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 (6, 6a), characterised in that a quartz-stabilized clock time base (10) independent of the oscillator frequency alternately switches the oscillators (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).

Description: Schaltungsanordnung zum Überwachen des Vorhandenseins von Schienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Cleisabschnitte 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 und unter Beachtung der von beiden Induktionsschleifen herrührenden Meldungen eine Bestimmung der Fahrtrichtung vornimmt. Eine Schaltungsanordnung der voranstehend beschriebenen Art ist aus der DE-OS 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 Umschaltvorgang von der jeweiligen Oszillatorfrequenz abhängig ist. Somit ist eine Überwachung 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 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. 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. Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist da durch gekennzeichnet, dass eine von der Oszillatorfrequenz unat > - hängige, quarzstabilisierte Taktzeitbasis die Oszillatoren abwechselnd unwirksam schaltet, dass die Taktzeitbasis über galvanisch getrennte Koppelglieder geführt 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. 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 Oszillatoren wirkt. Die ordnungsgemässe Funktion der Taktzeitbasis kann über die beiden Aus werteschaltungen dadurch überwacht werden, dass einerseits die Abstände zwischen den Impulsfolgen in jeder Auswerteschaltung und andererseits die Gegensinnigkeit zwischen den einzelnen Impuls folgen 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 unter Umständen am Frequenzteiler anstehenden Dauerimpuls da ganze System unwirksam bleibt. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Koppelglieder mit konstantem Strom betrieben. Durch eine Überwachuno des Stromflusses in der Auswerteschaltung durch einen Operationsverstärker kann auf diese Weise ebenfalls die Funktion der Taktzeitbasis überwacht werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Koppelglieder als Optokoppler ausgebildet und antiparallel geschaltet. Durch diese Ausbildung der Koppelglieder als Optokopp ler können handelsübliche Bauteile verwendet werden. Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen der Tsktzeitbasis 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. 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. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeipiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung 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 herunterteilt und an einen Verstärker 4a bzw. 4b weitergibt, um die Impulsfolgen si cher über handelsübliche adrige Kabel von der Oszillatorseii-e zur Auswerteschaltung übertragen zu können und unabhängig von den Koppelkapazitäten der Kabel zein. Mit Hilfe dieses Ver- stärkers 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 la bzw. lb, den Frequenzteiler 3a bzw. 3b und den Verstärker 4a bzw. 4b mit Spannung versorgt. 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 lla, llb nachgeschaltet, von denen der Verstärker lla einen invertierten Eingang besitzt. Diese Verstärker lla, llb 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 la bzw. lb als auch der entsprechende Frequenzteiler 3a bzw. 3b angeschlossen, wobei der Anschluss des Frequenzteilers 3a bzw. 3b über einen dynamischen Eingang erfolgt. 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 Recht eckimpulse umgewandelt und hinsichtlich ihrer Frequenz verär- dert. Durch die Frequenz der Taktzeitbasis 10 wird abwechselnd eine Leuchtdiode der Koppelglieder 12a und 12b in DurchlaGricr- tung betrieben. Der dazu gehörige Fototransistor schaltet die angelegte Spannung auf den zugehörigen Oszillator la bzw. lb und Frequenzteiler 3a bzw. 3b, wodurch der Oszillator la bzw. lb unwirksam geschaltet und der zugehörige Frequenzteiler 3a bzw. 3b in eine definierte Stellung gesetzt wird. Auf diese Weise bewirkt die Taktzeitbasis 10 über die Koppelglieder 12a bzw. 12b, dass jeweils nur ein Oszillatorkreis Impuls folgen 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 Funktionsfähigkeit der Taktzeitbasis 10 zu überwachen, weil die für die Taktzeitbasis 10 benutzte Spannungsquelle Ob sich in diesem Teilsystem befindet. 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 Auswerteschaltung 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. Bezugsziffernliste: im Oszillator lb 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 lla Verstärker lib Verstärker 12a Koppelglied 12b Koppelglied 13 Operationsverstärker

Claims: Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zum Überwachen des Vorhandenseins von Schienenfahrzeugen innerhalb bestimmter Gleisabschnitte mit tels zweier Indbktionsschleifen, deren Induktivitätsverän derungen jeweils mit einem Oszillator erfasst werden, dessen Schwingungen in Rechteckimpulse umgeformt und in jeweils einem Frequenzteiler geteilt sowie einer den Frequenzteilern nach geschalteten Auswerteschaltung zugeführt werden, die in Ab hängigkeit von der jeweiligen Induktivitätsveränderung eine Besetzt- oder Freimeldung abgibt und unter Beachtung der von beiden Induktionsschleifen herrührenden Meldungen eine Be stimmung der Fahrtrichtung vornimmt, d a du r c h gek e n n z e i c h n e t, dass eine von der Oszillatorfrequenz unabhängige, quarzsta bilisierte Taktzeitbasis (10) die Oszillatoren (la,lb) ab wechselnd unwirksam schaltet, dass die Taktzeitbasis über galvanisch getrennte Koppelglieder (12a,12b) geführt ist, dass der dem jeweils unwirksam geschalteten Oszillator (la,lb) zugeordnete Frequenzteiler (3a, 3b) dynamisch in eine defi nierte Stellung gesetzt wird und dass den beiden Frequenzteilern jeweils eine eigene Auswerte schaltung (6a,6b) zugeordnet ist. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelglieder (12a,12b) mit konstantem Strom betrie ben werden. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Koppelglieder (12a,12b) als ûptokopple ausgebildet und antiparallel 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 (lla, llb) geschaltet ist, von dem ein Verstärker (lla) 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 programmier bar ist.

Inventors: ENGELS, KARL-HEINRICH, KIRBERG, BERND
Applicants: SCHEIDT & BACHMANN GMBH
Application year: 1985
Main classification: B61L1
IPC codes: B61L1, B61L21