CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MONITORING THE PRESENCE OF RAILWAY VEHICLES IN PREDETERMINED SECTION BLOCKS

Abstract: 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 (6a, 6b), characterised in that two d.c. separated clocks (11a, 11b) alternately switch the oscillators (1a, 1b) to the inoperative state, in that the oscillators (1a, 1b) are d.c. separated from one another, in that the clocks (11a, 11b) are interconnected via d.c. -separated coupling networks (13a, 13b), are quartz-stabilized and mutually synchronize one another, in that each oscillator (1a, 1b) is followed by a frequency divider (3a, 3b) which 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) following the oscillators (1a, 1b).

Description: Schaltungsanordnung zum Uberwachen des Vorhandenseins von Schienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Uberwachen des Vorhandenseins vonSchienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte mittels zweier Induktionsschleifen, deren Induktivitätsveränderungen jeweils mit einem Oszillator erfasst werden, dessen Schwingungen in Rechteckimpulse umgeformt und in einem Frequenzteiler geteilt sowie einer den Frequenzteilern nachgeschalteten uswerteschaltung zugeführt werden, die in Abhängigkeit der jeweiligen Induktivitätsver änderung eine Besetzt- oder Freimeldung abgibt und unter Beachtung der von beiden Induktionsschleifen herrührenden Mel- dungen eine Bestimmung der Fahrtrichtung vornimmt. Eine Schaltungsanordnung der voranstehend beschriebenen Art ist aus der DE-OS 31 OO 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. Hierdurch ergibt sich der Nachteil, dass ein Umschaltvorgang unterbleibt, wenn der gerade in der Auswertung befindliche Oszillator ausfällt. Da der ausgefallene Oszillator mit der Auswerteschaltung verbunden bleibt, wird das gesamte System unwirksam. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung besteht darin, dass der Umschalter bei einer Veränderung der Oszillatorfrequenz, beispielsweise durch Umwelteinflüsse, in einem in gleicher Weise veränderten Zeitintervall schaltet, weil der Umschaltvorgang von der jeweiligen Oszillatorfrequenz abhängig ist. Somit ist eine Uberwachung des Umschalters nicht möglich. Sofern die Induktionsschleifen der beiden Oszillatoren räumlich eng nebeneinander im Gleis installiert und durch Kurzschlussverbinder elektrisch voneinander getrennt sind besteht bei der bekannten Schaltungsanordnung schliesslich der Nachteil, dass über die Eisenmassen der Schienenfahrzeuge als Schwebunoen 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 Elementendie Frequenzen der Oszillatoren stark verändert werden, ist eine räumliche Zuordnung und damit eine Richtungsbestimmung in der Auswerteschaltung nicht mehr eindeutig möglich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs- anordnung zum Uberwachen des Vorhandenseins von Schienen fahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte der als bekannt vorausgesetzten Art zu schaffen, mit dem unter Vermeidung der voranstehend beschriebenen Nachteile eine eindeutige Richtungsbestimmung und auch bei Ausfall eines Oszillatorkreises zumindest noch eine Erfassung der Schienenfahrzeuge möglich ist. Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei galvanisch voneinander getrennte Taktgeber die Oszillatoren abwechselnd unwirksam schalten, dass die Oszillatoren galvanisch voneinander getrennt sind, dass die Taktgeber über galvanisch voneinander getrennte Koppelglieder geführt sind, dass sich die quarzstabilisierten Taktgeber wechselseitig synchronisieren, dass ein jeweils dem Oszillator nachgeschalteter Frequenzteiler dynamisch in eine definierte Stellung gebracht wird und dass den beiden den Oszillatoren nachgeschalteten Frequenzteilern jeweils eine eigene Auswerteschaltung zugeordnet ist. 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 die beiden galvanisch voneinander getrennten Taktgeber die Oszillatoren abwechselnd unwirksam schalten. Eine gegenseitige elektrische Beeinflussung der beiden Oszillatorkreise wird dadurch verhindert, dass die Oszillatoren galvanisch voneinander getrennt sind und die Taktgeber über galvanisch getrennte Koppelglieder geführt sind. Die quarzstabilisierten Taktgeber synchronisieren sich wechselseitig, wobei ein jeweils dem Oszillator nachgeschalteter Frequenzteiler dy namisch in eine definierte Stellung gebracht wird. Die ordnungsgemässe Funktion der Taktgeber 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 Taktgeber überwacht werden. Zwischen den in der Art von Datentelegrammen wirkende Impulsfolgen auftretende Störimpulse werden als solche erkannt, weil die Frequenz der Taktgeber und damit die Impulsfolgeabstandszeiten pro System bekannt sind. Da beide Systeme absolut galvanisch voneinander getrennt sind, ergibt sich keinerlei Abhängigkeit der Systeme voneinander. Bei Ausfall eines Systems läuft das andere selbständig weiter, so dass auch in diesem Fall von dem in Betrieb befindlichen System Datentelegramme in Form von zeitlich im Abstand aufeinanderfolgenden Impulsfolgen erzeugt werden, die für die Besetzt- oder Freimeldung des überwachten Gleisabschnittes ausgewertet werden können. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Koppelglieder mit konstantem Strom betrieben. Durch eine Uberwachung des Stromflusses in der Auswerteschaltung durch einen Operationsverstärker kann auf diese Weise ebenfalls die Funktion der Taktgeber überwacht werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Koppelglieder als Optokoppler ausgebildet und die Leuchtdiode an einem frei programmierbaren Ausgang des entsprechenden Frequenzteilers angeschlossen. Durch die Ausbildung der Kop pelglieder als Optokoppler können handelsübliche Bauteile verwendet werden. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird jeder Fototransistor mit der Spannung der anderen Teilanordnung betrieben und mit dem Rücksetzeingang des entsprechenden Frequenzteilers verbunden. Hierdurch wird vermieden, dass bei einem Ausfall eines Taktgebers und einem unter Umständen anstehenden Dauerimpuls das ganze System unwirksam wird. Eine erfindungsgemässe Weiterbildung besteht darin, dass der frei wählbare Ausgang des jeweils dem Taktgeber nachgeschalteten Frequenzteilers den Oszillator sperrt. Schliesslich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, jede Auswerteschaltung mit einem Mikrocomputer zu versehen, wodurch anstelle kostenaufwendiger Hardware ein Teil der Funktionen durch eine entsprechende Programmierung des Mikrocomputers ersetzt wird. Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemässen Schaltungsanordnung dargestellt. Die Darstellung zeigt zwei Oszillatoren la, lb, die jeweils eine innerhalb eines Gleisabschnittes verlegte Induktionsschleife 2a, 2b umfassen. Jedem Oszillator la bzw. lb ist ein Frequenzteiler 3a, 3b nachgeschaltet, der die in Rechteckimpulse umgeformten Schwingungen des Oszillators la bzw. lb hinsichtlich ihrer Frequenz verändert und an einen Verstärker 4a bzw. 4b weitergibt, um die Impulafolgen sicher über handels übliche, adrige Kabel von der Oszillatorseite zur Auswerteschaltung übertragen zu können und unabhängig von den Koppelkapazitäten der Kabel zu sein. Mit Hilfe dieses Verstärkers 4a bzw. 4b werden die Impuls folgen aus Rechteckimpulsen mittels einer zweiadrigen Leitung Sa, 5b an eine Auswerteschaltung 6a, 6b weitergegeben, die in einer beliebigen Entfernung zu den Induk- tionsschleifen 2a und 2b angeordnet ist. Jede Auswerteschal tung 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 la bzw. lb, den Frequenzteiler 3a bzw. 3b und den Verstärker 4a bzw. 4b mit Spannung versorgt. In der zur Auswerteschaltung 6a bzw. 6b führenden Leitung 5a bzw. 5b ist jeweils ein Operationsverstärker 1Oa bzw. lOb angeordnet, der ebenfalls von der Spannungsquelle 8a bzw. 8b mit Spannung versorgt wird. Uber den Konstantspannungsregler 9a bzw. 9b wird zusätzlich ein Taktgeber lla bzw. llb mit konstanter Spannung versorgt. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei jeweils um einen Quarz. Diesen Taktgeber lla bzw. lib ist jeweils ein Frequenzteiler 12a bzw. 12b nachgeschaltet. Diese Frequenztei ler 12a und 12b sind über Koppelglieder 13a, 13b miteinander verbunden, die beim Ausführungsbeispiel jeweils durch eine Leuchtdiode und einen Fototransistor gebildet sind. An den Fototransistor ist der zugehörige Frequenzteiler 12a und 12b über einen dynamischen Eingang angeschlossen. Durch die Koppelglieder 13a, 13b erfolgt somit eine Synchronisation bei gleichzeitiger galvanischer Trennung der Taktgeber lla und lib und somit beider Systeme. Im Betriebszustand schwingen die Oszillatoren la bzw. lb 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 umgewandelt und hinsichtlich ihrer Frequenz verändert. Durch die Frequenz der Taktgeber lla und llb, die sich wechselseitig synchronisieren, wird abwechselnd jeweils eine Leuchtdiode der Koppeiglieder 13a und 13b in Durchlassrichtung betrieben. Der dazugehörige Fototransistor schaltet die angelegte Spannung auf den zugehörigen Frequenzteiler 12a bzw. 12b. Der Ausgang Qx des Frequenzteilers 12a bzw. 12b schaltet den Oszillator la bzw. lb unwirksam und setzt den zugehörigen Frequenzteiler 3a bzw. 3b des Nutzsignals dynamisch in eine definierte Stellung. Auf diese Weise bewirken die Taktgeber lla und llb über die Koppelglieder 13a bz. 13b, dass jeweils nur ein Oszillatorkreis Impulsfolgen an die zugehörige Auswerteschaltung 6a bzw. 6b abgibt. Durch das Betreiben der Leuchtdiodenmit konstantem Strom ist es möglich, in der Auswerteschaltung 6a bzw. mittels des vorgeschalteten Operationsverstärkers 10a bzw. 10b die Funktionsfähigkeit der Taktgeber lla und lib zu überwachen. Sobald ein Schienenfahrzeug mit seiner Eisenmasse eine im Gleis verlegte Induktionsschleife 2a bzw. 2b überfährt, ändert sich die Induktivität dieser Induktionsschleife la bzw.-lb und damit die Oszillatorfrequenz des zugehörigen Oszillators la bzw. lb. Diese Änderung wird in der zugehörigen Auserte- schaltung 6a bzw. 6b festgestellt und als Besetztmeldung für den überwachten Gleisabschnitt gewertet. Durch den zeitlichen Vergleich der in den beiden Auswerteschaltungen 6a und 6b festgestellten Induktivitätsveränderungen wird weiterhin die Richtung des Schienenfahrzeugs im überwachten Gleisabschnitt erkannt. Diese Richtungserkennung dient dazu, dem Gleisabschnitt zugeordnete Signale oder Bahnübergangssicherungen ein- und auszuschalten. B e 2 U g s z i f f e r n 1 1 s t e: la Oszillator lb Oszillator 2a Induktionsschleife 2b Induktionsschleife 3a Frequenzteiler 3b Frequenzteiler 4a Verstärker 4b Verstärker 5a Leitung 5b Leitung 6a Auswerteschaltung Auswerteschaltung 7a Signalausgabe 7b Signalausgabe 8a Spannungsquelle 8b Spannungsquelle 9a Konstantspannungsregler 9b Konstantspannungsregler lOa Operationsverstärker lOb Operationsverstärker lla Taktgeber lib Taktgeber 12a Frequenzteiler 12b Frequenzteiler 13a Koppelglied 13b Koppelglied

Claims: Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Uberwachen des Vorhandenseins von Schienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte mittels zweier Induktionsschleifen, deren Induktivitäts veränderungen jeweils mit einem Oszillator erfasst werden, dessen Schwingungen in Rechteckimpulse umgeformt und in einem Frequenzteiler geteilt sowie einer den Frequenztei lern nachgeschalteten Auswerteschaltung zugeführt werden, die in Abhängigkeit der jeweiligen Induktivitätsverände rung eine Besetzt- oder Freimeldung abgibt und unter Be achtung der von beiden Induktionsschleifen herrührenden Meldungen eine Bestimmung der Fahrtrichtung vornimmt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwei galvanisch voneinander getrennte Taktgeber (ile, llb) die Oszillatoren (la, lb) abwechselnd unwirksam schalten, dass die Oszillatoren galvanisch voneinander getrennt sind, dass die Taktgeber über galvanisch voneinander getrennte Koppelglieder (13a, 13b) geführt sind, dass sich die quarzstabilisierten Taktgeber (lla, llb) wechselseitig synchronisieren, dass ein jeweils dem-ûszillator nachgeschalteter Frequenz teiler (3a, 3b) dynamisch in eine definierte Stellung ge bracht wird und dass den beiden den Oszillatoren nachgeschalteten Frequenz teilern (3a, 3b) jeweils eine eigene Auswerteschaltung (6a, 6b) zugeordnet ist. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Koppelglieder (13a, 13b) mit konstantem Strom betrieben werden. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Koppelglieder (13a, 13b) als Optokoppler ausgebildet sind und die Leuchtdiode an einen frei pro grammierbaren Ausgang eines jeweils dem Taktgeber (lla, llb) nachgeschalteten Frequenzteilers (12a, 12b) ange schlossen ist. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass jeder Fototransistor mit der Spannung der anderen Teilanordnung betrieben wird und mit dem Rücksetzeingang des entsprechenden Frequenzteilers (12a, 12b) verbunden ist. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass der frei wählbare Ausgang (Qx) des jeweils dem Taktgeber cola, llb) nachgeschalteten Fre quenzteilers (12a, 12b) den Oszillator (la, Ib) sperrt. 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass jede Auswerteschaltung (6a, 6b) mit einem Mikrocomputer versehen ist.

Inventors: MILLER, GERT
Applicants: SCHEIDT & BACHMANN GMBH
Application year: 1985
Main classification: B61L1
IPC codes: B61L1, G08G1