DE1042000B

DE1042000B - Zaehlwerk fuer Achszaehlanlagen

Info

Publication number: DE1042000B
Application number: DES50221A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Siegfried Baumgart; Karl Hackenberg
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1956-09-03
Filing date: 1956-09-03
Publication date: 1958-10-30

Description

Zählwerk für Achszählanlagen Bei Zählwerken für Achszählanlagen im Eisenbahnsicherungswesen muß die Zahl der möglichen Zählstellungen um eins größer sein als die größte im Gleisabschnitt vorkommende Achsenzahl, sonst wird sz.hon bei der Einfahrt des Zuges die Ausgangsstellung des Zählwerkes erreicht und der Gleisabschnitt vorzeitig »frei« gemeldet. Um die vorgeschriebene Zahl der unterschiedlichen Zählstellungen des Zählwerkes mit einem möglichst geringen Aufwand zu erreichen, wählt man vielfach eine gestaffelte Anordnung mehrerer Zählorgane. Hierbei ändert ein Zählorgan bei jedem Zählimpuls seinen Zustand. Ein nachgeordnetes Zählorgan ändert seinen Zustand nur dann, wenn das vorgeordnete einmal alle Zustände, die es einnehmen kann, durchlaufen hat. Diesem nachgeordneten Zählorgan kann noch ein weiteres Zählorgan in entsprechender Weise nachgeordnet werden und so fort. Sind N Zählorgane mit je n verschiedenen Zuständen vorhanden, so ist die höchst zulässige Aahsenzahl im Gleisabschnitt x = zaz - 1.
Bei gestaffelter Anordnung der Zählorgane kann eine Gefahr für den Eisenbahnbetrieb entstehen, wenn infolge einer Störung ein nachgeordnetes Zählorgan nicht weitergeschaltet wird. Es sei z. B. angenommen, daß Zählorgane mit nur zwei unterschiedlichen Zuständen verwendet werden, die Zählung also nach dem Dualzahlensystem geschidht. Ist dann die Weiterschaltung des ersten nachgeordneten Zählorgans gestört, so wird der Gleisabschnitt nach Einfährt jeder zweiten Achse »frei« gemeldet, da das vorgeordnete Zählorgan nach jeder zweiten Achse in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Hierdurch entsteht eine erhebliche Gefahr für den Eisenbahnbetrieb.
Zur Abwendung dieser Gefahr wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dem ersten auf die Grundstellung folgenden Zählschritt diejenige Zustandsänderung jedes Zählorgans zuzuordnen, die eine Zustandsänderung des nachgeordneten Zählorgans bewirkt, und eine Überwachungseinrichtung vorzusehen, deren Ansprechen von dem Zustand der Z,Vhlorgane abhängig ist, der nach ordnungsmäßiger Verarbeitung des auf die Grundstellung folgenden Zählimpulses eintritt. Die grundsätzliche Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung geht aus der Tabelle Fig. 1 hervor. Es ist hierbei z. B. angenommen, daß das Zählwerk aus den drei Zählorganen A, B, C be- steht, die je zwei unterschiedliche Zustände 1 und 0 einnehmen können. In der Grundstellung, die z. B. dem freien Gleis zugeordnet sein möge (x = O Achsen), haben alle drei Zählorgane den Zustand 1. Fährt eine Achse in den Gleisabschnitt ein, so ändert sich der Zustand des Zählorgans A von 1 in 0. Dies hat zur Folge, daß auch das Zählorgan B von 1 in 0 wechselt. Dieser Vorgang bewirkt wiederum den Wechsel von 1 in 0 beim Zählorgan C. Der beschriebene Vorgang vollzieht sich nur dann einwandfrei, wenn die Weiterschaltung aller Zählorgane fehlerlos arbeitet. Man hat also die Möglichkeit, mit der Erreichung dieses Zustandes das Zählwerk zu überwachen und von seinem einwandfreien Arbeiten, z. B. die spätere Freimeldung des Gleises, abhängig zu machen. Tritt eine Störung in der Weiterschaltung der Zählorgane erst nach Einfahrt der ersten Achse ein, so kann zumindest bei der Einzählung keine Freimeldung des Gleises erfolgen. Das Gleis wird dann zwar bei der Ausfahrt des Zuges »frei« gemeldet, wenn die im Abschnitt verbliebene Achsenzahl gleich dem aufgetretenen Zählfehler ist; da es jedoch sehr unwahrscheinlich ist, daß ein Zug in dieser Stellung stehenbleibt, kann ein derartiger Fehler in der Regel hingenommen -,verden. In jedem Störungsfall wird daher bei freiem Gleis eine Besetztmeldung gegeben, so daß sich die Störung selbsttätig bemerkbar macht.
Bei der Einfahrt der zweiten, dritten usw. Achse ändern sich die Zustände der Zählorgane wie in Fig.1 angegeben, d. h., die zweite Achse bringt das Zählorgan A von 0 nach 1 und die dritte Achse wieder von 1 nach 0. Hierbei kommt eine Zustandsänderung dies nachgeordneten Zählorgans B von 0 nach 1 zustande. Auch alle weiteren Zustandsänderungen vollziehen sich nach dem Dualzahlensystem.
In Fig. 2 bis 5 sind Anwendungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Fig. 2 bis d die logischen Schaltungssymbole der mit Transistoren und Sperrzellen arbeitenden elektronischen Schaltkreistechnik benutzt, soweit es die Deutlichkeit der Darstellung zuließ. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Art der Schaltungstechnik beschränkt. Sie kann z. B. auch durch Relaisschaltungen oder unter Zuhilfenahme von Magnetkernspeichern od. dgl. verwirklicht werden. Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die technische Verwirklichung eines Teiles der Schaltung nach Fig. 3. In allen Beispielen ist ferner angenommen -worden, daß nach dem Dualzauhlensystem gezählt wird, einerseits wegen der Einfachheit der Darstellung und andererseits weil die Anwendung der Erfindung bei Verwendung von Zählorganen mit nur zwei unterschiedlichen Zuständen besonders vorteilhaft ist. Die Erfindung ist aber auch hierauf nicht beschränkt. Sie kann zweckmäßig auch bei Zähl-tverken mit Zählorganen angewendet werden, die mehr als zwei unterschiedliche Zustände zulassen, so z. B. bei der Verwendung von Schieberegistern mit drei oder mehr Gliedern, bei Drehwählern oder bei Relaisketten mit einer beliebigen Zahl unterschiedlicher Zählstellungen. In den Beispielen sind ferner stets nur drei gestaffelte Zählorgane voräusgesetzt worden; die Schaltungen können aber auf eine beliebig große Zahl von Zählorganen ohne weiteres erweitert werden.
Das Zählwerts nach Fig. 2 hat zwei getrennte Gruppen von Zählorganen, von denen die Gruppe 10, 20,30 nur für die Einzählung, die Gruppe 18, 28, 38 nur für die Auszählung bestimmt ist. Die Zählorgane mögen beispielsweise bistabile Kipplcreise sein, die aus je zwei Transistoren bestehen. In der gezeichneten Stellung mögen alle Kippkreise die Stellung 1 haben. Hierbei ist der obere Transistor leitend, an seinen Ausgängen ist positives Potential vorhanden. Der untere Transistor ist gesperrt, seine Ausgänge haben negatives Potential. Wird bei einer einfahrenden Achse dem Einzähleingang EE ein Impuls zugeführt, so tritt am Eingang des Kippkreises 10 kurzzeitig positives Potential auf, das den Kippkreis veranlaßt, in die Stellung 0 zu gehen. Hierbei verwandelt sich an den Ausgängen des unteren Transistors das negative Potential in positives Potential. Es fließt ein Ausgleichsstrom über den Kondensator 201 und den Widerstand 202 zu der festen Spannung U4. Die Spannung U4 ist so gewählt, daß die Summe aus dieser Spannung und dem Spannungsabfall am Widerstand 202 beim Umkippen des Kippkreises 10 ausreicht, um den Kippkreis 20 zum Kippen zu bringen. Dieser Kippkreis wechselt darauf auch seinen Zustand von 1 in 0. Hierdurch spielt sich am Kondensator 301 und am Widerstand 302 der gleiche Ausgleichsvorgang ab wie vorher am Kondensator 201 und am Widerstand 202, so daß auch der Kippkreis 30 zum Kippen vom Zustand 1 in den Zustand 0 gebracht wird. Auf diese Weise hat der Einzählimpuls der ersten Achse alle Kippkreise in die Stellung 0 gebracht. Daher liegt jetzt an allen Eingängen des Koinzidenzgatters 40 positives Potential an. Das Gatter gibt nun auch an seinem Ausgang positives Potential a1). das dem bistabilen Kippkreis 46 zugeführt wird. Hi°rdurch wird der obere Transistor des Kippkreises 46 gesperrt, und der Kippkreis ändert seinen Zustand, so daß nunmehr der untereTransistor leitend wird. Das Kippen des Kipplzreises 46 ist somit eine Bestätigung dafür, daß beim ersten Zählschritt die Zustandsänderung sämtlicher Zählorgane einwandfrei statlgefuriden :hat. Nach dem Kippen des Kreises 46 gibt der unsere Transistor positives Potential ab, das an einen per Eingänge des Koinzidenzgatters 49 gelangt. Damit ist eine Bedingung für die spätere Freimeldung des Gleisabschnittes gegeben.
Bei der Einfahrt weiterer Achsen ändert sich der Zustand der Zählorgane, wie in der in Fig. 1 dargestellten Tabelle angegeben. Fahren nun Achsen aus dern Gleisabschnitt aus, so vollziehen sich entsprechende Vorgänge in der Zählorgangruppe für die Auszählung. Sind ebenso viele Achsen aus- wie eingefahren, so haben die einander entsprechenden Zählorgane in der Ein- und Auszäblgruppe gleiche Stellung. Zur Überprüfung der Übereinstimmung dieser Zählorgane dienen die Gatter 12, 14, 16, 22, 24, 26 und 32, 34, 36. In der gezeichneten Stellung liegt an beiden Eingängen des Koinzidenzgatters 14 positives Potential an. Daher führt auch der Ausgang positives Potential, das über das Mischgatter 16 an den unteren Eingang des Koinzidenzgatters 42 gelangt. Würden beide Zählorgane 10 und 18 die Stellung 0 einnehmen, so würde der Ausgang des Koinzidenzgatters 12 positives Potential führen, das ebenfalls über das Mischgatter 16 an den unteren Eingang von 42 gelangen würde. Nur wenn die Zählorgane 10 und 18 unterschiedliche Stellungen einnehmen, führt keines der Koinzidenzgatter 12 und 14 positives Potential. Daher führt auch der Ausgang des Mischgatters 16 in diesem Fall kein positives Potential. Haben nun alle drei Zählorganpaare 10/18, 20/28 und 30/38 untereinander die gleiche Stellung, so führen alle drei Eingänge des Koinzidenzgatters 42 positives Potential, so daß auch der Ausgang des Gatters 42 positives Potential führt. Hiermit ist eine weitere Bedingung für die Freimeldung des Gleisabschnittes gegeben.
Es ist schwierig, die Gatter 12, 14, 16, 22, 24, 26 und 32, 34, 36 so auszubilden, daß bei einem Leitungsbruch oder einem Versagen eines Bauelementes die Koinzidenz in der Stellung der Zählorgane nicht auch dann angezeigt wird, wenn sie nicht vorhanden ist. Hierdurch könnte unter Umständen schon bei der Einfahrt einer gewissen Zahl von Achsen das Gleis vorzeitig »frei« gemeldet werden. Um dies zu vermeiden, ist der bistabile Kippkreis 48 vorgesehen. Er wird zum Kippen gebracht, sobald ein Auszählimpuls an den Auszähleingang AE gelangt. Dieser positive Impuls sperrt den oberen Transistor des Kippkreises 48, so daß der Kippkreis seinen Zustand ändert und der untere Transistor leitend wird. Es erscheint am unteren Ausgang des Kippkreises 48 positives Potential, das dem linken Eingang des Koinzidenzgatters 49 zugeführt wird. Der bistabile Kippkreis 48 verhindert also, daß eine Freimeldung zustande kommt, bevor Achsen aus dem Gleisabschnitt ausfahren. Hierdurch wird die Gefahr, die durch das Versagen der Gatter 12, 14 usw. entstehen kann, wesentlich vermindert, da es-wie schon oben auseinandergesetztunwahrscheinlich ist, daß im Gleisabschnitt eine Achsenzahl verbleibt, die gleich dem Fehler ist, der durch das Versagen der Gatter hervorgerufen wird. Mit dem Anliegen dieses positiven Potentials am linken Eingang des Gatters 49 sind alle drei Bedingungen für die Koinzidenz erfüllt, so daß auch an der Ausgangsklemme F positives Potential erscheint. Es kann nun der Gleisabschnitt »frei« gemeldet werden. Bei der praktischen Ausführung der Anlage wird es zweckmäßig sein, durch das positive Potential an der Klemme F zunächst die Rückstellung der Kippkreise 46 und 48 sowie auch der Zählorgane 10, 20, 30, 18, 28 und 38 zu bewirken, und zwar durch Anlegen positiven Potentials an die Klemme R, und das Gleis erst dann freizugeben, wenn geprüft ist, daß alle diese Kippkreise wieder die Grundstellung eingenommen haben. Die hierzu erforderlichen Einrichtungen sind in der Figur nicht dargestellt, da sie nur in losem Zusammenhang mit dem Erfindungsgegenstand stehen.
Fig. 3 zeigt ein vor- und zurücklaufendes Zählwerk, das aus drei bistabilen Kippkreisen 50, 60 und 70 hesteht. Die Zählung geschieht atioh hier nach dem Dualzahlensystem. Die Fortschaltung des nachgeordneten Zählorgans vollzieht sich bei Vorwärtszählung, wenn das vorgeordnete Zählorgan seinen Zustand von 1 in 0 ändert. Bei Rückwärtszäahlung muß das nachgeordnete Zählorgan weitergeschaltet werden, wenn sich die Stellung des vorgeordneten Zählorgans von 0 in 1 ändert. Die Fortschaltung des nachgeordneten Zählorgans ist also von zwei Kriterien abhängig. Das eine Kriterium gibt an, welche Zustandsänderung im vorgeordneten Zählorgan eingetreten ist, das andere Kriterium kennzeichnet die Zählrichtung. Es ist zweckmäßig, die Schaltung, welche die Zustandsänderung eines nachgeordneten Zählorgans bewirkt, so auszubilden, daß bei Leitungsbruch oder Versagen eines Bauelementes die Zustandsänderung des nachgeordneten Zählorgans nicht schon durch eines der beiden Schaltkriterien allein bewirkt werden kann, sonst würde unter Umständen die Ausgangsstellung des Zählwerkes viel zu früherreicht und damit der Gleisabschnitt vorzeitig »frei« gemeldet werden. Auch wäre in diesem Fall die Tatsache, daß alle Zählorgane beim ersten Zählschritt nach der Grundstellung ihren Zustand verändert haben, kein einwandfreies Kennzeichen dafür, daß das Zählwerk in Ordnung ist. Die gestellte Forderung läßt sich dadurch erreichen daß die Stromkreise, welche den Fortschaltimpuls auf das nachgeordnete Zählwerk übertragen, als Arbeitsstromkreise ausgebildet werden. Ferner ist es zweckmäßig, den Ausgleichsvorgang in einem Kondensator oder einer Induktivität, der beim Kippen des vorgeordneten Zählorgans entsteht, als Schaltkriterium für den Kippvorgang zu benutzen.
In der Schaltung nach Fig. 3 sind zur Übertragung der Zustandsänderung vom vorgeordneten auf das nachgeordnete Zählorgan die Impulsübertrager 54, 56, 64 und 66 vorgesehen. Die Impulsübertrager haben Ringkerne aus einem Werkstoff mit annähernd Magnetisierungsschleife. Die Übertrager 54 und 64 dienen zur Weiterschaltung bei Vorwärtszählung, die Übertrager 56 und 66 zur Weiterschaltung bei Rückwärtszählung. Auf jedem Übertrager ist eine Wicklung vorgesehen, die das Kriterium für die Zustandsänderung des vorgeordneten Kippkreises liefert. Eine weitere Wicklung kennzeichnet die Zählrichtung. So dient z. B. auf dem Übertrager 54 die Wicklung 541 zur Kennzeichnung der Zustandsänderung des Kippkreises 50, die Wicklung 542 zur Kennzeichnung der Zählrichtung. Die Wicklung 543 dient zur Weitergabe des Impulses an den Kippkreis 60.
Wird ein Einzählimpuls auf das Zählwerk gegeben, so gelangt kurzzeitig negatives Potential über den Einzähleingang EF an den monostabilen Kippkreis 72. Dieser ändert seinen Zustand nur für eine gewisse Zeit, die sich aus der Dimensionierung seiner Bauelemente ergibt. Danach kehrt er von selbst in den Ausgangszustand zurück. Ist der Kippkreis 72 in der Arbeitsstellung, so fließt auf Grund der Spannung -I- U2 ein Strom durch die Wicklungen 542 und 642. Diese Wicklungen sind so dimensioniert, und die Spannung +U2 ist so gewählt, daß der in den Wicklungen fließende Strom von der Größe i 1 eine Feldstärke erzeugt, die kleiner ist als die Koerzitivkraft der Ringkerne. Es tritt also dadurch keine Zustandsänderung in den Ringkernen auf. An den oberen Ausgang des Kippkreises 72 gelangt in der Arbeitsstellung positives Potential, das über das Mischgatter 52 dem Kippkreis 50 zugeführt wird und diesen zum Kippen bringt. Dadurch fließt ein Ausgleichsstrom über Kondensator 544, Wicklung 541, Wicklung 561 und Kondensator 564. Dieser Ausgleichsstrom möge in der Wicklung 541 eine AW-Zahl erzeugen, die zusammen mit der AW-Zahl der Wicklung 542 eine Feldstärke ergibt, welche die Koerzitivkraft des Ringkern-Werkstoffes überschreitet und damit die Induktion im Ringkern von -I- B max auf - B max ändert. Die Induktionsänderung erzeugt in der Wicklung 543 eine Spannung, die über das Mischgatter 62 dem Kippkreis 60 zugeführt wird und, da sie am Eingang des Kippkreises 60 positiv gerichtet ist, diesen zum Kippen bringt. Danach vollziehen sich nun entsprechende Vorgänge in dem Impulsübertrager 64, die auch den Kippkreis 70 zum Kippen bringen. Die Verzögerungszeit des monostabilen Kippkreises 72 ist so bemessen, daß sämtliche Kippkreise 50, 60, 70 während dieser Zeit ihren Zustand ändern können; danach kehrt der Kippkreis 72 in den Ausgangszustand zurück. Die Spannung -I- U2 ist nun so gewählt, daB sich beim Zurückkippen des Kreises 72 die Stromrichtung in den Wicklungen 542 und 642 umkehrt. Es entsteht in diesen Wicklungen ein Strom von der Größe -i2. Die Koerzitivkraft des Kernwerkstoffes wird durch diesen Strom überwunden, und die magnetische Induktion ändert sich von -B max auf +B max. Hierbei entsteht eine negative Spannung an den Eingängen der Mischgatter 62 und 71, die eine Zustandsänderung der Kippkreise 60 und 70 nicht bewirken kann. Damit ist der Ursprungszustand in den Impulsübertragern wiederhergestellt.
Beim nächsten Einzählimpuls ändert nur der Kippkreis 50 seinen Zustand. Dabei hat der Ausgleichsstrom in den Wicklungen 541 und 561 die umgekehrte Richtung wie beim ersten Einzählimpuls. Es kann dadurch keine Induktionsänderunin dem Ringkern 54 hervorgerufen werden, da die Wirkungen der Ströme in den Wicklungen 541 und 542 entgegengesetzt gerichtet sind. In der Wicklung 563 des Kernes 56 kann auch keine Spannung induziert werden, da sich der Kippkreis 74 in der Grundstellung befindet. Die Stromrichtungen in den Wicklungen 561 und 562 wirken einander entgegen. Erst beim dritten Einzählimpuls erhält der Kippkreis 60 wieder einen positiven Impuls, der seinen Zustand nunmehr von 0 in 1 ändert. Auf den Kippkreis 70 bleibt der dritte Einzählimpuls ohne Wirkung.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß Leitungsunterbrechungen in den Stromkreisen, die zur Übertragung des Impulses von dem vorgeordneten auf das nachgeordnete Zählorgan dienen, sich dadurch bemerkbar machen, daß ein Kippen des nachgeordneten Zählorgans nicht eintritt. Somit ist also durch den ersten Zählschritt, der alle Zählorgane von dem Zustand 1 in den Zustand 0 bringt, eine einwandfreie Überprüfung der Schaltung möglich.
Nach Ausführung des ersten Zählschrittes führen alle drei Eingänge des Koinzidenzgatters 76 positives Potential. Dieses erscheint auch am Ausgang des Gatters 76 und sperrt den oberen Transistor des bistabilen Kippkreises 78. Dieser ändert seine Stellung und quittiert damit die ordnungsmäßige Ausführung des ersten Zählschrittes. Bei der Ausfahrt von Achsen spielen sich entsprechende Vorgänge ab. Nur ist durch entsprechende Polung der Wicklungen 561, 562 und 661, 662 dafür gesorgt, daß die Fortschaltung des nachgeordneten Zählorgans dann eintritt, wenn das vorgeordnete seinen Zustand von 0 auf 1 ändert. Ist die Zahl der ausgefahrenen Achsen gleich der Zahl der eingefahrenen Achsen, so haben die Kippkreise 50, 60 und 70 wieder die in Fig. 3 gezeichnete Stellung. Es liegt jetzt an den drei linken Eingängen des Koinzidenzgatters 80 positives Potential. Da nach Einfahrt der ersten Achse auch der Kippkreis 78 seine Au-sgangsstellung verlassen hat, führt auch der rechte Eintang des Gatters 80 positives Potential, das somit auch an der Freimeldeklemme F erscheint. Es kann jetzt die Freimeldung des Gleisabschnittes vorgenommen werden, wobei es wiederum zweckmäßig sein wird, den Gleisabschnitt erst »frei« zu melden, wenn der Kippkreis 78 über die Rückstellklemme R zurückgestellt und die ordnungsmäßige Zurückstellung überprüft worden ist.
Für Achszählwerke, die einen Streckenabschnitt sichern sollen, wird meist ein Zählvermögen von mindeaens 250 Achsen verlangt. Dafür sind bei der Zählung nach dem Dualzahlensystem acht duale Zählorgane notwendig. Das bedeutet. daß das Gatter 76 in Fig. 3 acht Eingänge, das Gatter 80 neun Eingänge erhalten müßte. Es ist schwierig, bei der Verwendung elektronischer Bauelemente diese Gatter so auszubilden, daß sieh ein Leitungsbruch oder das Versagen eines Bauelementes sofort selbsttätig anzeigt. Von dem ordnungsmäßigen Arbeiten dieser Gatter hängt aber die Sicherheit der Schaltung gegen zu frühzeitige Freimeldung des Gleisabschnittes ab. Es wird daher in Fig. 41 eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die diese Gatter vermeidet, indem ein zusätzliches Zählorgan über die für die Zählung selbst benötigten Zählorgane hinaus vorgesehen wird. Dieses Zählorgan ist mit 90 bezeichnet und an das letzte zur Zählung notwendige Zählorgan 70 mit den gleichen Stromkreisen angeschlossen, welche die übrigen zur Zählung erforderlichen Zählorgane miteinander verbinden. Es genügt, dieses zusätzliche Zählorgan so auszubilden, daß es nur zwei stabile Zustände einnehmen kann, auch dann, wenn die Zählung nicht nach dem Dualzahlensystem geschieht. Das Zählorgan 90 nimmt in der Grundstellung ebenfalls den Zustand 1 ein. den auch die übrigen nur zur Zählung dienenden Zählorgane haben. Fährt die erste Achse in den Gleisabschnitt ein. so ändert das Zählorgan 90 ebenso wie die übrigen Zählorgane seinen Zustand von 1 in 0. Diesen Zustand behält es bei, solange sich Achsen im Gleisabschnitt befinden; denn während der Einzählung kann nun das Zählorgan 70 nur von 0 in 1, während der Auszählung nur von 1 in 0 wechseln. Bei diesem Wechsel wird aber das nachgeordnete Zählorgan 90 nicht mitgenommen. Erst wenn die letzte ausfahrende Achse den Kippkreis 70 von 0 in 1 bringt, erfolgt die Mitnahme des Kippkreises 90, der nun ebenfalls von 0 in 1 wechselt. Der Wechsel des Kippkreises 90 von 1 in 0 it also ein Kennzeichen dafür, daß bei der "Zählung der ersten Achse das Zählwerk ordnungsmäßig -earbeitet -hat. Der Wechsel von 0 in 1 hingegen bekundet, daß alle Achsen den Gleisabschnitt verlasen haben. Es ist daher an den unteren Ausgang des Kipplzreises 90 der bistabile Kippkreis 94 angeschlossen, der aus seiner Grundstellung herausgebracht wird, wenn der Kippkreis 90 von 1 in 0 kippt. Dadurch wird die Meldung, daß das Zählwerk bei der ersten Achse ordnungsmäßig gearbeitet hat, durch den Kippkreis 94 gespeichert. Er gibt nun durch seinen unteren Ausgang positives Potential an das Koinziclenzgatter 96 ab. Gelangt der Kippkreis 90 nach Ausfahrt der letzten Achse wieder in die Ausgangsstellung 1, so gelangt auch an den oberen Ausgang des Gatters 96 positives Potential. Das Gatter 96 gibt auch an seinem Ausgang positives Potential ab und meldet dadurch den Gleisabschnitt frei. Die sicherungstechnisch einwandfreie Ausführung des Gatters 96 ist ohne '#esondere Schwierigkeit möglich. Es kann unter Umständen durch eine Relaisschaltung ersetzt werden, zumal ein besonders schnelles Arbeiten dieser Einrichtung nicht erforderlich ist.
Fig.5 zeigt ein Beispiel für die technische Verwirklichung der logischen Schaltung nach Fig. 3. Es sind in Fig. 5 nur der monostabile Kippkreis 72, der bistabile Kippkreis 50, die Mischgatter 52 und 62 sowie die Impulsübertrager 54 und 56 dargestellt, da eine Darstellung weiterer Bauteilgruppen im wesentlichen nur eine unnötige Wiederholung des schon Dargestellten bringen würde. Die einseitige Stabilität der Schaltung des rüönostabilen Kippkreises wird dadurch herbeigeführt, daß die Spannungsteilerwiderstände 723, 724 und 725, 726, welche die Emitterpotentiale der beiden Transistoren 720 und 721 festlegen, ungleich dimensioniert sind. Beim leitenden Transistor 721 liegt der Emitter infolge des Spannungsteilerver'hältnisses auf einem stärker positiven Potential als der Emitter des gesperrten Transistors 720. Das Kollektorpotential des Transistors 721 wird über den Widerstand 730 an die Basis des Transistors 720 gegeben. Der Emitter des Transistors 720 hat aber infolge der beschriebenen Unsymmetrie der Spannungsteiler ein geringeres Potential. so daß der Transistor 720 gesperrt ist. Wird nun auf den Einzähleingang EE kurzzeitig negatives Potential gegeben, so gelangt dies über den Kondensator 731 an die Basis des Transistors 720. Der Transistor 720 wird dadurch leitend. Es fließt nun Strom über den Widerstand 722, und der Kollektor des Transistors 720, der bisher praktisch Erdpotential hatte, kommt auf ein stark positives Potential. Es fließt daher ein Ladestrom über den Kondensator 727 und die SpannungsteileTwiderstände 728, 729. Dadurch wird die Basisspannung des Transistors 721 kurzzeitig so weit positiv, daß der Transistor 721 gesperrt wird. Dieser Zustand hält so lange an, wie der Ladestrom des Kondensators 727 einen gewissen Wert nicht unterschreitet. Der Kreis, in dem dieser Ausgleichsstrom fließt, ist so dimensioniert, daß während dieser Zeitdauer der bistabile Kippkreis 50 sowie die nicht dargestellten Kippkreise 60 und 70, gegebenenfalls auch 90, in der oben beschriebenen Art und Weise ihren Zustand ändern können. Allmählich sinkt die Basisspannung des Transistors 721 wieder auf einen Wert, der durch den Stromkreis, bestehend aus der Sperrzelle 732 und den Widerständen 728 und 729 bestimmt ist. Der Transistor 721 wird dadurch wieder leitend, und die Ausgangslage des Kippkreises ist erreicht: Am Kollektor des Transistors 721 wird die Spannung zur Speisung der Wicklungen abgenommen, die auf den Impulsübertragern die Zählrichtung kennzeichnen, wobei z. B. der Widerstand 546 die Stromstärke in der Wicklung 542 auf den für die richtige Wirkung erforderlichen Wert bringt. Am Kollektor des Transistors 720 wird der Impuls zur Weiterschaltung des Kippkreises 50 abgenommen. Er gelangt über das Mischgatter 52 an den Eingang dieses Kippkreises. Das Mischgatter 52 besteht aus den Sperrzellen 520 und 521 und dem Widerstand 522. In der Grundstellung der monostabilen Kippkreise 72 und 74 (in Fig.5 nicht dargestellt) :herrscht an Widerstand 522, den Sperrzellen 520, 521, dem Kollektor des Transistors 720 und dem Kollektor des entsprechenden Transistors im Kippkreis 74 Erdpotential. Wird bei einem Einzählimpuls der Transistor 720 leitend, so steigt das Potential an seinem Kollektor an, und es fließt Strom von dort über die Sperrzelle 520 und den Widerstand 522 nach Erde. Das Potential am Verbindungspunkt des Widerstandes 522 mit den Kondensatoren 512 und 513 steigt an, und die Sperrzelle 521 wird gesperrt. Ist nun im bistabilen Kippkreis 50 der Transistor 500 leitend und der Transistor 501 gesperrt, so liegt über dem Widerstand 514 an der Sperrzelle 510 ein stärker positives Potential als an der Sperrzelle 511 über Widerstand 515. Der positive Zählimpuls an den Kondensatoren 512, 513 steigert daher das Basispotential des Transistors 500 so weit, daß dieser Transistor gesperrt wird. Über die Spannungsteilerwiderstände 504, 509 gelangt jetzt an die Basis des Transistors 501 negatives Potential, ein Vorgang, der durch Kondensator 506 noch unterstützt wird. Der Transistor 501 wird nun leitend. Die Zustandsänderung im Zählorgan 50 ist eingetreten. Beim nächsten Zählimpuls vollziehen sich entsprechende Vorgänge, nur wird jetzt der Transistor 501 gesperrt und der Transistor 500 leitend. Zwischen den Kollektoren der Transistoren 500 und 501 und den Kollektorwiderständen 502 und 503 wird die Spannung für die Eingänge der Koinzidenzgatter 76 und 80 abgenommen, außerdem ruft diese Spannung in den Wicklungen der Impulsübertrager 54 und 56 den Ausgleichsstrom hervor, welcher das Umkippen des Kippkreises 50 im gegebenen Fall über das Mischgatter 62 auf den nachgeordneten Kippkreis 60 überträgt. Die Widerstände 545 und 565 sorgen dafür, daß dieser Strom auf den erforderlichen Wert begrenzt wird. Es erübrigt sich, die Wirkung der Impulsübertrager zu beschreiben, da dies schon bei der Erklärung der logischen Schaltung (Fig. 3) geschehen ist.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß in Achszählanlagen die Zustandsänderung sämtlicher Zählorgane beim ersten Einzählimpuls eintritt. Wesentlich ist nur, daß diese Zustandsänderung bei jeder Befahrung des Abschnittes mindestens einmal vorhanden ist. Wird also ein Gleisabschnitt regelmäßig von Zügen mit einer größeren Achsenzahl befahren, so kann dem freien Gleis auch eine andere Stellung der Zählorgane zugeordnet werden als diejenige, die im vorstehenden mit »Grundstellung« bezeichnet worden ist.
Ein besonderer Vorteil der Zählung nach dem Dualzahlensystem besteht bei Anwendung der Erfindung darin, daß bei dem ersten, auf die Grundstellung folgenden Zählschritt nicht nur die für die Fortschaltung der Zählorgane in Einschaltrichtung notwendigen Stromkreise, sondern auch ein besonders großer Teil der Stromkreise in den Zählorganen selbst überprüft wird.
Die Anwendbarkeit der Erfindung ist nicht nur auf Aohszählanlagen bei Eisenbahnen beschränkt, sondern auch mit Vorteil in anderen Fällen anwendbar, in denen eine regelmäßige selbsttätige Überprüfung von Zähleinrichtungen erforderlich ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zählwerk für Achszählanlagen mit zwei oder mehr gestaffelt angeordneten Zählorganen, von denen das erste bei jedem Zählimpuls seinen Zustand ändert, während jedes nachgeordnete Zählorgan nur dann einen Impuls zur Änderung seines Zustandes erhält, wenn das vorgeordnete einmal schrittweise alle unterschiedlichen Zustände, die es einnehmen kann, durchlaufen hat, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten aus der Grundstellung des Zählwerkes erfolgenden Zählschritt diejenige Zustandsänderung jedes Zählorgans (10, 20 in Fig.2; 50, 60 in Fig.3) zugeordnet ist, die einen Impuls für das nachgeordnete Zählorgan (20, 30 in Fig. 2; 60, 70 in Fig. 3) auslöst und daß eine Überwachungseinrichtung (46 in Fig.2; 78 in Fig. 3) vorgesehen ist, deren Ansprechen von dem Zustand der Zählorgane abhängig ist, der nach ordnungsmäßiger Verarbeitung des auf die Grundstellung folgenden Zählimpulses eintritt.
2. Zählwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herbeiführung der Zustandsänderungen der Zählorgane Arbeitsstromkreise vorhanden sind.
3. Zählwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreisen, welche die Zustandsänderung vom vorgeordneten Zählorgan auf das nachgeordnete übertragen, Kondensatoren und/oder Impulsübertrager vorhanden sind, in denen die Zustandsänderung des vorgeordneten Zählorgans einen Ausgleichsvorgang hervorruft, welcher die Zustandsänderung des nachgeordneten Zählorgans bewirkt.
4. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsübertrager einen Ringkern mit annähernd rechteckförmiger Magnetisierungsschleife enthalten.
5. Zählwerk für Vorwärts- und Rückwärtslauf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsübertrager (z. B. 54) zwei Wicklungen (541 und 542) enthalten, in deren einer (541) der Ausgleichsvorgang bei der Zustandsänderung des vorgeordneten Zählorgans (50) einen Strom erzeugt, während der Strom in der anderen Wicklung (542) von der Zählrichtung abhängig ist.
6. Zählwerk mit Vorwärts- und Rückwärtslauf nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der auf den Impulsübertragern (54) vorhandenen Wicklungen (541 und 542), daß die Feldstärke im Ringkern nur dann die Koerzitivkraft in der für die Übertragung der Zustandsänderung erforderlichen Richtung überschreitet, wenn auf beide Wicklungen Strom gegeben wird.
7. Zählwerk mit Vorwärts- und Rückwärtslauf nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Zählrichtungen ein monostabiler Kippkreis (72, 74) zugeordnet ist, der beim Eintreffen eines Zählimpulses der zugeordneten Zählrichtung die Arbeitsstellung einnimmt, darin so lange verharrt, bis alle Zählorgane ihre Zustandsänderung vollzogen haben, und während dieser Zeit Strom einer bestimmten Richtung auf die Wicklungen (542, 642) der Impulsübertrager (54,64) .gibt, welche die Zählrichtung kennzeichnen. B.
Zählwerk mit Vorwärts- und Rückwärtslauf nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang jedes einer Zählrichtung zugeordneten monostabilen Kippkreises den Eingang des Zählwerkes für die Impulse dieser Zählrichtung bildet und daß die Ausgänge der monostabilen Kippkreise mit dem Eingang des Zählorgans verbunden sind, das bei jedem Zählimpuls seinen Zustand ändert.
9. Zählwerk mit Vorwärts- und Rückwärtslauf nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der die Zählrichtung kennzeichnenden Wicklungen (z. B. 542, 642) auf den Impulsübertragern an eine so gewählte Spannung angeschlossen ist, daß diese Wicklungen die Ringkerne der Impulsübertrager ummagnetisieren, wenn der monostabile Kippkreis in die Grundstellung zurückkehrt.
10. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (46, 78) über eine Koinzidenzschaltung (40, 76) betätigt wird, welche die Stellungen der einzelnen Zählorgane prüft.
11. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zählorgan (90) mehr vorgesehen ist, als die größte zu zählende Achsenzahl erfordert.
12. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Zählorgan (90) ein Svstem mit zwei stabilen Zuständen, z. B. ein bistabiler Kippkreis, ist.
13. Zählwerk mit Vorwärts- und Rückwärtslauf nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Zählorgan (90) die Gleisfreimeldung bewirkt.
14. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 9 und 11 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Zählorgan (90) die Überwachungseinrichtung (94) betätigt, welche die ordnungsmäßige Ausführung des ersten Zählschrittes nach der Grundstellung anzeigt.
15. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleisfreimeldung vom Ansprechen der Überwachungseinrichtung (46, 78, 94) abhängig ist.
16. Zählwerk mit je einer Gruppe von Zählorganen für Ein- und Auszählung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, 11, 12, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Gruppe von Zählorganen (10, 20, 30) für Einzählung mit der Überwachungseinrichtung (46) für die ordnungsmäßige Ausführung des ersten Zählschrittes nach der- Grundstellung versehen ist.
17. Zählwerk mit je einer Gruppe von Zählorganen für Ein- und Auszählung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Auszählprüfeinrichtung (48), die auf den ersten Auszählimpuls anspricht, der dem Zählwerk bei einer Befahrung des Gleisabschnittes zugeführt wird, und von deren Ansprechen die Gleisfreimeldung abhängig ist.
18. Zählwerk, nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundstellung der Zählorgane bei freiem Gleis vorhanden ist.
19. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine Rückstelleinrichtung (R), welche die Überwachungseinrichtung (46) für den ersten Einzählschritt und gegebenenfalls auch die Auszählprüfeinrichtung (48) sowie die Zählorgane in der Zeit zwischen dem Freiwerden des Gleisabschnittes und seiner erneuten Besetzung in die Grundstellung bringt.
20. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 19, gekennzeichnet durch die teilweise oder ausschließliche Verwendung von Bauteilen der elektronischen Schaltkreistechnik.
21. Zählwerk nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählorgane Systeme mit zwei stabilen Zuständen, z. B. stabile Kippkreise, sind: In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 671425.