DE1280912B

DE1280912B - Circuit arrangement for axis counting systems that differ in direction

Info

Publication number: DE1280912B
Application number: DE1964S0089312
Authority: DE
Original assignee: Tech Pour L Ind Nouvelle S A I
Current assignee: Tech Pour L Ind Nouvelle S A I
Priority date: 1963-03-21
Filing date: 1964-01-31
Publication date: 1968-10-24
Also published as: BE645502A; SE302624B; CH397762A; NL6400908A

Description

Schaltungsanordnung für richtungsunterscheidende Achszählanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für richtungsunterscheidende Achszählanlagen mit zwei in Fahrtrichtung hintereinander am Gleis angeordneten Achszählimpulsgebern. Diese Impulsgeber erzeugen bei der Durchfahrt jeder Achse nacheinander je einen positiven und einen negativen Impuls.Circuit arrangement for directional axle counting systems The The invention relates to a circuit arrangement for directional differentiators Axle counting systems with two axle counting pulse generators arranged one behind the other on the track in the direction of travel. These pulse generators generate one one after the other as each axis passes through positive and negative impulse.

Diese bekannten Schaltungsanordnungen sind z. B. mit magnetisch wirkenden Impulsgebern ausgerüstet, bei denen Drosselwicklungen eines Magnetkerns gegensinnig geschaltet sind. Als Auswerteeinrichtung dienen z. B. elektronische Bauelemente und Schaltkreise, die mit bistabilen Kippschaltungen, Speichern, Koinzidenzgattern, Differenziergliedern und Verzögerungsschaltungen bestückt sind.These known circuit arrangements are, for. B. with magnetically acting Equipped with pulse generators, in which the inductor windings of a magnetic core run in opposite directions are switched. As an evaluation device z. B. electronic components and circuits that use bistable flip-flops, memories, coincidence gates, Differentiators and delay circuits are equipped.

Diese Schaltungsanordnungen dienen in der Eisenbahnsicherungstechnik dazu, an jeder Achszählstelle nicht nur die Anzahl der vorbeifahrenden Achsen, sondern auch deren Fahrtrichtung festzustellen und auszuwerten, Diese Bedingung ist besonders dann zu erfüllen, wenn aus betrieblichen Gründen Züge im Einflußbereich der Zählstellen anhalten müssen und dabei Fahrzeugräder hin- und herpendeln können.These circuit arrangements are used in railway safety technology In addition, at each axle counting point, not only the number of axles passing by, but also also determine and evaluate the direction of travel. This condition is special To be fulfilled if, for operational reasons, trains are in the area of influence of the counting stations have to stop and the vehicle wheels can swing back and forth.

Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, jeder Zählstelle zwei Achszählimpulsgeber hintereinander am Gleis zuzuordnen. die bei Durchfahrt eines Rades je einen Impuls erzeugen. Die pro Rad abgegebenen zwei Impulse sind notwendig und hinreichend zur Bildung einer Aussage über Anzahl und Fahrtrichtung der durch die Zählstelle. rollenden Fahrzeugachsen.To solve this problem, it is known to assign two axle counting pulse generators to each counting point one behind the other on the track. which each generate an impulse when a wheel passes through. The two impulses emitted per wheel are necessary and sufficient to form a statement about the number and direction of travel of the by the counting point. rolling vehicle axles.

Bei den bekannten Anordnungen zur richtungsunterscheidenden Achszählung wird jeweils vorausgesetzt, daß sich die, für ein durchfahrendes Rad von den beiden Impulsgebern erzeugten Impulse zeitlich überlappen. Es muß zunächst der Impuls des ersten Gebers vorhanden sein, dann treten die Impulse des ersten und des zweiten Gebers gleichzeitig auf, und in der dritten Phase schließlich verschwindet der Impuls des ersten Gebers, während derjenige des zweiten Gebers noch vorhanden ist.In the known arrangements for axially differentiating directions it is assumed in each case that the, for a passing bike of the two Pulse generators overlap in time. The impulse of the If the first encoder is present, then the impulses of the first and the second occur At the same time, and in the third phase the impulse finally disappears of the first giver, while that of the second giver is still present.

Die erforderliche überlappung der Geberimpulse wird dadurch erreicht, daß die beiden Impulsgeber um einen bestimmten Betrag in Fahrtrichtung versetzt am Gleis montiert sind. Diese Voraussetzung eines bestimmten Abstandes der Impulsgeber längs des Gleises verursacht aber große Nachteile, indem es nicht in allen Fällen möglich ist, beide Impulsgeber am Gleis ohne Verschiebung von Schwellen zu montieren. Der Abstand der beiden Geber muß auf die kleinsten Fahrzeugräder mit schlechten Spurkränzen abgestimmt sein. Ist andererseits aber der Abstand zu klein, so besteht die Gefahr, daß sich bei ungleichmäßigen Spurkränzen großer Räder die Geberimpulse derart überlappen, daß ein Auflösen in die drei Phasen nicht mehr erreicht wird. Dadurch werden Falschzählungen verursacht, die die Sicherheit beeinträchtigen.The required overlap of the encoder pulses is achieved by that the two pulse generators are offset by a certain amount in the direction of travel are mounted on the track. This requirement of a certain distance between the pulse generator along the track but causes major disadvantages by not doing it in all cases it is possible to mount both pulse generators on the track without moving sleepers. The distance between the two senders must be on the smallest vehicle wheels with poor Flanges be matched. On the other hand, if the distance is too small, then there is there is a risk that the encoder pulses will change if the flanges on large wheels are uneven overlap in such a way that a resolution into the three phases is no longer achieved. This causes false counts that affect security.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, bei der kein bestimmter Abstand der Impulsgeber gewährleistet sein muß.The invention is based on the object of a circuit arrangement where no specific distance between the pulse generator has to be guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltungsanordnung drei bistabile Kippschaltungen, zwei Differenzierglieder und zwei UND-Schaltungen aufweist und derart mit den Achszählimpulsgebern verbunden ist, daß eine der Kippschaltungen durch den positiven Impuls des einen der beiden Achszählimpulsgeber in die eine Lage und durch den negativen Impuls des anderen der beiden Impulsgeber in die andere Lage gesteuert wird, und daß jede der beiden verbleibenden Kippschaltungen mit dem positiven und dem negativen Impuls ein und desselben Achszählimpulsgebers gesteuert wird, wobei die beiden Ausgangsklemmen der zuerst genannten Kippschaltung über je ein Differenzierglied an die ersten Eingangsklemmen der beiden UND-Schaltungen und die zweiten Eingangsklemmen dieser UND-Schaltungen mit je einer der Ausgangsklemmen der durch je einen Achszählimpulsgeber allein gesteuerten Kippschaltungen verbunden sind.This object is achieved according to the invention in that the circuit arrangement three bistable flip-flops, two differentiators and two AND circuits and is connected to the axle counting pulse generators in such a way that one of the flip-flops by the positive pulse of one of the two axle counting pulse generators in one Position and through the negative pulse of the other of the two pulse generators in the other Position is controlled, and that each of the two remaining flip-flops with the positive and negative pulse from one and the same axle counting pulse generator is, the two output terminals of the first-mentioned flip-flop over each a differentiator to the first input terminals of the two AND circuits and the second input terminals of these AND circuits with one of the output terminals each which are connected to flip-flops, each controlled by one axle counting pulse generator are.

Bei der Erfindung wird eine überlappung der Geberimpulse vermieden. Jeder Impulsgeber gibt pro durchlaufendes Rad einen positiven und einen negativen Impuls ab. Aus diesen vier Impulsen werden über die obenerwähnten Schaltmittel Vorwärts- und Rückwärtszählimpulse erzeugt, die vom zeitlichen Abstand der Geberimpulse unabhängig sind. Wesentliche Voraussetzung für die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist ein Impulsgeber, der pro durchlaufendes Rad ein Signal mit zwei Impulsen verschiedener Polarität abgibt. Derartige Impulsgeber sind an sich bereits bekannt.In the invention, an overlap of the encoder pulses is avoided. Each pulse generator gives a positive and a negative per wheel passing through Impulse off. These four impulses become about the above Switching means generates up and down counting pulses that differ in time the encoder pulses are independent. Essential requirement for the application of the The circuit arrangement according to the invention is a pulse generator, the per continuous Wheel emits a signal with two pulses of different polarity. Such impulses are already known per se.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Impulsgeber, F i g. 2 den Spannungsverlauf, F i g. 3 einen kontaktlosen Impulsgeber, F i g. 4 und 5 den Spannungsverlauf, F i g. 6 ein Impulsdiagramm, F i g. 7 eine Schaltungsanordnung.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. It shows F i g. 1 a pulse generator, F i G. 2 shows the voltage curve, FIG. 3 a contactless pulse generator, FIG. 4 and 5 shows the voltage curve, FIG. 6 is a timing diagram, FIG. 7 shows a circuit arrangement.

Gemäß F i g. 1 ist ein Magnetsystem 2, beispielsweise ein Permanentmagnet mit Polschuhen, an der Schiene 1 befestigt, so daß ein magnetisches Gleichfeld in zwei Luftspalten zwischen Schiene 1 und Magnetsystem 2 erzeugt wird. In unmittelbarer Nähe des Polschuhes ist in den Luftspalten je ein Kontakt 3 und 4 angebracht. Es sei angenommen, daß sie im Ruhezustand offen sind, sich bei Zunahme des Luftspaltfeldes infolge eines durch diesen Luftspalt rollenden Spurkranzes jedoch schließen. Die Schaltung wird durch die beiden Gleichspannungsquellen 5 und 6, die beiden Vorwiderstände 7 und 8 und die Ausgangsklemmen 9 und 10 vervollständigt. Fährt ein Rad von links nach rechts durch den Bereich des Impulsgebers, so schließt und öffnet zuerst der Kontakt 3 und dann der Kontakt 4.According to FIG. 1, a magnet system 2, for example a permanent magnet with pole pieces, is attached to the rail 1, so that a constant magnetic field is generated in two air gaps between the rail 1 and the magnet system 2. In the immediate vicinity of the pole piece, a contact 3 and 4 is attached in each of the air gaps. It is assumed that they are open in the idle state, but close when the air gap field increases as a result of a wheel flange rolling through this air gap. The circuit is completed by the two DC voltage sources 5 and 6, the two series resistors 7 and 8 and the output terminals 9 and 10. If a wheel drives from left to right through the area of the pulse generator, contact 3 closes and opens first and then contact 4.

An den Ausgangsklemmen 9 und 10 entsteht also für jedes durchrollende Rad ein Spannungsverlauf nach F i g. 2. Es ist leicht einzusehen, daß sich diese Kurvenform nicht ändern wird, wenn sich durch entsprechende Einstellung der Empfindlichkeit der Kontakte 3 und 4 die Schließzeiten der Kontakte nicht überlappen.At the output terminals 9 and 10 , a voltage curve according to FIG. 1 arises for each rolling wheel. 2. It is easy to see that this curve shape will not change if the closing times of the contacts do not overlap by setting the sensitivity of contacts 3 and 4 accordingly.

Da mechanische Kontakte am Gleis nicht beliebt sind, wird der Impulsgeber vorteilhafterweise nach F i g. 3 ausgeführt, wobei die vorher genannten Kontakte 3 und 4 im Luftspaltfeld durch Transformatoren als Schaltorgane ersetzt sind. Selbstverständlich können auch andere, kontaktlose Elemente diese Aufgabe übernehmen.Since mechanical contacts on the track are not popular, the pulse generator is advantageously shown in FIG. 3 executed, the aforementioned contacts 3 and 4 in the air gap field being replaced by transformers as switching devices. Of course, other, contactless elements can also take on this task.

Gemäß F i g. 3 weisen die beiden Transformatoren im Luftspalt je eine' Primärwicklung 11 und 12 und je eine Sekundärwicklung 13 und 14 auf. Durch die ; in Serie geschalteten Primärwicklungen wird ein Wechselstrom geeigneter Größe und Frequenz geschickt. Die Sekundärwicklungen 13 und 14 sind gegenüber den Primärwicklungen im umgekehrten Sinn in Serie geschaltet, so daß an den Klemmen 15 und 16 im Ruhezustand keine Spannung auftritt.According to FIG. 3, the two transformers each have a primary winding 11 and 12 and a secondary winding 13 and 14 in the air gap. Through the; An alternating current of suitable size and frequency is sent to the primary windings connected in series. The secondary windings 13 and 14 are connected in series in the opposite direction to the primary windings, so that no voltage occurs at the terminals 15 and 16 in the idle state.

Fährt das Rad durch den Luftspalt des Gebers, so werden die beiden Transformatoren nacheinander gegenüber dem Ruhezustand stärker vormagnetisiert. Gemäß F i g. 4 tritt an den Klemmen 15 und 16 eine Ausgangswechselspannung auf. Wird diese Wechselspannung phasenempfindlich demoduliert, so ergibt sich daraus ein Spannungsverlauf nach F i g. 5, der die gestellte Voraussetzung zweier verschieden polarisierter Impulse erfüllt. Mit Hilfe von bekannten Impulsformerschaltungen kann aus dem Spannungsverlauf nach F i g. 5 ein Signal erzeugt werden, das in seiner Form der F i g. 2 entspricht. Werden zwei derartige Impulsgeber hintereinander an einem Gleis aAgeordnet, so entstehen die Impulsfolgen 21 und 22 nach F i g. 6. In dieser Zeichnung ist der Durchlauf zweier Achsen mit je zwei Impulsen hintereinander dargestellt. Mit geeigneten Mitteln wird aus den Impulsfolgen 21 und 22 eine Impulsfolge 23 abgeleitet, indem eine bistabile Kippschaltung durch die positiven Impulse der Impulsfolge 21 und durch die negativen Impulse der Impulsfolge 22 umgesteuert wird. Aus der Impulsfolge 23 wird dann die Impulsfolge 24 erzeugt, indem die Impulsfolge 23 differenziert und nur die positiven Impulse der differenzierten Impulsfolge weiter verwertet werden. Die Impulsfolge 25 entsteht auf ähnliche Weise, indem die zur Impulsfolge 23 inverse Impulsfolge differenziert und der negative Anteil dieses Resultats unterdrückt wird. Die Impulsfolge 26 wird aus der Impulsfolge 21 über eine bistabile Kippschaltung gewonnen, die von dem positiven Impuls der Impulsfolge 21. in die eine, von dem negativen Impuls des gleichen Signals in die andere Lage umgesteuert wird. Auf analoge Art wird die Impulsfolge 27 aus der Impulsfolge 22 hergestellt.If the wheel drives through the air gap of the encoder, the two transformers are biased more strongly one after the other compared to the idle state. According to FIG. 4 an output alternating voltage occurs at terminals 15 and 16. If this alternating voltage is demodulated in a phase-sensitive manner, this results in a voltage curve according to FIG. 5, which fulfills the requirement of two differently polarized impulses. With the help of known pulse shaping circuits, the voltage curve according to FIG. 5, a signal can be generated which, in its form of FIG. 2 corresponds. If two such pulse generators are arranged one behind the other on a track, the pulse sequences 21 and 22 according to FIG. 6. This drawing shows the passage of two axes with two pulses each one behind the other. With suitable means, a pulse train 23 is derived from the pulse trains 21 and 22, in that a bistable multivibrator is reversed by the positive pulses of the pulse train 21 and by the negative pulses of the pulse train 22 . The pulse train 24 is then generated from the pulse train 23 in that the pulse train 23 is differentiated and only the positive pulses of the differentiated pulse train are further utilized. The pulse train 25 is produced in a similar manner, in that the pulse train inverse to the pulse train 23 is differentiated and the negative portion of this result is suppressed. The pulse train 26 is obtained from the pulse train 21 via a bistable multivibrator, which is reversed by the positive pulse of the pulse train 21 in one position, and by the negative pulse of the same signal in the other position. The pulse train 27 is produced from the pulse train 22 in an analogous manner.

Durch logischeMultiplikationen derImpulsfolge25 mit der inversen Impulsfolge von 26 wird schließlich die Vorwärtszählimpulsfolge 28 gewonnen; durch logische Multiplikation der Impulsfolge 24 mit 27 würde die Rückwärtszählimpulsfolge resultieren, die in Beispiel nicht dargestellt ist.By logical multiplications of the pulse train 25 with the inverse pulse train Finally, the count-up pulse sequence 28 is obtained from 26; through logical Multiplication of the pulse train 24 by 27 would result in the countdown pulse train, which is not shown in the example.

Die beschriebenen Funktionen lassen sich mit einer Schaltungsanordnung gemäß F i g. 7 verwirklichen. Die Eingangssignale sind dort mit 21+ und 21-, entsprechend den beiden Impulsen der Impulsfolge 21, sowie mit 22+ und 22-, entsprechend denjenigen der Impulsfolge22, bezeichnet. Die Impulse21+ und 22-steuern die bistabile Kippschaltung 31 um. An deren Ausgang sind daher die Impulsfolge 23 und der dazu inverse Wert verfügbar. Diese beiden Ausgangssignale der Kippschaltung 31 werden in den Differenziergliedern 32 und 33 differenziert. Von diesen Funktionen werden nur die positiven Werte als Ausgangsimpulsfolgen 24 und 25 weitergegeben. Die bistabile Kippschaltung 34 wird von den Impulsen 21+ und 21- gesteuert. Die zur Impulsfolge 26 inverse Ausgangsgröße der Kippschaltung 34 ist zusammen mit der Impulsfolge 25 die Eingangsgröße für die UND-Schaltung 35. Am Ausgang dieses Multiplikationstores bzw. dieser UND-Schaltung 35 erscheint die Vorwärtszählimpulsfolge 28.The functions described can be implemented with a circuit arrangement according to FIG. 7 make it come true. The input signals are labeled there with 21+ and 21-, corresponding to the two pulses of the pulse train 21, and with 22+ and 22-, corresponding to those of the pulse train22. The pulses 21 + and 22- control the bistable multivibrator 31. The pulse train 23 and its inverse value are therefore available at its output. These two output signals from the multivibrator 31 are differentiated in the differentiators 32 and 33. Of these functions, only the positive values are passed on as output pulse trains 24 and 25. The bistable multivibrator 34 is controlled by the pulses 21+ and 21-. The output variable of the flip-flop circuit 34, which is the inverse of the pulse sequence 26, together with the pulse sequence 25, is the input variable for the AND circuit 35. The count-up pulse sequence 28 appears at the output of this multiplication gate or this AND circuit 35.

In ähnlicher Weise wird die bistabile Kippschaltung 36 von den Impulsen 22+ und 22- gesteuert. Deren Ausgangsimpulsfolge 27 wirkt zusammen mit der Impulsfolge 24 auf die UND-Schaltung 37, an deren Ausgang die Rückwärtszählimpulsfolge 29 abgenommen werden kann.In a similar way, the bistable multivibrator 36 is controlled by the pulses 22+ and 22-. Its output pulse train 27 acts together with the pulse train 24 on the AND circuit 37, at the output of which the countdown pulse train 29 can be picked up.

Aus dem Impulsdiagramm F i g. 6 und aus dem Schaltungsschema gemäß F i g. 7 ist ersichtlich, daß der zeitliche Abstand zwischen der Geberimpulsfolge 21 und der Geberimpulsfolge 22 keinen engbegrenzten Wert haben muß. Als einzige Voraussetzung muß eingehalten werden, daß der auf den ersten Impuls der Geberimpulsfolge 21 folgende Impuls der Geberimpulsfolge 22 vor dem zweiten Impuls der Geberimpulsfolge 21 auftritt. Für die Aufstellung der beiden Impulsgeber einer Zählkette am Gleis läßt sich daraus die Bedingung ableiten, daß der Abstand der beiden Impulsgeber in Fahrtrichtung kleiner sein muß als die kürzeste Radfolge im Zug. Diese Voraussetzung ist viel leichter, zu erfüllen als die, bei bisherigen Achszählanlagen geforderte überlappung der Geberimpulse.From the timing diagram F i g. 6 and from the circuit diagram according to F i g. 7 it can be seen that the time interval between the encoder pulse train 21 and the encoder pulse train 22 does not have to have a narrowly limited value. As the only one The requirement must be met that the on the first pulse of the encoder pulse train 21 following pulse of the encoder pulse train 22 before the second pulse of the encoder pulse train 21 occurs. For setting up the two pulse generators of a counting chain on the track the condition can be derived from this that the distance between the two pulse generators in the direction of travel must be smaller than the shortest wheel sequence in the train. This requirement is much easier to meet than with previous axle counting systems Required overlap of the encoder pulses.

Von der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 7 muß nur angenommen. werden, daß deren Bauteile genügend schnell arbeiten. Darüber hinaus ist aber die Wahl der Mittel frei; es können Relais-, Transistor-oder Magnetkernschaltungen benutzt werden.From the circuit arrangement according to FIG. 7 just has to be accepted. will, that their components work fast enough. Beyond that, however, is the choice of Funds free; relay, transistor or magnetic core circuits can be used.

Claims

Claim: Circuit arrangement for axially differentiating axle counting systems with: two axle counting pulse generators arranged one behind the other on the track in the direction of travel, which each generate a positive and a negative pulse when passing through each axle. , two differentiators (32,33) and two AND circuits. (35, 37) and is connected to the axle counting pulse generators in such a way that one of the flip-flops (31) is moved into one position by the positive pulse (21+) of one of the two axle counting pulse generators and by the negative pulse (22--) of the other the two pulse generators is controlled in the other position, and that each of the two remaining flip-flops (34, 36) is controlled with the positive and the negative pulse of one and the same Achszäjtlimpulsgebers, nobei the two output terminals of the first-mentioned flip-flop (31) via one each Differentiator (32, 33) are connected to the first input terminals of the two AND circuits (35, 37) and the second input terminals of these AND circuits are each connected to one of the output terminals of the trigger circuits (34, 36) , each controlled by an axle counting pulse generator. Documents considered: German Patent Specifications No. 1019 689, 1107 698, 1131257, 1139 873. Older patents considered: German Patent No. 1169 491.