NL8403286A - Vitaal aansluitingsstelsel voor spoorwegsignaaldoeleinden. - Google Patents

Description

* 1 « - 1 - 1

Vitaal aansluitingsstelsel voor spoorwegsignaaldoeleinden.

De uitvinding heeft betrekking op spoorwegsignaal-stelsels en in het bijzonder op een vitaal aansluitingsstelsel dat het gebruik van niet vitale componenten toestaat voor het verwerken van ingangssignalen naar en uit-5 gangssignaal van een spoorwegbesturingsstelsel, in het bijzonder een vitale processor, en aansluitingsbronnen van ingangsspoorwegsignalen met uitgangsspoorwegsignaal- en besturingsinrichtingen, zoals signaallampen, stuurrelais en wisselbedieningen.

10 De uitvinding is in het bijzonder geschikt voor gebruik in een onderling grendelend besturingsstelsel, dat werkt met spoorwegsignaalgeneratie- en verkeersbestu-ringsinrichtingen (de wissels en signalen) van een aftakking of ander complex van banen dat een aantal baansecties 15 kan bevatten, kruisingen en zijtakken.

Installaties voor spoorwegsignalering en bestu-ringsdoeleinden moeten vitale of tegen falen beveiligende eigenschappen hebben. Met vitaal wordt bedoeld dat de installatie behoed wordt tegen falen en indien een faling 20 optreedt, deze faling een veilige of beperkende werkwijze of besturing van het verkeer veroorzaakt, In het algemeen zijn relaisstelsels gebruikt voor vitaal signalering en besturen. Dergelijke relais' zijn ontworpen om te behoeden tegen falen, zoals door in contacten van materialen te 25 voorzien, die niet kunnen lassen of smelten. Het ontwerp van het relais is zodanig, dat eventueel falen het relais laat uitvallen en het signaal of de besturing in de beperkende of veilige toestand stelt. Hoewel relaisstelsels in het algemeen aanvaard zijn in de spoorwegindustrie 30 en aan standaarden voldoen, die zijn ingesteld door de veiligheidsorganisaties, zoals The American Association of Railroads, is het gewenst niet vitale componenten te gebruiken die bijvoorbeeld transistors en dioden kunnen bevatten, voor spoorwegsignalerings- en besturingsdoe1-35 einden. Het probleem aansluitingsstelsels te verschaffen die dergelijke niet vitale componenten gebruiken, maar die op een vitale wijze werken zodanig dat kostenbesparing verkregen wordt zonder veiligheidsoverwegingen op te 8403286 s * i - 2 -

If offeren, is een uitdaging in de spoorwegsignaleringstechniek.

Het is een eigenschap van deze uitvinding in een vitaal aansluitingsstelsel te voorzien, dat ingangen naar 5 en uitgangen vanuit een spoorwegbesturingsstelsel Jïeeft, dat op vitale wijze werkt en in deze beschrijving een vitale processor wordt genoemd, welk overgangsstelsel niet vitale componenten gebruikt en vitale werking verkrijgt op een kostenbesparende wijze.

10 Volgens een aspect van de uitvinding verschaft een vitale ingangsaansluiting tussen een bron van spoorweg-signalen en >een vitale processor, welke bron een gelijk-stroomsignaal is afkomstig van de contacten van een vitaal relais bijvoorbeeld, een digitaal seriesignaal dat een 15 beperkende toestand van het ingangssignaal weergeeft in geval van enige faling in de ingangsaansluitingsinrichting.

Volgens een ander aspect van de uitvinding.wordt in vitale uitgangsaansluitingsketens voorzien, die de vitale processor verbinden met spoorwegsignaal- en 20 besturingsinrichtingen, zoals relais',signaallampen en wisselbedieningen, die voortdurend onder controle staan van de vitale processor voor een fout in de aansluitings-inrichting en zelfs voor een fout in de spoorwegsignaal-inrichting, zoals een doorgebrande lamp en als resultaat 25 van het onderzoek wordt de uitgang ingesteld op een beperkte of veilige modus in het geval van enigerlei faling, waardoor vitale werking verkregen wordt. Volgens nog een ander aspect van de uitvinding, dat gebruikt kan worden om de vitale uitgangsaansluitingen te onderzoeken, 30 wordt een ontbreken van stroomdetector aangebracht, die een verzadigbare magneetketen gebruikt voor het overdragen van digitale onderzoekingssignalen, die in de vitale processor opgewekt kunnen worden en teruggezonden worden naar de vitale processor voor het detecteren van een 35 faling in het uitgangsaansluitingsstelsel.

Volgens nog een ander aspect van de uitvinding kan een vitale decodeur worden aangebracht, die wordt aangedreven door de vitale processor, bij voorkeur met een afgestemde vitale aandrijfdetector, die reageert op 40 gemoduleerde wisselstroom (AC) signalen, waarvan de aan- 8403286 - 3 - * ft wezigheid aangeeft dat de vitale processor en de uitgangsaans luitingen, die hiermsde verbonden zijn, niet hébben gefaald, zodat bij het onderbreken van het wisselstroomsignaal men een vitaal relais laat afvallen, en daardoor de 5 bedieningsvoedingsenergie met de uitgangsaansluitings-inrichting verbreekt en de uitgangen van de spoorweg-signaalbesturingsinrichtingen die daarmede verbonden zijn brengt in de beperkende veilige toestand. Het aspect van de uitvinding, dat de vitale decodeur bevat, maakt 10 gebruik van ketens die automatisch werkzaam zijn bij het ontbreken van het wisselstroomsignaal om het vitale relais snel af te laten vallen en snel de uitgangen in hun beperkende veilige toestand te brengen.

Het is nog een verder aspect van de uitvinding 15 te voorzien in uitgangsaansluitingsketens, die elektronische schakelaars gebruiken, zoals transistors, die uitgangen geven die equivalent zijn aan de enkelvoudige onderbrekings- en lampaandrijfuitgangen van relais, en zelfs met dubbele onderbreking en dipolaire uitgangen, 20 die door relais gegeven worden.

In het kort gebruikt een aansluitingsstelsel voor ingangen en uitgangen vanuit een vitale processor van spoorwegsignalen, dat de uitvinding bevat, vitale ingangs-aansluitingsmiddelen, die verbonden zijn met en in werking 25 te stellen zijn onder de besturing van de vitale processor voor het omzetten van ingangen en bronnen van spoorwegsignalen in een aantal digitale seriesignalen waarbij het formaat van elke daarvan een fout aangeeft in de ingangs-aansluitingsinrichting zelf. Een aantal uitgangsaanslui-30 tingsinrichtingen is eveneens verbonden met en wordt bediend door de vitale processor voor het besturen van de werking van de spoorwegsignaal- en besturingsinrichtingen.

De uitgangsaansluitingsinrichtingen bevatten elk middelen die door de vitale processor bediend worden voor het 35 herhaald onderzoeken van de goede werkingstoestand van de uitgangsaansluitingsmiddelen. Een vitale decodeur kan eveneens deel uitmaken van het aansluitingsstelsel en kan in werking gesteld worden door de vitale processor in reactie op uitgangen vanuit de onderzoekmiddelen daar-40 van om uitgangsaansluitingsinrichtingen te verhinderen 840 32 8 6

4 A

V

- 4 - spoorweginrichtingen te besturen om hen in een onveilige toestand te brengen, zodat een falen in enigerlei uitgangs-aansluitingsinrichting leidt tot het in de beperkende veilige toestand stellen van de spoorwegsignaal- en 5 besturingsinrichtingen.

De bovenstaande en andere doeleinden, eigenschappen, aspecten en voordelen van de uitvinding zullen duidelijker blijken uit het lezen van de volgende beschrijving die gegeven wordt aan de hand van de tekeningen, 10 waarin: fig. 1 een blokschema is dat schematisch een vitaal aansluitingsstelsel toont voor spoorwegsignalering, dat de uitvinding bevat, fig. 2 een schema is, dat één van de vitale 15 ingangsaansluitingsinrichtingen toont, die in het stelsel van fig. 1 gebruikt worden, fig. 3 een schema is dat één van de vitale uitgangsaansluitingsinrichtingen toont, die een enkele onderbrekingsuitgang in een uitgangslijn geven; het schema 20 toont eveneens een detector voor het onderbreken van stroom, die gebruikt wordt bij het onderzoeken van de werking van de vitale uitgangsaansluitingsinrichting, fig. 4 een schema is dat een vitale uitgangsaansluitingsinrichting toont, die een lampbekrachtigings-25 uitgang levert, fig. 5 een schema is dat een vitale uitgangsaansluitingsinrichting toont, die een dubbele onderbrekings-of bipolaire uitgang geeft, fig. 6 een schema is dat de vitale decodeur 30 volgens fig. 1 toont? en fig. 6a een schema is van een deel van een vitale decodeur, analoog aan de in fig. 6 weergegeven decodeur, maar waarin een enigszins vereenvoudigde uitgangs-keten is gebruikt.

35 Meer in het bijzonder in fig. 1 is een spoorweg- signalerings- en besturingsstelsel weergegeven, dat * grendelend kan zijn ten aanzien van seinen, wissels en lijnketens in een knooppunt of ander complex van banen.

Deze seinen, wissels en lijnketens zijn aangeduid met 40 een blok 10 en ontvangen uitgangen vanuit het stelsel.

8403286 « i - 5 - ]

De uitgangslijnen vanuit het stelsel, die naar de seinen, wissels en lijnketens 10 gaan zijn uitgangslijnen voor gelijkstroom, die de seinen bedient (de lampen of de relais die de lampketens bedienen). De gelijkstroom 5 op de uitgangslijnen kan eveneens de relais' van wissel-aandrijvingen en van lijnketens, die de signalen voeren, langs of tussen baansecties, besturen. Bronnen van spoorwegsignalen leveren vitale ingangen 11. Deze ingangen kunnen de contacten van relais in de baan, verkeers-10 en seinlichtrelaisbesturingen of afkomstig van contacten van wisselaandrijvingen zijn. Vitale ingangsaansluitings-inrichtingen 12 zijn voor elke ingang aangebracht.

Aangezien de ingangsleidingen vitale leidingen zijn, die drijven op de spoorwegsignaalbatterij (gewoonlijk een 15 12-volts batterij of een andere energievoeding) zijn twee ingangslijnen getekend die verbonden zijn met elke ingangsaansluitingsinrichting 12. In een kenmerkend stelsel kunnen er 96 vitale ingangsaansluitingsinrich-tingen zijn. In een stelsel dat gegevens verwerkt in 20 woorden van 16 bits, kunnen 16 vitale ingangsaansluitings-inrichtingen op afzonderlijke gedrukte ketenplaatjes voor ingangsaansluitingen worden aangebracht en bij 6 dergelijke ingangsaansluitingsplaatjes gebruikt worden.

De uitgangslijnen van de vitale ingangsaanslui-25 tingsinrichtingen worden voellijnen genoemd en leveren digitale signalen aan een vitale processor 14. De voel-signaalingangslijnen kunnen gegevenslijnen zijn van de vitale processor. De uitgangslijnen van de vitale processor kunnen eveneens deze gegevenslijnen zijn. De ingangs-30 of voellijnen en uitgangslijnen van de vitale processor zijn evenwel weergegeven als aparte groepen van lijnen om de tekening te verduidelijken. De vitale processor 14 is op geschikte wijze een microprocessorstelsel met zijn eigen centrale verwerkingseenheid en geheugen.

35 De microprocessor kan geprogrammeerd zijn voor het leveren van grendeling tussen de seinen, wissels en lijnketens van de vitale ingangen 11 en de seinen, wissels en lijnketens 10. De wissels, seinen en lijnketens kunnen eveneens ingangen verschaffen voor het stelsel 40 en zouden dan geacht kunnen worden gedeeltelijk de vitale 8403286 s β t - 6 - ingangen 11 te verschaffen. De vitale processor 14 evalueert de digitale ingangssignalen op de voellijnen en levert de grendelbesturingsfunkties. Deze worden uitgedrukt als uitgangen, die naar de vitale uitgangsaanslui-5 tingsinrichtingen 16 gaan. Een aparte vitale uitgangs-aansluitingsinrichting is aangebracht voor elk sein, wissel of lijnketen 10. De vitale uitgangen simuleren en verschaffen equivalente enkelvoudige onderbreking (SB), dubbele onderbreking (DB), en lampbekrachtiging (LD) 10 uitgangen op hun uitgangslijnen.

De vitale processor die niet uitsluitend maar wel in het bijzonder geschikt is om gebruikt te worden in het stelsel is van het type dat beschreven is in een octrooiaanvrage, gelijktijdig ingediend in de Verenigde 15 Staten op naam van David Rutherford, en overgedragen aan aanvraagster van de onderhavige aanvrage. De vitale processor van Rutherford wordt, voor zover hij verband houdt met deze uitvinding, in het volgende beschreven.

Het stelsel omvat eveneens een vitale decodeur 20 18, die uitgangen ontvangt van de vitale processor, die falingen weergeeft in de vitale processor zelf of in enige van de vitale uitgangsaansluitingsinrichtingen 16. Deze ingangen kunnen de vorm hebben van digitale woorden, die door de vitale decodeur ontvangen worden en gecon-25 centreerd worden zoals door de basislogica van de microprocessor in de ingang van de vitale decodeur. Besturings-signalen, die het gevolg zijn van deze woorden, worden omgezet in een pulsreeks, waarin de pulsen herhaald worden met een draaggolffrequentie, die gemoduleerd wordt 30 bij een andere frequentie (dubbele modulatie) en een vitaal aandrijvingssignaal levert. De component van de laagste frequentie van het vitale aandrijfsignaal wordt gedetecteerd en levert een wisselstroomsignaal, dat op aanwezigheid of afwezigheid gedecodeerd wordt. Wanneer 35 het signaal aanwezig is laat de decodeur een vitaal relais 20 aantrekken door stroom door te laten door zijn be-dieningswikkeling. Dan wordt bedieningsenergie vanuit een bron van een vitale spanning aangegeven als 12 volt aangelegd via de contacten van het vitale relais 20 40 aan de vitale uitgangsaansluitingsinrichtingen. In het 8403286

« I

\ - 7 - 1 geval van een faling in de vitale processor of in de vitale ui tgangs aansluitings inrichtingen, wordt het wissel-stroomsignaal niet. langer gedetecteerd en laat de decodeur 18 het vitale relais 20 snel afvallen van de vitale uit-5 gangsaansluitingsinrichtingen voor seinen, wissels en lijnketens 10 die dan worden afgesneden, waarbij de seinen, wissels en lijnketens in een beperkende veilige toestand worden gebracht.

Vitale uitgangsaansluitingsinrichtingen 16 en 10 de vitale decodeur 18 worden onderzocht door anderzoekings-signalen, die worden aangeduid als CKIN die er aan worden toegevoerd. Deze signalen worden in detectoren voor het ontbreken van stroom gebruikt in de vitale uitgangen 16 en de decodeur 18 en leveren uittestsignalen (CKOUT) die 15 naar de vitale processor gaan. De gegevenslijnen kunnen eveneens voor dat doel gebruikt worden. Met andere woorden kunnen de aftast- of voelingangslijnen naar de vitale processor, de uitgangslijnen naar de vitale uitgangen 16 en de CKIN en de CKOUT lijnen alle gegevenslijnen zijn in een 20 gegevensverzamelleiding van de vitale processor. Een andere onderzoekingsingang voor de vitale uitgangsaansluitings-inrichtingen 16, die lampbekrachtigingsuitgangen geven, is aangebracht via lichtuittest (LOCK) lijnen. De LOCK lijnen kunnen eveneens lijnen in de gegevensverzamelleiding 25 zijn van de vitale processor. Deze lichtuitgangsonder- zoekingspulsen onderzoeken het heel zijn van de seinlampen en de detectoren voor het ontbreken van stroom en leveren uittestuitgangen op de CKOUT lijnen van de LD vitale uitgangen, wanneer een lamp faalt, doordat zijn gloeidraad 30 is gebroken.

De vitale processor verschaft eveneens ingangen op de bekrachtigingslijnen voor de vitale ingangsaanslui-tingsinrichtingen 12. Deze bekrachtigingsingangen worden omgezet in multibits serie-digitale signalen op de aftast-35 lijnen. De bekrachtigingslijnen kunnen gegevenslijnen van de vitale processor zijn. Verondersteld wordt, dat de vitale processor 16 gegevenslijnen heeft in zijn gegevensverzamelleiding. Gedurende elke cyclus van werkingen wordt een opeenvolging van bits, die verschillend kan zijn 40 voor elke vitale ingangsaansluitingsinrichting op de ge- 840 32 8 6 - 8 - ] * ^ gegevenslijnen geleverd, bijvoorbeeld 24 opeenvolgende bits in gedefinieerde formaten (van tevoren bepaalde opeenvolgingen van enen en nullen in elke 24 opeenvolgende bits). Indien meer dan 16 ingangsaansluitingsinrichtingen 5 worden gebruikt zal een eerste groep van 16 van hen digitale bekrachtigingssignalen ontvangen en dan de volgende groep van 16 ingangaaansluitingsinrichtingen tot alle ingangsaansluitingsinrichtingen zijn afgevraagd.

De toestand van de vitale ingangen bepaalt de aftastsignalen, 10 die opgewekt worden en toegevoerd aan de vitale processor.

Indien een vitale ingang in een toegestane toestand is, bijvoorbeeld een relaiscontact gesloten is, en de vitale ingangsaansluitingsinrichting zonder fout of falen werkt, zal het digitale seriesignaal op de aftastuitgang in het 15 zelfde formaat zijn als het digitale bekrachtigingssignaal.

Bij voorkeur wordt het digitale aftastsignaal geïnverteerd (complementair) in het digitale bekrachtigingssignaal om verder de vitale werking van de ingangsaansluitingsinrichting te waarborgen. Indien evenwel de vitale ingang 20 in de beperkende toestand is, bijvoorbeeld'het relaiscontact open is, zal het digitale signaal op de voellijn een opeenvolging zijn van nullen of enen, hetgeen een beperkende toestand weergeeft. De uitgang van een vitale aansluitingsinrichting stelt op deze wijze altijd een 25 beperkende voorwaarde in het geval van een falen in de ketens van de vitale ingangsaansluitingsinrichting.

Vitale eigenschappen van de werking worden daardoor in de vitale ingangsaansluitingsinrichtingen verkregen.

De vitale processor verwerkt de digitale multi-30 bits seriesignalen vanuit de voellijnen en verwerkt eveneens de digitale multibits signalen vanuit de CKOIJT lijnen, die in de vitale uitgangen 16 worden opgewekt.

Er wordt op gewezen dat de vitale decodeur zijn eigen ontbreken van stroomdetector onderzoekt als deel van 35 zijn werking. Het resultaat van deze verwerking zijn de uitgangsbekrachtigingssignalen voor de vitale decodeur 18 en de vitale uitgangsaansluitingsinrichtingen 16.

De vitale processor evalueert zijn ingangssignalen op de voellijnen, evenals de CKOUT lijnen vanuit de vitale 40 uitgangen 16. Op een vitale wijze worden de gevoelde 8403286 - 9 - : ingangen geëvalueerd in overeenstemming met logische uitdrukkingen, die behoren bij de grendelvereisten en onder gebruikmaking van de evaluaties besturen zij de seinen, wissels en lijnketens 10 via de vitale uitgangen 5 16. Indien een faling optreedt in de vitale processor 14 zelf of in de vitale uitgangen 16 of in de vitale deco-deur 18 ontbreekt in de pulsreeks voor de vitale decodeur de wisselstroomcomponent, waardoor het vitale relais 20 de bekrachtigingsvoeding uitschakelt vanaf de vitale 10 uitgang en de seinen, wissels en lijnketens 10 .in hun beperkende veilige toestand stelt. In het geval van een dergelijk falen tracht de vitale processor de werkingen weer te laten beginnen. Indien herhaald falen optreedt wordt een alarm aangegeven dat kan worden overgedragen 15 op een bewakingsplaats. Het verkeer wordt evenwel tot stilstand gebracht en het enige gevolg is een vertraging in de verkeersbeweging. Ongelukken worden voorkomen dankzij de vitale eigenschappen van de componenten van het stelsel.

20 De vitale processor 14, die op geschikte wijze volgens de uitvinding van de bovengenoemde octrooiaanvrage van Rutherford kan zijn aangebracht, tast de binaire gegevens af, die daaraan op een vitale wijze worden toegevoerd. De processor omvat een verzamelgegevensleiding 25 met meervoudige geleiders. Eveneens opgenomen is een geheugen, dat.een tabel van multibits gegevenseenheden bevat om als uitgang dienst te doen voor de gegevens-verzamelleiding met één of meer van deze multibits dataeenheden in parallel per eenheid in serieopeenvolging.

30 Deze uitgang levert de bekrachtiging voor de vitale ingangsaansluitingsinrichtingen. De vitale ingangs-aansluitingsinrichtingen zijn met aparte geleiders van de verzamelgegevensleiding verbonden. De vitale processor omvat omzetmiddelen, die gekoppeld zijn met de gegevens-35 verzamelleiding en reageren op de digitale signalen, die daarop worden gezet door de vitale ingangsaansluitings-inrichtingen. Deze omzettingsmiddelen slaan de opeenvolgingen van ontvangen multibits dataeenheden op die uiteraard dezelfde lengte hebben als de multibits data-40 eenheden (24 bits in het bovengenoemde voorbeeld) en die 8403286

* ' I

- loaf komst ig zijn vanuit het geheugen van de vitale processor en uitgaan over de bekrachtigingslijnen. De multibits datagegevenseenheden vanuit de voellijnen worden overgedragen vanuit bitparallelle eenheden in serieopeenvolging 5 naar eeriheidsparallelbitserieopeenvolging. De processor werkt in op een tabel van multibits waarden, die overeenstemmen met de ingangsparameters voor het vormen van een tabel van multibits waarden, die overeenstemmen met de uitgangsparameters volgens een reeks van vergelijkingen 10 van Boole, waarbij elke vergelijking ëën of meer termen in een som van produktenformaat bevat, waarin elke term gedefinieerd wordt als een produkt van één of meer funkties. Deze funkties worden in een eerste ingangsmatrix gebracht, die een stel weergaven van eerste ingangen..weer-15 geeft, waarbij elke eerste ingangsweergave een multibits weergave is die verschilt van enige andere eerste ingangsweergave. Elke eerste ingangsweergave bevat een waardebit. Een tweede ingangsmatrix slaat een stel tweede ingangs-weergaven op. Elke tweede ingangsweergave is een multi-20 bits weergave die .verschilt van enige andere tweede ingangsweergave. Elke tweede ingangsweergave stemt overeen met een andere eerste ingangsweergave en heeft eveneens een waardebit. De processor heeft eveneens een opslagmiddel voor de uitdrukkingen van Boole voor het opslaan van een 25 . reeks uitdrukkingen volgens Boole die verband houden met de ingangsfunkties en de uitgangsfunkties. De logische processor reageert eveneens op de gegevens in het geheugen voor de uitdrukkingen volgens Boole en op de eerste en tweede ingangsmatrices voor het afleiden van waarden, 30 die overeenstemmen met de uitgangsfunkties. De processor heeft kiesmiddelen, die elke uitdrukking volgens Boole voor^evaluatie uitkiezen. De aftastmiddelen, die reageren op de keuze van een bepaalde uitdrukking van Boole evalueren op hun beurt elke term in de uitdrukking in 35 een van tevoren bepaalde opeenvolging door het waardebit van elke desbetreffende ingangsweergave te bepalen om de plaats te vinden van enigerlei term met een bepaalde waarde of om te bepalen dat geen dergelijke term de bepaalde waarde heeft. De verwerking wordt uitgevoerd 40 in een polynoomdeler. Elke eerste ingangsweergave voor 8403286 . * - 11 - - elke parameter van een term, die door de aftastmiddelen gelokaliseerd wordt, slaat daarna een daaropvolgende eerste som op op een plaats in een uitgangsmatrix, die overeenstemt met een uitgekozen uitgangsparameter. Dan 5 wordt elke tweede ingangsweergave van dezelfde term, die gelokaliseerd is door de aftastmiddelen, gesommeerd in de polynoomdeler en de daardoor verkregen tweede som wordt opgeslagen in de uitgangsmatrix, overeenstemmend met de uitgekozen uitgangsparameter. De eerste en tweede sommen 10 worden geverifieerd of zij al dan niet de verwachte geldige sommen zijn. De uitgang vanuit de vitale processor voor de vitale decodeur heeft een waarde die afhangt van het feit of de werking op de voelingangen of op de CKOUT ingangen van de vitale processor falen weergeeft in de 15 vitale processor of in enige van de vitale uitgangen 16. De waarde van deze uitgang is een digitaal woord, dat in de vitale decodeur gedecodeert wordt na concentratie en gebruikt voor het verschaffen van het vitale wisselstroombekrachtigingssignaal, dat gedetecteerd wordt 20 voor het in werking stellen van het vitale relais 20.

De vitale ingangsaansluitingsinrichtingen 12 kunnen elk zijn uitgevoerd als een keten van het type van fig. 2. De vitale ingang is weergegeven als een spoorwegsignaalbron voor energie (een 12 volts batterij 25 bijvoorbeeld) en contacten 22 van een spoorseinbron bijvoorbeeld, een baanrelais, of een wxsselaandrijvings-contact of dergelijke. Het spoorwegsignaal kan worden toegevoerd langs ingangslijnen over een afstand naar de vitale ingangsaansluitingsketen, die bij voorkeur 30 zich in een beschermde omgeving bevindt, gewoonlijk dicht nabij de vitale processor en de vitale uitgangen 16 en de vitale decodeur 18.Als bewaking tegen eventuele overspanningen, die opgepikt kunnen worden op de ingangslijnen .naar de vitale aansluitingsinrichting, is een stoot-35 spanning (bliksem)-onderdrukking, zoals een varistor 24 over de lijnen aangebracht met een weerstand 26 voor het ontwikkelen van een spanning die is toe te schrijven aan de stroomstoot die de varistor 24 de ingang voor de vitale ingangsaansluitingsinrichting laat 40 nevensluiten.

8403286 - 12 -

De drijvende batterij en de vitale spoorweg-signaalinrichting die de contacten 22 bestuurt, leveren een bron van vitale energie voor de vitale ingangsaan-sluitingsinrichtingen 12. Een verdere energiebron, op 5 geschikte wijze 5 volt, en aangegeven als zijnde aangebracht aan de aansluitingsinrichting tussen de kleinmen VL en VLcqM (weergegeven als aarde) wordt op geschikte wijze verkregen vanuit dezelfde energiebron die de werkspanning voor de vitale processor 14 levert. De energievoeding behoeft 10 niet vitaal in werking te zijn. De aansluitingsinrichting 12 ontvangt ëën van zijn aandrijfingangen.* weergegeven als AANDRIJF-1 en wekt ëën van de voeluitgangen op, weergegeven als VOEL-1. De aansluitingsinrichting handhaaft isolatie tussen de energievoeding, die de VL spanning 15 levert en de vitale energiebron met behulp van optische isolatoren 28 en 30. Deze isolatoren bevatten lichtemit-terende dioden 32 en 34 als emittors. Ontvangers van het licht vanuit de LEDs 32 en 34 zijn fotodioden 36 en 38.

De isolatoren bevatten transistoren 40 en 42 voor het 20 verhogen van een stroomuitgang. Een schakeltransistor 44 is tussen de on tvan ge ruit gang vaii de ingangs isolator 28 en de lichtemittoringang van de uitgangsisolator 30 aangebracht. Een verdere schakeltransistor 46 verbindt de uitgangsisolator 30 met de VOEL-1 uitgangslijn.

25 Een diode 48, die de keten van de positie naar de negatieve klemmen van de 12 volts batterij sluit, beschermt de isolatoren 28 en 30, de transistors 40 en 42 daarin, en de transistor 44, die de isolatoren 40 en 42 verbonden is. Een lichtemitterende diode 50, die effektief 30 over de batterij verbonden is, wanneer de contacten 12 gesloten zijn, wordt dan eveneens bediend en dient als aanwijzer die nuttig bij het onderhouden van de aansluitingsinrichting 12. Sluiting van de contacten 22 legt een werkgelijkspanning aan aan de uitgangstransistor 40 35 van de eerste isolator 28 en eveneens aan de LED 34 emittor van de tweede isolator 30. Werkspanning wordt dan ook aangelegd aan de transistor 44, die de isolatoren 28 en 30 met elkaar verbindt. Het digitale aandrijfsignaal is een opeenvolging: van hoge en lage logische niveaus, 40 die de binaire één respectievelijk de binaire nul bits 8403286 - 13 - voorstellen. Drie bits van het signaalAANDRIJF-1 zijn nabij de AANDRIJF-1 uitgangslijn weergegeven. De VOEL-1 uitgang, die verkregen wordt wanneer de ingangsaanslui-tingsinrichting op de juiste wijze werkt en de contacten 5 12 gesloten zijn, is onmiddellijk beneden en op dezelfde tijdschaal weergegeven als het VOEL-1 ingangssignaal.

Wanneer het AANDRIJF-1 ingangssignaal op een hoog logisch,niveau is, wordt de uitgangstransistor 40 in de niet geleidende toestand gehouden en kan de eerste 10 isolator 40 geacht worden in zijn uitstand te zijn.

Wanneer de transistor 40 niet geleid,is de transistor 44 door voorspanning geleidend. Bijgevolg wordt de LED 34 nevengesloten en uit-gehouden. Dan wordt de uitgangstransistor 42 van de tweede isolator 30 door voorspanning 15 uit gezet. De uitgangstransistor 46, die de voellijn aandrijft, is dan aan en de voellijn wordt op een logisch laag niveau gehouden. Er kan een kleine vertraging in de voortplanting van de aandrijfpulsen (bits) door de keten optreden. Teneinde met deze vertraging rekening te 20 houden is het gewenst de tijdsbepaling in de vitale processor zodanig in te stellen dat steekproeven van de voellijnen genomen worden op de ogenblikken, die zijn aangeduid met de pijlen direkt bij de VOEL-1 goLfvorm.

Wanneer daarentegen de AANDRIJF-1 lijn op een 25 laag logisch niveau gebracht wordt, gaat de eerste isolator 28 aan, waarbij de transistor 44 uit gaat.

De tweede isolator wordt dan aangezet, hetgeen er toe leidt dat de transistor 46 wordt uitgeschakeld. De voellijn is dan op een logisch hoog niveau. Een signaalomzet-30 ting treedt op tussen de AANDRIJF-1 en de VOEL-1 lijnen. Dit verbetert de vitale werkeigenschappen van de aan-sluitingsinrichting doordat de AANDRIJF-1 niet door de keten heen kan gaan en direkt op de uitgangsvoellijn kan verschijnen gedurende een faalmodus.

35 Indien de contacten 22 open zijn is de vitale energie niet aanwezig. Dan heeft een ingangssignaal op de AANDRIJF-1 lijn geen invloed op de uitgang en blijft de VOEL-1 lijn op een logisch laag niveau. Indien het digitale signaal van'het gespecificeerde formaat aan de 40 aandrijfingang wordt toegevoerd zal dienovereenkomstig 8403286 - 14 - het inverse of complementaire digitale signaal optreden op de voeluitgang, maar slechts indien er vitale energie aanwezig is en de contacten 22 gesloten zijn. De gesloten toestand van de contacten stelt de toegestane toestand 5 voor. Een beperkende toestand wordt weergegeven door open of afgevallen contacten. Falen in de aansluitingsinrichting 12, net als het openen van de contacten 22, verhindert dat digitale signalen van...het voorgeschreven formaat optreden op de voeluitgangslijnen. Op deze wijze veroor-10 zaakt een falen in de aansluitingsinrichting 12 een beperkende aanduiding.

De optische isolatoren 28 en 30 kunnen op geschikte wijze van het 6N136 ;type zijn. Het digitale signaal kan dan worden overgedragen met een hoge pulssnelheid, bij-15 voorbeeld 80 KHz. Aangezien de stroom vanuit de vitale energiebron (de 12 volts batterij) wordt geschakeld tussen de collector-.en emittorbaan van de transistor 44 en de ingangs-LED 34, blijft de stroom in wezen constant. Het constant houden van deze stroom gedurende het uitzenden 20 van het aandrijfsignaal verlaagt elke beduidende verandering in de gemiddelde ingangsstroom vanuit de vitale energiebron. Op deze wijze verbetert het gebruik van de schakeltransistor 44 de toestand van de golfvorm, die door de aansluitinrichting heengaat, vanuit de aandrijvende 25 ingang naar de voelende uitgang daarvan.

In fig. 3 is een vitale uitgangsaansluitingsinrichting weergegeven, die een enkele onderbreking (SB) uitgang geeft, die equivalent is aan een relaiscontact, dat positieve energie toevoert aan een belasting.

30 Een dergelijke belasting kan een spoorwegsein of een besturingsinrichting zoals de bedieningswikkeling van een ander relais zijn. De SB uitgang wordt geleverd tussen drijvende positieve en negatieve op gemeenschappelijke klemmen die geacht kunnen worden met een uitgangs-35 lijn verbonden te zijn, die gelijkstroom voert (IDC)·

Een varistor 54, die over de SB uitgang verbonden is, levert bescherming tegen stoten door bliksem en dergelijke zoals in verband met de varistor 24 (fig. 2) is uiteengezet. De uitgangsenergie van de SB uitgangen, dat wil 40 zeggen de IDC stroom, wordt bestuurd door een schakel- 8403286 - 15 - transistor 56, die in tegenstelling tot B relaiscontacten, die van speciale materialen gemaakt zijn om een lassen of smelten te voorkomen, kan kortsluiten. Dienovereenkomstig moet de uitgangsverbindingsinrichting onderzocht worden 5 of zij geacht kan worden vitale eigenschappen te hebben.

Het onderzoek wordt uitgevoerd door een detector 58 voor het onderbreken van stroom. Een analoge detector voor het ontbreken van stroom wordt in alle vitale uitgangen gebruikt en eveneens in de vitale decodeur 18 (fig. 1) 10 en is verbonden in de uitgangslijn, die de uitgangsstroom IDc voert. Een SCKIN lijn is verbonden met de detector voor het ontbreken van stroom evenals een CKOUT uitgangslijn. Een digitaal signaal wordt toegestaan doorgegeven te worden van SKIN naar CKOUT slechts dan, indien IgC 15 geringer is dan een gespecificeerd niveau, bij voorkeur minder dan 50 % van de stroom, die nodig is om de uitgangs-inrichting in werking te houden, die met de aansluit-inrichting verbonden is. Indien bijvoorbeeld een relais-bedieningswikkeling met de SB uitgangsklemmen verbonden 20 is en de stroom die nodig is om het relais 5 vast te houden 5 tot 6 milliampêre bedraagt, zal overgang door de detector 58 slechts optreden indien IDC minder is dan 2 tot 3 milliampêre. Met andere woorden is IDC minder dan 50 % van het noodzakelijke niveau voor het bedienen van 25 spoorwegsein- en besturingsinrichtingen zoals gedetecteerd als een stroomontbreking.

De detector voor het ontbreken van stroom gebruikt een transformator 60 met verzadigbare kern. De kern 62 is bij voorkeur een tot een ring gewikkelde band van 30 zacht magnetisch materiaal met een hoge permeabiliteit en een vlakke BH kromme in zijn verzadigingsgebied. Een geschikt magnetisch materiaal is supermalloy, hetgeen een legering is van nikkel (80 %), molybdeen (5 %) en de rest ijzer. De T-9120 kern, die door Arnold Engineering 35 Company gevestigd op 300 West Street, Marengo, Illinois 60152, verkocht wordt, die een ring is met een uitwendige middellijn van bij benadering 12,5 mm en een inwendige middellijn van bij benadering 9 mm en éen axiale lengte van 6 mm, is geschikt gebleken voor gebruik in het bereik 40 van 2-6 milliampêre. Twee wikkelingen, een ingangswikkeling 8403286 - 16 -

* V

A

aangeduid als NI en een uitgangswikkeling aangeduid als N2, zijn op de kern 62 gewikkeld. Een andere wikkeling N3 die als een besturings- of verzadigingswikkeling dienst doet, is eveneens op de kern 62 gewikkeld. Op geschikte wijze 5 kunnen NI en N2 68 windingen hebben en N3 360 windingen, voor een aansluitingsketens voor een enkele onderbrekings-uitgang, als weergegeven in fig. 3. Een overeenkomend aantal windingen voor de drie wikkelingen kan gebruikt worden bij detectoren voor het ontbreken van stroom voor de 10 uitgangsketen voor dubbele onderbreking, die in fig. 5 is weergegeven en in de vitale decodeurketen, die in fig. 6 en 6a zijn weergegeven. Een kleiner aantal windingen, bijvoorbeeld 22 windingen voor de besturingswikkeling N3 is geschikt gebleken voor gebruik in de lampaandrijving 15 of LD ui tgangsaans lui tings inrichting wanneer onderzoek op defectheid van de lamp (onderbroken gloeidraad) gewenst is. De LD uitgangsaansluitingsinrichting is weergegeven in fig. 4.

De ingangsketen voor de detector voor het ontbreken 20. van stroom, waarmede de CKIN lijn is verbonden, bevat een transistor 64. Een diode 66 is over de ingangswikkeling 92 verbonden voor het absorberen van stootstromen bij stroomonderbreking door de wikkeling 91. De uitgangsketen, die met de CKOUT lijn verbonden is, gebruikt een transistor 25 68 en een verdere beschermingsdiode 70. Werkspanning voor de ingangs- en uitgangsketens van detector 48 komt van de 5 volts vitale processor energievoeding en is aangeduid als VL resp. VLCQM. De wikkelingen NI en N2 moeten geïsoleerd zijn van de wikkeling N3. Dit kan tot stand 30 worden gebracht door de transformator met isolatie te wikkelen tussen de wikkelingen die een hoge spanning kan doorstaan, bij voorkeur 3000 volt wisselspanning, hetgeen het standaard-isolatieniveau is, dat aanvaard wordt door de American Association of Railroads (AAR). Isolatie 35 en verhindering van doorslagen zoals het geval is bij de ingangsaansluitinrichting, wordt geleverd door omkering van het CKIN signaal wanneer dit door de detector 58 naar de SKOUT uitgang gaat.

Een digitaal seriesignaal, op geschikte wijze een 40 pulsreeks als beschreven in verband met de ingangsaan- 8403286 - 17 - sluitingsaandrijving (fig. 2), wordt aan de SKIN lijn toegevoerd vanuit de vitale processor. De ingangstransistor zet elke puls om in een stroompuls, die door de ingangswikkeling NI van de transformator 60 gaat. Indien 5 de transformator niet verzadigd is wordt de stroompuls in NI magnetisch gekoppeld via de kern 62 met de uitgangs-wikkeling N2. De resulterende puls drijft de uitgangs-transistor 68 aan. Een hoog logisch niveau (plus VL) bij CKIN zet de transistor 64 aan, hetgeen eveneens 10 leidt tot het aanzetten van de uitgangstransistor 68.

Dan is het overeenkomende logische-niveau of de CKOUT lijn een laag niveau. Omgekeerd zet een laag niveau (O volts) op CKIN de transistor 64 uit, hetgeen er toe leidt dat de uitgang van transistor 68 eveneens uit is.

15 De CKOUT lijn is dan op een hoog logisch niveau. Bijgevolg is het signaal op CKOUT in polariteit het omgekeerde van het signaal op CKIN en zijn de digitale bits complementair.

Indien de stroom in de besturingswikkeling groter 20 is dan 50 % van de stroom, die nodig is om de inrichting verbonden te houden met de SB uitgangsklemmen in zijn bekrachtigde toestand, wordt de kern 62 magnetisch verzadigd. De kern werkt dan in het vlakke deel van zijn BH kromme. De stroompuls, die overeenstemt met de ingangen 25 op CKIN veranderen het fluxniveau in de kern 62 niet. Daardoor is er geen wijziging in flux en geen uitgang over de uitgangswikkeling N2. Er is met andere woorden geen overdracht door de transformator van het digitale signaal. De CKOUT lijn blijft dan in zijn hoge toestand.

30 * De SB uitgangsaansluitingsinrichting van fig. 3 maakt gebruik van een optische isolator 72 met een LED emittor 74 en een fototransistorontvanger 76. De uitgang vanuit de vitale processor verschaft logische hoge en logische lage (aan/uit) ingangen voor een stuurtransistor 35 76. Een logisch hoge waarde (plus V^) zet de transistor 26 aan hetgeen er toe leidt dat de schakeltransistor 76 wordt aangezet. Energie voor de uitgangsketen komt vanuit een bron van vitale energie, namelijk het vitale relais 20, waarvan de contacten in fig. 3 zijn weergegeven.

40 Wanneer de transistor 56 wordt aangezet vloeit IDC door 8403286 - 18 - de uitgangslijn en naar de inrichting, die verbonden is over de SB klemmen. Een LED 78, die in serie verbonden is met een weerstand 80 van hoge waarde gaat dan aan om aan te geven dat IDC aanwezig is. De LED 78 dient als aan-5 duiding van de werking van de keten en vergemakkelijkt het onderhoud.

Teneinde de uitgangsaansluitinrichting te onderzoeken wordt de aan/uit-ingang periodiek in de uit- of logische lage toestand gebracht. Dit kan eenmaal per seconde 10 gedurende de werking van het aansluitingsstelsel plaatshebben. Bovendien wordt elke uitgang elke 50 milliseconden onderzocht. Dan wordt het digitale multibits seriewoord toegevoerd aan de CKIN lijn van de detector voor het ontbreken van stroom. Indien IDC beneden het verzadigings-15 niveau van de kern 62 ligt, zendt de detector het digitale signaal vanuit de CKIN ingang naar de CKOUT uitgang met een inversie. Indien ID£ boven het verzadigingsniveau ligt, zal er geen overdracht plaatshebben en zal het signaal op CKOUT een logisch hoog signaal zijn. Voor 20 uitgangen, die de processor niet in de aan-toestand brengen legt de vitale processor hét logische hoge signaal gedurende het onderzoekingsondervragingsinterval uit als een falen en signaleert aan de vitale decodeur (18 in fig. 1) zodat het vitale relais 20 niet meer bekrachtigd wordt, en 25 afvalt. Wanneer geen bekrachtigingsstroom aan de vitale uitgangen wordt toegevoerd worden zij alle teruggesteld in hun beperkende veilige toestand.

In fig. 4 is de LD. uitgangsaansluitinrichting weergegeven. Delen van de LD uitgangsaansluitinrichting, 30 die dezelfde taken, vervullen als delen van de SB uitgangsaansluitinrichting, die in fig. 3 is weergegeven, zijn met dezelfde referenties aangeduid. Voor zover aanvullende stroom nodig is voor het bekrachtigen van een uitgangs-seinlamp 82, .die verbonden is met de LD klemmen van de 35 aansluitinrichting, wordt een aanvullende toestands- transistorstroomversterkertrap 84 gebruikt teneinde het relaiscontact te simuleren en het stroomniveau te leveren, dat nodig is voor de seinlamp 82. Wanneer de toestand van licht uit of falen van gloeidraad van de lamp 82 40 moet worden onderzocht, wordt de LOCK lijn in de logisch 8403286 - 19 - lage toestand (0 volts) gebracht waarbij dan stroom door de LED emittor 86 van de optische isolator 88 vloeit/ analoog aan de isolator 72 (fig. 3). De fototransistor 89 van de isolator 88 wordt dan aangezet. Een andere transistor 5 90 schakelt aan en er gaat stroom door een weerstand 92 naar de uitgangslijn. De weerstand 92 heeft een zodanige waarde dat de kern in de verzadigbare transformator van de detector voor het onderbreken van stroom verzadigd zal worden, maar deze stroom zal onvoldoende zijn om de seinlamp 10 82 te laten oplichten.

Het digitale seriesignaal wordt dan toegevoerd aan de CKIN ingang in de detector 38 voor het ontbreken van stroom. Indien dit signaal niet door de detector 58 kan worden doorgegeven, vormt dit een aanduiding, dat de 15 gloeidraad van de lamp 82 niet open is en in tact is.

Indien het signaal wordt overgedragen tussen CKIN en CKOUT van detector 58 geeft de aanwezigheid van het digitale CKOUT signaal aan, dat de gloeidraad open is en dat de lamp 82 vervangen moet worden.

20 In fig. 5 is de uitgangsketen met dubbele onderbreking (DB) weergegeven. Kanalen 100 en 102 kunnen afzonderlijk gebruikt worden om unipolaire DB uitgangen te geven en zij kunnen gezamenlijk gebruikt worden voor het verschaffen van een bipolaire DB uitgang, zoals is 25 weergegeven. Voor het verschaffen van een bipolaire uitgang zijn de uitgangen van elk kanaal verbonden met tegengestelde polariteit. Dit is equivalent aan twee relais, waarvan de contacten zowel positieve of negatieve stroom door een belasting besturen. Elke van de unipolaire 30 vitale uitgangen 100 en 102 van elk kanaal is identiek, waarbij zij beide bediend worden door vitale energie vanuit de vitale relaiscontacten 20. De beide vitale uitgangen 100 en 102 gebruiken een detector 58 voor het ontbreken van stroom en de CKIN en CKOUT lijnen zijn met 35 deze detector 58 verbonden. De uitgangslijnen van elke vitale uitgang zijn in twee delen verdeeld, waarbij stromen . IpCl resP* *dc2 vl°eien* Het eerste deel is identiek aan de SB uitgangsketen en overeenkomende delen zijn voorzien van overeenkomende referenties. Het tweede deel gebruikt 40 een serietransistorschakelaar 104 om ëën kanaal van het 8403286 - 20 - andere te isoleren wanneer dit laatste bediend wordt, zoals in het onderstaande vollediger zal worden uiteengezet.

Het deel van de uitgangslijn, dat 1^^ voert, is geïsoleerd van het deel, dat IdC2 voert door een 5 gelijkstroom in gelijkstroom omzettende inrichting 106 welke gelijkstroom-in-gelijkstroom-omzetter een transformator 108 bevat, waarvan de primaire en secundaire wikkelingen van elkaar zijn geïsoleerd met een isolatie die voldoende is om te voldoen aan het 3000 volts isolatie-10 niveau, dat door AAR gespecificeerd is voor ketens, die geacht worden geïsoleerd te zijn. De gelijkstroom-gelijkstroomomzetter is in wezen van conventioneel ontwerp. Hij levert een gelijkstroomuitgangsspanning wanneer de transistor 56 aangezet is.

15 Het schakelen van de transistortrap 104 geeft de mogelijkheid unipolaire uitgangen 100 en 102 te verbinden met tegengestelde polariteit, zoals is weergegeven, voor het verkrijgen van het equivalent van een bipolaire uitgang. Wanneer de twee unipolaire kanaaluitgang 100 20 uit-staat, dat wil zeggen dat de vitale processor een laag of een uit signaainiveau op zijn aan/uit-ingang zet, wordt een gelijkstroomuitgangsspanning toegevoerd aan de transistor 104, zodat zijn basis negatief zal zijn ten opzichte van zijn emittor, waardoor de transistor 25 104 geleidt. De equivalente transistor 104 in de andere vitale uitgang 102 wordt dan tegengesteld van voor-spanning voorzien, zodat de stroomweg voor ·*·η de unipolaire vitale uitgang 102 open is. De unipolaire vitale uitgang 102 kan bijgevolg de unipolaire vitale 30 uitgang 100 niet kortsluiten.

Een LED 110 kan over de gelijkstroom-gelijkstroom-omzetter worden verbonden. Dienovereenkomstig zal, wanneer de omzetter een uitgangsspanning levert, waarbij de transistor 76 aan. staat en de contacten 20 gesloten 35 zijn, de LED oplichten, waardoor de aan toestand van de unipolaire vitale uitgang zal worden aangegeven.

In fig. 6 is dewitale decodeur 108 weergegeven, waarbij de afgestemde vitale bekrachtiging (TVD) ingang is verkregen als een gevolg van de verwerking van 40 digitale signalen vanuit de CKOUT lijnen van de vitale 8403286 - 21 - uitgangen, welke verwerking de dubbele gemoduleerde puls-trein opwekt, die het TVD signaal vormt. Verwezen kan worden naar de volgende Amerikaanse octrooischriften voor meer informatie over dubbele-frequentie afgestemde 5 aandrijving; Smith e.a. 4.352.475, uitgegeven 5 oktober 1982 en Broekman 3.442.262, uitgegeven 1 februari 1966. Digitale ketens voor het omzetten van een digitaal ingangssignaal in een TVD signaal kunnen bijvoorbeeld gevormd worden door een microprocessor en de noodzakelijke 10 geïntegreerde periferie^ketens. Dit processorstelsel wordt geprogrammeerd om het digitale ingangssignaal te aanvaarden, en indien het volledig correct is het correcte TVD sginaal af te geven. Men zal uiteraard inzien, dat hetzij enkele, hetzij dubbele frequentiemodulatie kan 15 worden gebruikt. De modulatie wordt gedetecteerd door een afgestemde vitale aandrijfinrichting 120, die kan bestaan uit een eerste omhullende detector, die de aanwezigheid detecteert van de draaggolfcomponent van het TVD signaal en een volgende omhullende detector, die 20 de modulatie van die draaggolf detecteert en een wissel-stroomuitgang geeft, die capacitief gekoppeld is met de primaire wikkeling van een uitgangstransformator 122.

Een transistorschakelaar 124, die over de ingang van de vitale afstemaandrijfdetector 120 is verbonden/heeft 25 een uitgang vanuit de processor voor het kortsluiten van de TVD ingang, wanneer de detector 58 voor het ontbreken van stroom in werking is gesteld voor het uitvoeren van het vitaliteitsonderzoek van de vitale decodeur 18.

30 In geval dat de wisselspanningsvoeding verloren gaat (d.w.z. het wisselspanningssignaal, dat gedetecteerd wordt door de afgestemde vitale aandrijfinrichting 120 en dat optreedt over de uitgangswikkeling van de transformator 122), is het gewenst dat het vitale relais 35 20 toegestaan wordt zeer snel af te vallen, bijvoorbeeld in minder dan 40 milliseconden. Dit wordt tot stand gebracht door een paar transistors 124 en 126 te gebruiken, waarvan de collector-emittorwegen met tegenover elkaar liggende einden van de uitgangswikkeling van de transfor-40 mator 122 zijn verbonden. Bij het ontbreken van de uitgangs- 8403286 - 22 - wisselstroom zijn de transistors voorgespannen door de spanningsdelers 128 en 130, die geleverd worden door weerstanden, die over de uitgangswikkeling van de transformator 122 zijn verbonden. Wanneer de wisselstroomaandrij-5 ving verwijderd is gedurende de overgangsvervaltijd van de keten door de zelfinductie van de wikkeling van het relais 20, worden de transistor 124 en 126 uitgezet, waarna de enige weg voor de overgangsstroom door de nevensluit-weerstand 132 is. Deze weerstand 132 kan bijvoorbeeld een 10 waarde hebben van 4,7 Kohm. Met een kenmerkend vitaal relais van het B type is de overgangsvervaltijd korter dan 40 milliseconden. De transistors 124 en 126 beschermen eveneens de keten en verschaffen isolatie. Gedurende normale werkomstandigheden, wanneer het wisselspannings-15 signaal aanwezig is over de uitgangswikkeling van de transformator 122 zijn de transistor 124·. en 126 werkzaam als dioden en voeren een hele golf gelijkrichting uit van het wisselspanningssignaal. Dit signaal wordt door een condensator 134 gefilterd, die de gelijkstroom levert om 20 het relais 20 aangetrokken te houden. Na een falen'in het stelsel wordt het wisselspanningsultgangssignaal niet langer opgewekt aangezien de TVD ingang afwezig is. Dan werken de transistor 124 en 126 als schakelaars en veroorzaken, snel het verval van de overgangsstroom dankzij 25 de zelfinductie van het relais 20.

In fig. 6a is een verdere uitgangsketen getoond voor de vitale decodeur, die tussen de uitgangstransformator 122 en de bedieningswikkeling van het vitale relais 20 is opgenomen. Een hele golf-diodegelijkrichter 140, met 30 zijn filtercapaciteit 142, richt het wisselspanningssignaal gelijk en geeft de uitgangsgelijkstroom voor het bedienen van het relais 20. Een transistorschakelaar 144 is in serie met de uitgangslijn opgenomen. Deze schakelaar werkt analoog aan de transistorschakelaar 104, die in 35 verband met fig. 5 werd beschreven. Na het optreden van enige omgekeerde spanning dankzij de overgang, of wanneer de wisselspanningsaandrijving en de gelijkspanningsuitgang vanuit de gelijkrichter 142 faalt, heeft de transistor 144 geen voorspanning, die aan zijn basis wordt aangelegd 40 vanuit de spanningsdelerweerstanden 146. Dienoverenkomstig 8403286 - 23 - wordt de transistor 144 afgesneden. De ontladingsweg voor de overgangsstroom,veroorzaakt door de zelfinductie van de bedieningswikkeling van het relais 20, loopt door de shuntweerstand 148, waardoor een snel afvallen van 5 het relais 20 tot stand wordt gebracht. De in fig. 6a weergegeven keten kan wat goedkoper zijn dan de in fig. 6 weergegeven keten.

Uit de bovenstaande beschrijving zal duidelijk zijn, dat een verbeterd spoorwegsignaalstelsel is ver-10 schaft met vitale ingangs- en uitgangsaansluitinrichtingen teneinde de vitale werkkarakteristieken te verbeteren van op een computer gebaseerde schakel- en stuurfunkties die gebruikt kunnen worden voor grendeldoeleinden.

Variatie en wijzigingen in het hier beschreven stelsel 15 en in verschillende componenten daarvan, die binnen het kader van de uitvinding blijven, zullen zonder twijfel zich voordoen voor de vakman in de techniek van de spoorwegsignalering* Dienovereenkomstig zal de bovenstaande beschrijving in toelichtende, maar niet in 20 beperkende zin moeten worden opgevat.

- conclusies - i 8403286

Claims (24)

1. Aansluitingsstelsel voor ingangen naar en uitgangen vanuit een vitale processor van spoorwegsignalen, dat vitale ingangsaansluitingsmiddelen bevat, met het kenmerk, dat deze middelen verbonden zijn en onder 5 bestuur staan van de vitale processor voor het omzetten van ingangen vanuit bronnen van spoorwegsignalën in een aantal digitale seriesignalen, waarbij het formaat van elk daarvan een fout weergeeft in de genoemde ingangsaansluitingsmiddelen zélf, in een aantal uitgangsaanslui-10 tingsmiddelen, die verbonden zijn met en bediend worden door de genoemde vitale processor voor het besturen van de werking van spoorwegsignaal- en besturingsinrichtingen, en in middelen in de genoemde uitgangsaansluitmiddelen, die bediend worden door de vitale processor voor het 15 herhaald onderzoeken van de goede werking van de genoemde uitgangsaansluitmiddelen. 2«, Aansluitingsstelsel volgens conclusie 1, verder voorzien van vitale decodeurmiddelen die in werking gesteld kunnen worden door de vitale processor in reactie op 20 uitgangen vanuit de genoemde onderzoekingsmiddelen om te verhinderen dat de genoemde uitgangsaansluitmiddelen de genoemde spoorwegsignaal- en besturingsinrichtingen < besturen om een onveilige toestand in te nemen.

3. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 2, waarin de 25 genoemde uitgangsaansluitingsmiddelen middelen bevatten voor het verbinden en verbreken van de verbinding voor bedieningsstroom met de genoemde inrichtingen, welke stroom verbonden wordt wanneer een veilige toestand aanwezig is, waarbij de vitale decodeurmiddelen middelen 30 bevatten voor het verbreken van de verbinding van de bedieningsstroom met de genoemde uitgangsaansluitingsmiddelen wanneer de onderzoekingsmiddelen een uitgang geven, die aangeeft dat falen optreedt in enig uitgangs-aansluitmiddel. 840 32 8 6 25. j

4. Aansluiiingsstelsel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de vitale ingangsaansluitmiddelen elk ketenmiddelen bevatten, die de genoemde spoorweg-signalen als een bron van bedieningsenergie gebruikenλ 5 die aanwezig is wanneer het signaal een toestaande toestand weergeeft en afwezig wanneer het signaal een beperkende toestand weergeeft, en middelen voor het doorlaten van een digitaal aandrijfsignaal naar de genoemde ketenmiddelen voor het verschaffen van een digitaal serie-10 signaal indien het genoemde formaat de genoemde toestaande toestand weergeeft met enigerlei variatie in het genoemde formaat, dat de genoemde beperkende toestand weergeeft.

5. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 1, m e t 15 het kenmerk, dat de ingangsaansluitinrichting een uitgang heeft voor het genoemde digitale seriesignaal, waarbij de genoemde middelen voor het doorlaten een paar optische isolatoren bevatten, die lichtemitters en ontvangers hebben, waarbij de eerste van het genoemde paar isolatoren 20 reageert op het genoemde aandrijfsignaal bij zijn emittor en met zijn ontvanger gekoppeld is met de genoemde bron van bedieningsenergie, waarbij de tweede van het paar optische isolatoren met zijn emittor gekoppeld is met de genoemde bron van bedieningsenergie en zijn ontvanger 25 met de genoemde uitgang.

6. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de ketenmiddelen die bekrachtigd worden door de genoemde bron en die een schakeltransistor bevatten, gekoppeld zijn tussen de ontvanger van de 30 .-eerste isolator en de emittor van de tweede isolator.

7. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 5, gekenmerkt door ketenmiddelen in de genoemde doorlaat-middelen, die een schakeltransistor bevatten, die bekrachtigd wordt door de genoemde bron en verbonden is tussen 35 de ontvanger van de eerste isolator en de emittor van de tweede isolator voor het omkeren van de polariteit van het digitale aandrijfsignaal voor het verschaffen van 8403286 * * - 26 - digitale signalen met het genoemde formaat op de uitgang, waardoor de betekenis hetzij toestaand of beperkend wordt weergegeven van het genoemde spoorwegsignaal en enig falen in de ingangsaansluitmiddelen als een weergave 5 in de beperkende zin.

8. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat elke van de uitgangsaansluitings-middelen ketenmiddelen bevatten voor het verschaffen van een weg voor het laten vloeien van bedieningsstroom naar 10 een andere van de genoemde spoorwegsignaal- en besturings-inrichtingen, waarbij elektronische schakelmiddelen voor het handhaven van de stroomvloeiïng aanwezig zijn om deze inrichtingen in een toestaande toestand te brengen en dit te beëindigen en het vloeien van stroom laten 15 ontbreken om de genoemde inrichting in een beperkende toestand te brengen, en waarin de genoemde onderzoekings-middelen middelen bevatten, die gekoppeld zijn met de genoemde stroomweg en reageren op het ontbreken van de stroomvloeiïng daardoor waarbij zij bedienbaar zijn 20 wanneer de schakelmiddelen de genoemde beperkende toestand verschaffen en de genoemde stroom aanwezig is voor het leveren van een uitgang, die een falen in de genoemde uitgangsketenmiddelen aangeeft.

9. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 8, m e t 25 het kenmerk, dat de middelen voor het detecteren van het ontbreken van stroom verzadigbare transformator-middelen bevatten, die met de genoemde weg gekoppeld zijn.

10. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 9, m e t het kenmerk, dat de detector voor het ontbreken 30 van stroom een ingangsketen en een uitgangsketen heeft, die met de genoemde verzadigbare transformatormiddelen gekoppeld zijn voor het overdragen van een digitaal seriesignaal op de genoemde transformatormiddelen,slechts dan wanneer de genoemde transformatormiddelen onverzadigd 35 zijn bij het ontbreken van de genoemde stroom. 1 8403286 Aansluitingsstelsel volgens conclusie 10, g e k e n- - 27 - 1 merkt door middelen die zijn opgenomen in ten minste ëën van de genoemde ingangs- en uitgangsketens en de genoemde transformator voor het verschaffen van het genoemde digitale signaal vanuit de digitale uitgangs-5 keten met omgekeerde polariteit ten opzichte van het signaal zoals dat wordt toegevoerd aan de digitale ingangs-keten.

12. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 10, m e t het kenmerk, dat de verzadigbare transformator 10 een kern van verzadigbaar magnetisch materiaal heeft met eerste, tweede en derde wikkelingen daarop, waarbij de derde wikkeling_is opgenomen in de genoemde stroomweg en de eerste en de tweede wikkelingen zijn opgenomen in de genoemde ingangs- resp. uitgangsketens, en waarin de 15 genoemde kern daardoor wordt gekenmerkt, dat hij verzadigbaar is in reactie op een stroomamplitude die niet groter is dan 50 % van de amplitude van de stroom, die noodzakelijk is om de genoemde inrichting in werking te houden in zijn toe te stane toestand.

13. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 9, m e t het kenmerk, dat de inrichting een spoorwegsein-lamp is met een gloeidraad en verder voorzien van ketenmiddelen die werkzaam zijn wanneer de genoemde elektronische schakelmiddelen open zijn om stroomvloeiïng langs de 25 genoemde weg naar de genoemde lamp te laten ontbreken voor het verschaffen van een stroom die voldoende is voor het verzadigen van de genoemde verzadigbare transfor-matormiddelen en onvoldoende voor het laten oplichten van de lamp, waardoor de aanwezigheid van de genoemde 30 uitgang vanuit de detectormiddelen een open toestand aangeeft van de genoemde gloeidraad.

14. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 8, me t het k e .n merk, dat de genoemde elektronische. schakelmiddelen ten minste ëën schakeltransistor bevatten 35 met een collector, basis en emittor, middelen voor het verbinden van werkstroom voor de inrichting naar de genoemde weg door de transistor tussen de collector en de B4Ö3285 % - 28 - emittor daarvan, een optische isolator met een lichtemittor en een lichtontvanger, welke ontvanger met de genoemde basis gekoppeld is waarbij middelen met de genoemde lichtemittor verbonden zijn om het daardoor uitgezonden 5 licht aan en uit te zetten voor het veroorzaken van het schakelen van de genoemde bedieningsstroom door de genoemde transistor.

15. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 8, gekenmerkt door een eerste kanaal en een tweede kanaal 10 die elk een gelijkspanningsuitgang verschaffen over een paar uitgangslijnen van tegengestelde polariteit, waarbij de uitgangslijnen van het eerste kanaal en het tweede kanaal, die van tegengestelde polariteit zijn, gezamenlijk verbonden zijn voor het verschaffen van een bipolaire 15 uitgang, waarbij elke van de eerste en tweede kanalen aparte van de genoemde ketenmiddelen heeft die de genoemde weg vormen, en waarbij elektronische schakel- en onderzoekmiddelen aanwezig zijn waarbij de genoemde weg een eerste en een tweede deel heeft, waarbij het tweede 20 deel verschaft wordt door de genoemde uitgangslijnen, en waarbij de onderzoekings.middelen met het genoemde tweede deel gekoppeld zijn en waarbij ten slotte middelen voor het isoleren van het eerste en tweede deel aanwezig zijn.

16. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 15, me t het kenmerk, dat de isolatiemiddelen een gelijk-s troom-ge1ijkstroomomzetketen zijn.

17. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 16, me t het kenmerk, dat de gelijkstroom-gelijkstroom- 30 omzetketen een ingangsisolatiesectietransformator heeft die gekoppeld is met een uitgangsgelijkrichtsectie, waarbij de gelijkrichtsectie verbonden is met de genoemde uitgangslijnen en de genoemde elektronische schakel-middelen verbonden zijn met de genoemde ingangsisolatie-35 sectie.

18. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 17, me t 840 32 8 6 29. j het kenmerk, dat ten minste êën van de lijnen een transistor heeft, die met zijn emittor-collectorbaan verbonden is in serie daarmede en tussen het genoemde uitgangsdeel en de genoemde onderzoekingsmiddelen,en 5 middelen die verbonden zijn over de genoemde lijnen en de basis van de genoemde transistor om deze transistor voor te spannen tot geleiding in reactie op stroomvloeiïng langs de genoemde lijnen in een vooruitrichting vanuit * de lijn van positieve naar de lijn van negatieve spanning 10 en om reactie op omgekeerde stroomvloeiïng in tegengestelde richting vanuit de lijn van negatieve naar de lijn van positieve spanning uit te sluiten, waardoor de genoemde kanalen en de genoemde uitgangen onafhankelijk van elkaar zijn.

19. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de genoemde vitale decodeur-middelen middelen bevatten voor het verschaffen en handhaven van een wisselspanningssignaal, waarvan het ontbreken een faaltoestand weergeeft, waarbij middelen 20 voor het gelijkrichten van dit wisselspanningsignaal aanwezig zijn voor het verschaffen van een uitgangs-gelijkstroom langs een uitgangslijn, waarbij een relais met een bedieningswikkeling, die in serie verbonden is met de uitgangslijn,aanwezig is,dat contacten heeft 25 welk relais bekrachtigd wordt in reactie op de genoemde uitgangsgelijkstroom voor het verbinden van de genoemde bedieningsstroom met de uitgangsaansluitingsmiddelen en die verbrekingsmiddelen vormen, waarbij de middelen die reageren op het ontbreken van een wisselspannings-30 signaal dienen voor het openen van de genoemde uitgangslijn voor de bekrachtiging van het genoemde relais om de contacten daarvan toe te staan te openen.

20. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 19, gekenmerkt door onderzoekingsmiddelen in de 35 genoemde uitgangslijn die reageren op het ontbreken van gelijkstroom daarin wanneer het wisselspanningssignaal onderbroken wordt voor het detecteren van fouten in de genoemde vitale decodeurmiddelen. 840 32 86 ~ - 30 -

21. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 20, m e t het kenmerk, dat de onderzoekingsmiddelen een verzadigbare transformator bevatten met ingangs- en uitgangswikkelingen en een verdere wikkeling, die in 5 serie met de genoemde uitgangslijn verbonden is voor het verzadigen van de transformator bij het ontbreken van de genoemde uitgangsgelijkstroom, en middelen voor het toevoeren van een digitaal seriesignaal aan de genoemde ingangswikkeling en het afleiden van een digitaal uit-10 gangssignaal, wanneer de genoemde gelijkstroom ontbreekt.

22. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 19, me t het kenmerk, dat de gelijkrichtmiddelen en de middelen die reageren op het ontbreken van het genoemde wisselspanningsignaal ten minste één transistor bevatten 15 met een emittor, collector en basis, waarbij gelijkricht-ketenmiddelen aanwezig zijn, die de genoemde transistor bevatten voor het gelijkrichten van het genoemde wissel-spanningssignaal, en ten minste één weerstand verbonden is tussen de emittor en basis om de genoemde transistor 20 te kunnen voorspannen tot in de geleidende toestand.

23. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 19, ge -kenmerkt door afgestemde vitale aandrijf-detectiemiddelen, die het genoemde wisselspanningssignaal leveren.

24. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 22, ge kenmerkt door een transformator met een uitgangs-wikkeling voor het verschaffen van.het genoemde wisselspanningssignaal, een helegolf gelijkrichtketen, die de genoemde transistor bevat, die met zijn emittor en collector 30 verbanden is tussen één einde van de genoemde uitgangs- wikkeling van de transformator en de genoemde uitgangslijn, en een andere transistor waarvan de emittor en collector verbonden z|.jn met het andere einde van de genoemde uitgangswikkeling van de transformator, waarbij de 35 genoemde uitgangslijn verbonden is via de genoemde relais-bedieningswikkeling met een aftakking tussen de einden van de genoemde transformatoruitgangswikkeling, waarbij een 340 3 2 8 6 λ - 31 - ft aantal weerstanden over de einden van de transformator-uitgangswikkeling verbonden zijn, en de bases van de genoemde transistor verbonden zijn met de verbindingen tussen deze weerstanden.

25. Aansluitingsstelsel volgens conclusie 22, ge-kenmerkt door een transformator met een uitgangswikkeling voor het leveren van het genoemde wisselspanningssignaal, gelijkrichtmiddelen die over de uitgangswikkeling van de trans formator verbonden zijn 10 en met de genoemde lijn voor het verschaffen van de genoemde uitgangsgelijkstroom, welke lijn door de genoemde bedieningswikkeling van het relais met de genoemde uitgangswikkeling van de transformator verbonden is, waarbij een weerstand over de relaisbedieningswikkeling 15 en transistor met een emittor, collector en basis verbonden is, waarbij de emittor en collector en serie verbonden zijn met de genoemde gelijkstroomuitgangslijn, waarbij een weerstandsdeler over de genoemde relaisbedieningswikkeling verbonden is en met de basis van de genoemde 20 transistor voor het ontwikkelen van voorspanning, wanneer het genoemde wisselspanningsignaal aanwezig is en gelijkgericht wordt, dat de genoemde transistor een voorspanning geeft tot in de geleidende toestand en omgekeerd de transistor voorspanning geeft in de ongeleidende toe-25 stand, wanneer het genoemde wisselspanningssignaal ontbreekt. 1 8403286 Keten voor het detecteren van het ontbreken van gelijkstroom, die in een lijn vloeit, die is opgenomen in een gebruiksinrichting voor het bedienen van die 30 gebruiksinrichting, gekenmerkt door een verzadigbare transformator met een kern van verzadigbaar magnetisch materiaal, ingangs- en uitgangswikkelingen op de kern en eveneens op de kern een besturingswikkeling, welke besturingswikkeling in serie met de genoemde lijn ver-35 bonden is en een magnetische flux verschaft, die de kern verzadigd bij aanwezigheid van gelijkstroom van een grootte kleiner dan nodig voor het bedienen van de genoemde inrichting, waarbij ingangsmiddelen aanwezig zijn i» >* - 32 - * voor het toevoeren van een digitaal seriesignaal aan de genoemde ingangswikkeling en uitgangsmidde1en gekoppeld zijn met de uitgangswikkeling en reageren op het digitale signaal, dat via de transformator gekoppeld wordt voor 5 het detecteren van het ontbreken van stroom in de genoemde lijn.

27. Keten volgens conclusie 26, m e t het kenmerk, dat ten minste ëën van de eenheden de genoemde ketenmiddelen en de transformator de polariteit van het 10 digitale signaal laat omkeren bij de overdracht vanuit de ingang vanuit de genoemde ingangsmiddelen naar de uitgang van de genoemde uitgangsmiddelen. ♦ 8403286