Schaltungsanordnung zum Überwachen des Vorhandenseins von Schienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Überwachen des Vorhandenseins von Schienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte mittels zweier Induktionsschleifen, deren Induktivitätsveränderungen jeweils mit einem Oszillator erfaßt werden, dessen Schwingungen in Rechteckimpulse umgeformt und in jeweils einem Frequenzteiler geteilt sowie einer den Frequenzteilern nachgeschalteten Auswerteschaltung zugeführt werden, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Induktivitätsveränderung eine Besetzt- oder Freimeldung abgibt, wobei die Schaltungsanordnung noch Mittel aufweist, welche durch den zeitlichen Vergleich der beiden von der Auswerteschaltung herrührenden Meldungen eine Bestimmung der Fahrtrichtung ermöglichen.

[0002] Eine Schaltungsanordnung der voranstehend beschriebenen Art ist aus der DE-A-31 00 724 bekannt, wobei beide Oszillatoren über einen Umschalter auf eine gemeinsame Auswerteschaltung geschaltet sind. Die mit unterschiedlicher Frequenz arbeitenden Oszillatoren schwingen ständig, obwohl nur jeweils eine Oszillatorfrequenz ausgewertet wird. Als Umschalter wird ein elektronischer Zähler verwendet, der seinen Umschaltimpuls jeweils von der gerade in der Auswertung befindlichen Oszillatorfrequenz erhält, wodurch sich der Nachteil ergibt, daß ein Umschaltvorgang unterbleibt, wenn der gerade in der Auswertung befindliche Oszillator ausfällt. Hierdurch bleibt der ausgefallene Oszillator mit der Auswerteschaltung verbunden, so daß das gesamte System unwirksam wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Umschalter bei einer Veränderung der Oszillatorfrequenz, beispielsweise durch Umwelteinflüsse, in einem in gleicher Weise veränderten Zeitintervall schaltet, weil der Umsvhaltvorgang von der jeweiligen Oszillatorfrequenz abhängig ist. Somit ist eine Überwachung des Umschalters nicht möglich.

[0003] Sofern die Induktionsschleifen der beiden Oszillatoren räumlich eng nebeneinander im Gleis installiert und durch Kurzschlußverbinder elektrisch voneinander getrennt sind, besteht bei den bekannten Verfahren schließlich der Nachteil, daß über die Eisenmassen der Schienenfahrzeuge als Schwebungen bezeichnete Kopplungen zwischen den beiden ständig schwingenden Oszillatoren auftreten können, wodurch der Unterschied zwischen den unterschiedlichen Oszillatorfrequenzen aufgehoben wird und eine eindeutige Zuordnung der einzelnen Frequenzen zu ihren jeweiligen Oszillatoren nicht mehr ausreichend möglich ist, Diese Zuordnung ist aber für eine Richtungsbestimmung der Schienenfahrzeuge zwingend erforderlich. Auch wenn durch einen Ausfall von frequenzbestimmenden Elementen die Frequenzen der Oszillatoren stark verändert werden, ist eine räumliche Zuordnung und damit eine Richtungsbestimmung in der Auswerteschaltung nicht mehr eindeutig möglich.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Überwachen des Vorhandenseins von Schienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte der als bekannt vorausgesetzten Art zu schaffen, die bei Ausfall eines Oszillators zumindest noch die Erfassung der Schienenfahrzeuge ermöglicht, wobei die gegenseitige Beeinflussung der Oszillatoren verhindert und die Überwachung des Umschaltvorganges durchgeführt werden sollen.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Oszillatorfrequenz unabhängige, quarzstabilisierte Taktzeitbasis die Oszillatoren abwechselnd unwirksam schaltet, daß die Taktzeitbasis über galvanisch getrennte Koppelglieder mit den Frequenzteilern verbunden ist, daß der dem jeweils unwirksam geschalteten Oszillator zugeordnete Frequenzteiler dynamisch in eine definierte Stellung gesetzt wird und daß den beiden Frequenzteilern jeweils eine eigene Auswerteschaltung zugeordnet ist.

[0006] Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt den Vorteil daß durch die Verwendung jeweils einer eigenen Auswerteschaltung unterschiedliche Oszillatorfrequenzen nicht mehr erforderlich sind und daß eine gegenseitige Beeinflussung der Oszillatoren bei räumlich eng nebeneinander im Gleis installierten Induktionsschleifen dadurch vermieden wird, daß jeweils ein Oszillator durch die Taktzeitbasis unwirksam geschaltet wird. Eine Beeinflussung der beiden Oszillatorkreise durch die gemeinsame Taktzeitbasis wird dadurch verhindert, daß diese über galvanisch getrennte Koppelglieder auf die den Oszillatoren nachgeschalteten Frequenzteiler wirkt. Die ordnungsgemäße Funktion der Taktzeitbasis kann über die beiden Auswerteschaltungen dadurch überwacht werden, daß einerseits die Abstände zwischen den Impulsfolgen in jeder Auswerteschaltung und andererseits die Gegensinnigkeit zwischen den einzelnen Impulsfolgen beider Auswerteschaltungen. in Abhängigkeit von der Frequenz der Taktzeitbasis überwacht werden. Zwischen den in der Art von Datentelegrammen wirkenden Impulsfolgen auftretende Störimpulse werden als solche erkannt, weil die Frequenz der Taktzeitbasis und damit die Impulsfolgeabstandszeiten pro System bekannt sind. Um die Impulsfolgeabstandszeiten konstant zu halten, wird der Frequenzteiler in eine definierte Stellung gesetzt, wenn der zugehörige Oszillator unwirksam geschaltet wird. Diese Überführung des Frequenzteilers in eine definierte Stellung geschieht aus dem Grunde dynamisch, weil hierdurch vermieden wird, daß bei einem Ausfall der Taktzeitbasis und durch den under Umständen am Frequenzteiler anstehenden Dauerimpuls das ganze Sytem unwirksam bleibt.

[0007] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Koppelglieder mit konstantem Strom betrieben. Durch eine Überwachung des Stromflusses in der Auswerteschaltung durch einen Operationsverstärker kann auf diese Weise ebenfalls die Funktion der Taktzeitbasis überwacht werden.

[0008] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Koppelglieder als Optokoppler ausgebildet und antiparallel geschaltet. Durch diese Ausbildung der Koppelglieder als Optokoppler können handelsübliche Bauteile verwendet werden.

[0009] Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen der Taktzeitbasis und den Koppelgliedern jeweils ein Verstärker geschaltet, von dem ein Verstärker einen invertierten Eingang besitzt. Diese erfindungsgemäße Weiterbildung ermöglicht die Verwendung von handelsüblichen Quarzen als Taktzeitbasis.

[0010] Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, jede Auswerteschaltung mit einem Mikrocomputer zu versehen, wodurch anstelle kostenaufwendiger hardware ein Teil der Funktionen durch eine entsprechende Programmierung des Mikrocomputers ersetzt wird. Die Taktzeitbasis ist erfindungsgemäß frei programmierbar.

[0011] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung dargestellt.

[0012] Die Darstellung zeigt zwei Oszillatoren 1a, 1b, die jeweils eine innerhalb eines Gleisabschnittes verlegte Induktionsschaleife 2a, 2b umfassen. Jedem Oszillator 1a bzw. 1b istein Frequenzteiler 3a, 3b nachgeschaltet, der die in Rechteckimpulse umgeformten Schwingungen des Oszillators 1 bzw. 1b herunterteilt und an einen Verstärker 4a bzw. 4b weitergibt, um die Impulsfolgen sicher über handelsübliche adrige Kabel von der Oszillatorseite zur Auswertschaltung übertragen zu können und unabhängig von den Koppelkapazitäten der Kabel zu sein. Mit Hilfe dieses Verstärkers 4a bzw. 4b werden die Impulsfolgen aus Rechteckimpulsen mittels einer zweiadrigen Leitung 5a, 5b an eine Auswerteschaltung 6a, 6b weitergegeben, die in einer beliebigen Entfernung zu den Induktionsschleifen 2a und 2b angeordnet ist. Jede Auswerteschaltung 6a bzw. 6b umfaßt eine Signalausgabe 7a, 7b, die als ein vom System galvanisch getrenntes Element, beispielsweise als Relaiskontakt oder als DIN-Schnittstelle für Datensysteme ausgebildet ist. Jeder Auswerteschaltung 6a bzw. 6b ist schließlich eine Spannungsquelle 8a bzw. 8b zugeordnet, die gleichzeitig über die zweiadrige Leitung 5a bzw. 5b unter Zuhilfenahme eines Konstantspannungsreglers 9a bzw. 9b den Oszillator 1 a bzw. 1b, den Frequenzteiler 3a bzw. 3b und den Verstärker 4a bzw. 4b mit Spannung versorgt.

[0013] Über einen Konstantspannungsegler 9b wird zusätzlich eine Taktzeitbasis 10 mit konstanter Spannung versorgt. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen Quarz. Dieser Taktzeitbasis 10 sind zwei Verstärker 11a, 11 b nachgeschaltet, von denen der Verstärker 11a einen invertierten Eingang besitzt. Diese Verstärker 11 a, 11 b treiben antiparallel geschaltete Koppelglieder 12a, 12b, die beim Ausführungsbeispiel jeweils durch eine Leuchtdiode und einen Fototransistor gebildet sind. An den Fototransistor ist sowohl der zugehörige Oszillator 1a bzw. 1 b als auch der entsprechende Frequenzteiler 3a bzw. 3b angeschlossen, wobei der Anschluß des Frequenzteilers 3a bzw. 3b über einen dynamischen Eingang erfolgt.

[0014] Im Betriebszustand schwingen die Oszillatoren 1a bzw. 1b mit einer durch die Induktionsschleifen 2a bzw. 2b gebildeten Induktion und dem zugehörigen Kondensator entsprechenden Frequenz. Diese Schwingungen werden im Frequenzteiler 3a bzw. 3b in Rechteckimpulse ungewandelt und hinsichtlich ihrer Frequenz verändert. Durch die Frequenz der Taktzeitbasis 10 wird abwechselnd eine Leuchtdiode de Koppelglieder 12a und 12b in Durchlaßrichtung betrieben. Der dazu gehörige Fototransistor schaltet die angelegte Spannung auf den zugehörigen Oszillator 1a bzw. 1b und Frequenzteiler 3a bzw. 3b, wodurch der Oszillator 1a bzw. 1b unwirksam geschaltet und der zugehörige Frequenzteiler 3a bzw. 3b in eine definierte Stellung gesetzt wird.

[0015] Auf diese Weise bewirkt die Taktzeitbasis 10 über die Koppelglider 12a bzw. 12b, daß jeweils nur ein Oszillatorkreis Impulsfolgen an die zugehörige Auswerteschaltung 6a bzw. 6b abgibt. Durch das Betreiben der Leuchtdioden mit konstantem Strom ist es möglich, in der Auswerteschaltung 6b mittels eines vorgeschalteten Operationsverstärkers 13 die Funtionsfähigkeit der Taktzeitbasis 10 zu überwachen, weil die für die Taktzeitbasis 10 benutzte Spannungsquelle 8b sich in diesem Teilsystem befindet.

[0016] Sobald ein Schienenfahrzeug mit seiner Eisenmasse eine im Gleis verlegte Induktionsschleife 2a bzw. 2b überfährt, ändert sich die Induktivität dieser Induktionsschleife 1a bzw. 1b und damit die Oszillatorfrequenz des zugehörigen Oszillators 1a bzw. 1b. Diese Änderung wird in der zugehörigen Auswerteschaltung 6a bzw. 6b festgestellt und als Besetztmeldung für den überwachten Gleisabschnitt gewertet.

[0017] Durch den zeitlichen Vergleich der in den beiden Auswerteschaltungen 6a und 6b festegestellten Induktivitätsveränderungen wird weiterhin die Richtung des Schienenfahrzeugs im überwachten Gleisabschnitt erkannt. Diese Richtungserkennung dient dazu, dem Gleisabschnitt zugeordnete Signale oder Bahnübergangssicherungen ein- und auszuschalten.

Bezugsziffernliste:

[0018] 

1a Oszillator

1 b Oszillator

2a Induktionsschleife

2b Induktionsschleife

3a Frequenzteiler

3b Frequenzteiler

4a Verstärker

4b Verstärker

5a Leitung

5b Leitung

6a Auswerteschaltung

6b Auswerteschaltung

7a Signalausgabe

7b Signalausgabe

8a Spannungsquelle

8b Spannungsquelle

9a Konstantspannungsregler

9b Konstantspannungsregler

10 Taktzeitbasis

11 a Verstärker

11 b Verstärker

12a Koppelglied

12b Koppelglied

13 Operationsverstärker

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung zum Überwachen des Vorhandenseins von Schienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte mittels zweier Induktionsschleifen (2a, 2b), deren Induktivitätsveränderungen jeweils mit einem Oszillator (1a, 1b) erfaßt werden, dessen Schwingungen in Rechteckimpulse umgeformt und in jeweils einem Frequenzteiler (3a, 3b) geteilt sowie einer den Frequenzteilern (3a, 3b) nachgeschalteten Auswerteschaltung (6a, 6b) zugeführt werden, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Induktivitätsveränderung eine Besetzt- oder Freimeldung abgibt, wobei die Schaltungsanordnung noch Mittel aufweist, welche durch den zeitlichen Vergleich der beiden von der Auswerteschaltung (6, 6a) herrührenden Meldungen eine Bestimmung der Fahrtrichtung ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Oszillatorfrequenz unabhängige, quarzstabilisierte Taktzeitbasis (10) die Oszillatoren (1a, 1b) abwechselnd unwirksam schaltet,

daß die Taktzeitbasis (10) über galvanisch getrennte Koppelglieder (12a, 12b) mit den Frequenzteilern (3a, 3b) verbunden ist,

daß der dem jeweils unwirksam geschalteten Oszillator (1a, 1b) zugeordnete Frequenzteiler (3a, 3b) dynamisch in eine definierte Stellung gesetzt wird und

daß den beiden Frequenzteilern (3a, 3b) jeweils eine eigene Auswerteschaltung (6a, 6b) zugeordnet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelglieder (12a, 12b) mit konstantem Strom betrieben werden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelglieder (12a, 12b) als Optokoppler ausgebildet und anti- parallel geschaltet sind.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Taktzeitbasis (10) und den Koppelgliedern (12a, 12b) jeweils ein Verstärker (11a, 11b) geschaltet ist, von dem ein Verstärker (11a) einen invertierten Eingang besitzt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Auswerteschaltung (6a, 6b) mit einem Mikrocomputer versehen ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktzeitbasis (10) frei programmierbar ist.

Revendications

1. Agencement de circuit pour surveiller la présence de véhicules ferroviaires à l'intérieur de sections de bloc déterminées au moyen de deux boucles d'induction (2a, 2b), sont les variations d'inductance sont respectivement détectées à l'aide d'un oscillateur (1 a, 1 b) dont les oscillations sont transformées en impulsions rectangulaires et respectivement divisées dans un diviseur de fréquences (3a, 3b) ainsi qu'amenées à un circuit d'évaluation (6a, 6b) monté en aval du diviseur de fréquences (3a, 3b) qui envoie, en fonction de la variation respective d'inductance, un signal occupé ou libre, l'agencement de circuit présentant de plus des moyens qui permettent, par une comparaison dans le temps des deux indications envoyées par le circuit d'évaluation (6, 6a), une détermination du sens de déplacement, caractérisé

en ce qu'une base de temps de cycle stabilisée par quartz (10), indépendante de la fréquence de l'oscillateur, met à l'arrêt, en alternance, les oscillateurs (1a, 1b),

en ce que la base de temps de cycle (10) est reliée par des organes de couplage galvanique- ment séparés (12a, 12b) aux diviseurs de fréquences (3a, 3b),

en ce que le diviseur de fréquences (3a, 3b), qui correspond à l'oscillateur (1a, 1b) qui est respectivement à l'arrêt, est placé dynamiquement dans une position définie et

en ce qu'un circuit d'évaluation propre (6a, 6b) correspond à chacun des deux diviseurs de fréquences (3a, 3b).

2. Agencement de circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de couplage (12a, 12b) sont actionnés par un courant constant.

3. Agencement de circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes de couplage (12a, 12b) sont constitués comme des coupleurs optiques, et sont raccordés de façon antiparallèle.

4. Agencement de circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est monté, entre la base de temps de cycle (10) et chacun des organes de couplage (12a, 12b), un amplificateur (11a, 11b) parmi lesquels un amplificateur possède une entrée à inversion.

5. Agencement de circuit selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque circuit d'évaluation (6a, 6b) comprend un micro- calculateur.

6. Agencement de circuit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la base de temps de cycle (10) peut être librement programmée.

Claims

1. A circuit arrangement for monitoring the presence of rail vehicles within certain track sections by means of two induction loops (2a, 2b), the changes in the inductivity of which are detected in each case by an oscillator (1a, 1b), the oscillations of which are converted to square pulses and are divided in each case in a frequency divider (3a, 3b) and are fed to an evaluation circuit (6a, 6b) following the frequency dividers (3a, 3b), said evaluation circuit delivering an occupied or free signal depending upon the inductivity change at any time, the circuit arrangement also comprising means which allow the direction of travel to be determined by comparing the times of the two signals originating from the evaluation circuit (6, 6a), characterised in that a quartz- stabilized clock time base (10) independent of the oscillator frequency alternately switches the osillators (1a, 1b) to the operative state,

in that the clock time base (10) is connected to the frequency dividers (3a, 3b) via d.c.-separated coupling networks (12a, 12b),

in that the frequency divider (3a, 3b) associated with whichever oscillator (1a, 1b) has been switched to the inoperative state is dynamically set to a defined position and

in that a separate evaluation circuit (6a, 6b) is associated with each of the two frequency dividers (3a, 3b).

2. A circuit arrangement according to claim 1, characterised in that the coupling networks (12a, 12b) are operated with a constant current.

3. A circuit arrangement according to claims 1 and 2, characterised in that the coupling networks (12a, 12b) are constructed as optocouplers and are connected in anti-parallel.

4. A circuit arrangement according to any one of claims 1 to 3, characterised in that an amplifier (11 a, 11b) is connected in each case between the clock time base (10) and the coupling networks (12a, 12b), one of the amplifiers (11a) having an inverted input.

5. A circuit arrangement according to any one of claims 1 to 4, characterised in that each evaluation circuit (6a, 6b) is provided with a microcomputer.

6. A circuit arrangement according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the clock time base (10) is freely programmable.

Zeichnung