuls erneut wieder das Hilfsrelais A(sub)h an und anschliessend sein Hauptrelais A. Als Folge hiervon fällt das Hilfsrelais A(sub)h wieder ab, so dass nach dem 3. Impuls sowohl das Relais A als auch das Relais B angezogen sind. In der dargestellten Weise wiederholen sich die Schaltungsvorgänge analog bei jedem weiteren Impuls. Die Ansprechfolge der Hauptrelais A, B, C ..... vollzieht sich als genau wie es der Tabelle nach Fig. 2 entspricht.

Die Schaltungen nach Fig. 1 und 3 können z.B. zur einfachen Zählung der Impulszahl einer aufgenommenen Impulsreihe nutzbar gemacht werden. Es ist aber auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren mit den Schaltungen für einen automatischen Zählvergleich zu verwenden, insbes. derart, dass festgestellt wird, ob zwei oder mehrere Impulsreihen die gleiche Anzahl von Einzelimpulsen aufzuweisen haben oder nicht, ohne dass es darauf ankommt, die Impulsanzahl in ihrem absoluten Wert im einzelnen zu erfassen. Die letzterwähnte Aufgabe liegt z.B. vor, wenn es sich darum handelt, festzustellen, ob gewisse Einzelelemente in gleicher Anzahl zwei oder mehrere Stellen passieren oder diesbezüglich Differenzen bestehen. Wichtig kann dies sein für automatische Fabrikationskontrollen, z.B. in der Fliessbandfertigung. Aber auch für beliebige andere Fälle hat dieses Vergleichsverfahren Bedeutung.

Für diese Zwecke hat die Schaltung nach der Erfindung ihre besondere Bedeutung nicht nur durch ihre Unabhängigkeit von stark wechselnden Impulsfrequenzen, sondern vor allem auch deshalb, weil sie bei einer sehr grossen Anzahl von Impulsen infolge der Ausnutzung aller Kombinationen der möglichen Relaisstellungen mit einem ausserordentlichen minimalen Relaisaufwand auskommt. Als ganz besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Achszählung im Eisenbahnsicherungswesen zu nennen. Hierbei darf nämlich nur dann eine Blockfreimeldung erfolgen, wenn die gleiche Anzahl von Wagenachsen, die an der Gegenstelle eingefahren ist, die Blockstrecke wieder verlassen hat, wobei die absolute Achszahl ohne Bedeutung ist. Dieser automatische Zählvergleich lässt sich erreichen, wenn jeder Zählstelle ein gleicher Relaisspeicher der angegebenen Art zugeordnet wird, was an sich für Relaisspeicher mit gruppenweiser Relaiszusammenfassung schon vorgeschlagen worden ist. Legt man dabei einen Kontakt der jeweils verwendeten Relais in einen Abhängigkeitsstromkreis, so kann man die diesem Verfahren zu Grunde liegende Auslösung einer Anzeige bei Nichtübereinstimmung der an zwei oder mehr Stellen gezählten Impulse, die von jeder vorbeilaufenden Wagenachse elektrisch ausgelöst werden, in nachstehend erläuterter Weise erreichen.

Das Prinzip einer derartigen Schaltungsanordnung geht aus Fig. 4 hervor. Die als Einzählspeicher EZ und die als Auszählspeicher AZ dienenden Relaisschaltungen entsprechen sich dabei und sind z.B. analog der in Fig. 1 oder 3 dargestellten Anordnung aufzubauen. Der untere Schaltungsteil VZ umfasst dabei jene zusätzlichen Schaltungselemente aus beiden Relaisspeichern EZ und AZ, die zur Auslösung der Vergleichsanzeige dienen. Diese Schaltelemente sind im wesentlichen Relaiskontakte, welche in Reihe oder parallel zueinander liegend einen Stromkreis sinngemäß so steuern, dass ein besonderes Anzeige-Auslöserelais C bzw. ein Relais H erregt wird oder nicht.

Die Kontakte a(sub)3, b(sub)3, c(sub)3 ..... in dem den Zählvergleich vornehmenden Schaltungsteil VZ der Schaltung nach Fig. 4 sind Kontakte der Relais A, B, C ..... im Einzählspeicher EZ bzw. Auszählspeicher AZ; die Kontakte a(sub)h3, b(sub)h3, c(sub)h3 ..... sind Kontakte der Hilfsrelais A(sub)h, B(sub)h, C(sub)h ....., ebenfalls im Einzähl- und im Auszählspeicher EZ bzw. AZ. Diese Kontakte beider Speicher sind im Anzeigestromkreis sinngemäß so hintereinander geschaltet, dass in der Ruhestellung aller Relais das Anzeigerelais C angezogen ist. Bei Beginn der Zählung wird zunächst durch den 1. Zählimpuls, wie oben an Hand von Fig. 3 erläutert ist, das Relais A(sub)h des Einzählspeichers zum Anziehen gebracht, je nachdem, an welcher Stelle der Zählimpuls ausge- löst wird. Durch Öffnen des entsprechenden Kontaktes a(sub)h3 des Ein- oder Auszählspeichers fällt dann das Relais G ab und dieses Relais bleibt abgefallen, solange die Zählung andauert. Erwähnt sei, dass gleichzeitig und unabhängig voneinander in beiden Zählstellen gezählt werden kann. Erst bei Übereinstimmung der im Einzählspeicher und der im Auszählspeicher erfassten Zählwerte erhält das Relais H Spannung, zieht an und bringt dadurch mit seinem Kontakt h(sub)1 das Anzeigerelais G zum Ansprechen. Der Kontakt h(sub)2 macht den Ein- und den Auszählspeicher stromlos. Das Relais C hält sich über seinen Kontakt g(sub)1 selbst. Das Relais H ist durch Umlegen des Kontaktes g(sub)1 wieder abgefallen und bereitet durch Wiederschliessen seines Kontaktes h(sub)2 den Einzähl- und den Auszählspeicher für eine neue Übereinstimmungsprüfung vor. Der Kontakt g(sub)2 gibt je nach Stellung Aufschluss über den jeweiligen Betriebszustand der beiden miteinander zu vergleichenden Zählwerte an den vorhandenen Zählstellen.

Claims (6)

1.) Verfahren zur Auswertung einer oder mehrerer Folgen elektrischer Impulse in von diesen gesteuerten Relais, die der Impulszahl entsprechend nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit aufeinanderfolgend betätigt werden, insbes. in Anwendung für Zählzwecke beispielsweise für die Achszählung in Eisenbahnsicherungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Relais (A, B, C, D, .....) derart geschaltet werden, dass ihr aufeinanderfolgendes Ansprechen in Ausnutzung aller gegenseitig möglichen Kombinationen der Stellungen der Relais erfolgt, so dass sich mittels x Relais bei n verschiedenen Stellungen n(exp)x Impulse mit ebensovielen sich ergebenden verschiedenen Relaisstellungskombinationen erfassen und auswerten lassen (die 0-Stellung der Relaisanordnung und zwar Impuls 0 mit eingerechnet).

2.) Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Relaisschaltung derart aufgebaut ist, dass jedes in der Impulsfolge neu ansprechende Relais bei den folgenden Impulsen die vorhergegangenen Relaisstellungskombinationen wiederholen lässt, bevor ein weiteres Relais der Relaisreihe neu anspricht (Fig. 2).

3.) Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselnde Schaltung der die Impulsserie in einer bestimmten Einstellungskombination erfassenden Hauptrelais (A, B, C, D .....) mittels diesen Relais zugeordneter Hilfsrelais (A(sub)h, B(sub)h, C(sub)h, D(sub)h, .....) bewirkt wird (Fig. 3).

4.) Anordnung nach Anspruch 1 und 2 zum Vergleichen verschiedener Impulsserien auf Übereinstimmung, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr gleiche, nach dem Kombinationsprinzip nach Anspruch 1 oder 2 arbeitende Relaisschaltungen (EZ, AZ) verwendet werden, bei denen Kontakte der sich in den einzelnen Schaltungen entsprechenden Relais so zu einem gemeinsamen Stromkreissystem (VZ) zusammengefasst sind, dass in diesem nur bei übereinstimmender Einstellung der Relaisschaltungen ein Prüfstromkreis geschlossen wird (Fig. 4).

5.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von mit zwei Arbeitsstellungen (einer Ruhe- und einer Ansprechstellung) arbeitenden Relais, so dass x Relais 2(exp)x Impulse in ebensovielen unterschiedlichen Relaisstel- lungskombinationen erfassen und auswerten lassen (der Impuls 0 und die Ruhestellung der Relaisanordnung mit eingerechnet).

6.) Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Hauptrelais der Relaisreihe (A, B, C, D .....) in einem Haltestromkreis ein Kontakt des nächstfolgenden Hauptrelais oder seines Hilfsrelais so zugeordnet ist, dass es nur beim Ansprechen dieses nächstfolgenden oder eines in der weiteren Reihe folgenden Haupt- oder Hilfsrelais zum Abfallen kommt, sich aber hält, wenn es erneut zum Ansprechen gebracht wird, falls das nächstfolgende oder die folgenden Relais unter Strom bleiben, und dass ferner ein im Laufe der Impulsserie noch nicht betätigtes neues Hauptrelais, gegebenenfalls mit zugehörigen Hilfsrelais, erst dann zum Ansprechen kommt, wenn alle vorhergehenden, schon betätigten Relais gleichzeitig erregt sind, wobei dieses neu erregte Hauptrelais dann alle vorher schon betätigten Relais stromlos macht.