CH671935A5

CH671935A5 -

Info

Publication number: CH671935A5
Application number: CH478686A
Authority: CH
Inventors: Helmuth Dipl-Ing Beck; Erik Dipl-Ing Mally; Kurt Bocek
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1986-01-23
Filing date: 1986-12-02
Publication date: 1989-10-13
Also published as: AT385248B; ATA15586A; DE3641037C2; DE3641037A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zustandsüberwachung von Eisenbahnwaggons in einer Zuggarnitur, wobei zur Erfassung der Zustandsinformationen die Eisenbahnwaggons mit Überwachungssensoren versehen sind, deren Informationen auf dem Zug gespeichert werden können, und weiterhin zur Informationsübertragung innerhalb jeder Zuggarnitur mindestens ein Datenkanal verläuft.

Im Bestreben, die Effizienz des Eisenbahnverkehrs zu steigern und die Verfügbarkeit der elektrischen Einrichtungen zu erhöhen, kommt der Zustandsüberwachung von Einrichtungen in Eisenbahnwaggons eine erhöhte Bedeutung zu.

Eine Einrichtung der oben angegebenen Gattung ist beispielsweise in der DE-OS 32 38 452 beschrieben. Hiermit sollen die Voraussetzungen für notwendige Vorbereitungsarbeiten vor der Inbetriebnahme eines Eisenbahnzuges so koordiniert werden, dass das Zugpersonal gezielt eingesetzt werden kann. Zu dem Zweck werden die Zustandsinformationen der einzelnen Sensoren einer Datenstation (Speicher) auf der Lokomotive der Zuggarnitur mitgeteilt, von wo aus sie mit Hilfe einer Übertragungseinrichtung einer ausserhalb der Zuggarnitur vorhandenen Datenverarbeitungsanlage zugeführt werden. Bei dieser Einrichtung ist es jedoch nicht ohne weiteres sichergestellt, dass bis zur Übernahme der Zustandsinformationen durch die Datenverarbeitungsanlage eine korrekte Zuordnung der Zustandsinformationen zu den jeweiligen Quellen bzw. Eisenbahnwaggons nicht verlorengeht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der oben angegebenen Gattung so weiterzubilden, dass bei einer zugexternen Abfrage vor dem Erreichen des jeweiligen Zielbahnhofes der Zuggarnitur eine ordnungsgerechte Zuordnung der Zustandsinformationen zu den einzelnen Eisenbahnwaggons gewährleistet ist.

Das Ergebnis kann dem Zielbahnhof mitgeteilt werden, damit schon vor dem dortigen Eintreffen des Zuges eventuelle Reparaturen vorbereitet werden können und allenfalls notwendige Auswechslungen von Waggons sofort danach durchgeführt werden können.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Waggons mindestens mit Zustandsinformationen speichernden und nach Erhalt von Abfragebefehlen eines anschaltbaren Abfragegerätes diese Zustandsinformationen dem Abfragegerät meldenden Diagnosegeräten versehen sind, die bei angeschaltetem Abfragegerät zur Entgegennahme der Abfragebefehle und zur Meldung ihrer Zustandsinformation durch Wechselstromtelegrafiesignale einzeln automatisch in einer der Reihenfolge der Anordnung ihrer Waggons innerhalb der Zuggarnitur entsprechenden zeitlichen Aufeinanderfolge an zwei als Signalübertragungsleitungen für Wechselstromtelegrafie dienenden Leitungen eines bereits vorhandenen, für Versorgungs-, Signalisierungs- und/oder Steuerungszwecke vorgesehenen, alle Waggons der Zuggarnitur durchziehenden Leitungssystems anschliessbar sind, wobei das Abfragegerät für seine Funktionsausübung an die beiden Leitungen Ül, Ü2 anschaltbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 in Form einer vereinfachten Schaltung den grundsätzlichen Aufbau der Einrichtung, und

Figur 2 ein detailliertes Ausführungsbeispiel.

In der Anordnung nach Figur 1 sind mit W, W' und W" die Einzelschaltungen je eines von drei zu einer Zuggarnitur zusammengestellten Waggons (nicht dargestellt) bezeichnet. Alle Waggons durchzieht ein für Versorgungs-, Signalisierungs- und/oder Steuerungszwecke vorgesehenes Leitungssystem mit beliebig vielen einzelnen Leitungen. Zwei dieser Leitungen werden als Signalübertragungsleitungen Ül, Ü2 verwendet, an die in jedem der Waggons befindliche Diagnosegeräte DG, DG' und DG" wahlweise anschliessbar sind. Es ist durchaus möglich, in einer solchen Zuggarnitur, in der sich mit diesen Diagnosegeräten ausgestattete Waggons befinden, auch andere Waggons einzufügen, die keine Diagnosegeräte besitzen, wenn nur die Leitungen des Leitungssystems durch alle Waggons hindurchgeführt sind.

Die Diagnosegeräte DG, DG', DG" haben die Aufgabe, Indikationsstellen (Überwachungssensoren) abzufragen und die so erhaltenen Zustandsinformationen, eventuell zusammen mit der Uhrzeit der Abfrage, zu speichern. Die Überwachungssensoren, die an verschiedenen Stellen des Waggons angeordnet sind, ermitteln alle Zustandsinformationen in codierter Form für das jeweilige Diagnosegerät. Dabei kann entweder ein bestimmter Messwert als solcher eingegeben werden, oder eine Abweichung von einem Sollzustand wird gemeldet. Damit kann jeder beliebige Zustand, sofern er nur durch einen Sensor überwachbar ist, im Diagnosegerät festgehalten werden, wie z. B. Temperaturen durch Heiss- oder Kaltleiter bzw.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

671 935

die Abweichungen von Soll- oder Grenzwerten der Messwerte. Die Diagnosegeräte DG, DG', DG" haben neben diesen Zustandsinfor-mationen auch bestimmte Kenndaten, welche den jeweiligen Waggon speziell betreffen, z. B. die Waggonnummer, fest gespeichert.

Die Abfrage dieser Daten erfolgt nur zu bestimmten Gelegenheiten, nämlich wenn sich die Zuggarnitur in einer beliebigen Station vor dem Zielbahnhof aufhält. Hierzu dient vorzugsweise ein mobiles, insbesondere tragbares Abfragegerät, das während des Aufenthaltes der Zuggarnitur in der Station an die Abfrageklemmen AB, AB' oder AB" irgendeines der Waggons mit den Einzelschaltungen W, W' oder W" anzuschliessen ist. Die Freiheit der Wahl desjenigen Waggons, an den das Abfragegerät anschliessbar ist, wird durch die spezielle Ausbildung der Diagnosegeräte DG, DG' und DG" sowie durch die besondere Art ihrer Anschaltung an die Signalübertragungsleitungen Ül und Ü2 gewährleistet.

Jedes Diagnosegerät DG, DG', DG" enthält, wie später noch genauer ausgeführt wird, zwei Empfänger und einen Sender. Diese zwei Empfänger sind in Figur 1 durch zwei Eingänge symbolisiert, die über die Kontakte dl, d2, dl', d2' bzw. dl", d2" eines Durch-schalterelais an die Signalübertragungsleitungen Ül und Ü2 angeschlossen sind. Ein dritter Kontakt dO, dO' bzw. dO" dieses Durch-schalterelais liegt jeweils z. B. in der Signalübertragungsleitung Ü2 und unterbricht diese in seiner Ruhelage zwischen den Wurzeln der Kontakte dl und d2 bzw. dl' und d2' bzw. dl" und d2". Diese Unterbrechungen durch die Kontakte dO, dO' und dO" sind nur für die Frequenzen der für die Abfrage verwendeten Wechselstromtelegrafie wirksam, da bei der konkreten Ausgestaltung der Erfindung anstelle von Kontakten mit galvanischer Unterbrechung Sperrfilter für diese Frequenzen verwendet werden, die je nach Bedarf aktiviert oder durch sekundären Kurzschluss unwirksam gemacht werden können. Für die Erklärung des Funktionsprinzips genügt jedoch die Darstellung durch galvanische Kontakte.

In jedem der Diagnosegeräte DG, DG', DG" ist also je einer der Empfänger „links" und der andere „rechts" vom Unterbrechungskontakt dO, dO' bzw. dO" an die Übertragungsleitung Ü2 angeschlossen. Der Aufruf der Empfänger durch das Abfragegerät zum Zweck der Abgabe der Zustandsinformationen erfolgt durch ein codiertes Wechselstromtelegrafiesignal mit unterschiedlichen Codierungen für „Abfrage nach rechts" bzw. „Abfrage nach links", wobei die Abfrage mit der Codierung der einen Art beginnt, bis keine Rückmeldung erfolgt, worauf nach etwa 5 s die Abfrage mit der Codierung der zweiten Art beginnt und dann nach Beendigung der rückgemeldeten Zustandsinformationen abgeschlossen wird.

Danach wird nach einer Wartezeit von etwa 10 s die Grundstellung wiederhergestellt.

Wird beispielsweise das Abfragegerät an die Abfrageklemmen AB' der Einzelschaltung W' des zweiten Waggons angeschlossen, so beginnt das Abfragegerät zunächst mit der Aussendung eines Abfragebefehles mit der Codierung „Abfrage nach rechts". Demgemäss erhält der „linke" Empfänger des Diagnosegerätes DG' über den geschlossenen Kontakt dl' den Abfragebefehl, worauf der Sender des Diagnosegerätes DG' die Kenndaten und die gespeicherten Zustandsinformationen in Form von Wechselstromtelegrafiesignalen über den Kontakt dl' und die Übertragungsleitungen Ül und Ü2 sowie über die Abfrageklemmen AB' dem Abfragegerät überträgt, wo diese Daten gespeichert werden. Nach Beendigung der Aussendung der Zustandsinformationen aus dem Diagnosegerät DG' wird ein Schlusszeichen gegeben, das das Durchschalterelais in der Einzelschaltung W' des zweiten Waggons zum Anzug bringt. Daraufhin öffnen sich die Kontakte dl' und d.2', so dass das Diagnosegerät DG' von der Übertragungsleitung Ü2 getrennt wird. Weiterhin schaltet der Kontakt dO' die Übertragungsleitung Ü2 durch,

wodurch die Abfrageklemmen AB' nunmehr mit dem Diagnosegerät. DG" der Einzelschaltung W" über den Kontakt dl" verbunden sind. Daraufhin sendet das weiterhin an die Abfrageklemmen AB' angeschlossene Abfragegerät erneut einen „Abfragebefehl nach rechts" aus, den über den Kontakt dl" der „linke" Empfänger des

Diagnosegerätes DG" empfängt. Danach wird der Sender des Diagnosegerätes DG" zur Abgabe seiner Zustandsmeldungen aktiviert, nach deren Beendigung die Kontakte dl" und d2" geöffnet und der Kontakt dO" geschlossen werden. Damit ist das System für die Abfrage des Diagnosegerätes eines nächsten Waggons, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, vorbereitet.

Die „Abfrage nach rechts" wird nur so lange durchgeführt, bis aus dieser Richtung keine Zustandsmeldung mehr eintrifft. Dieser Umstand wird vom Abfragegerät dahingehend ausgewertet, so dass von diesem Zeitpunkt an die Abfragebefehle die Codierung für eine „Abfrage nach links" bekommen. Diese Codierung des weiterhin an die Abfrageklemmen AB' angeschlossenen Abfragegerätes sensibilisiert nunmehr den „rechten" Empfänger des Diagnosegerätes DG im ersten Waggon, dessen Einzelschaltung mit W bezeichnet ist. Der diesem Empfänger über den Kontakt d2 zugeführte Meldebefehl veranlasst den Sender des Diagnosegerätes DG zur Abgabe seiner Zustandsmeldungen, nach deren Beendigung sich die Kontakte dl und d2 öffnen und der Kontakt dO schliesst. Damit ist die Abfrage allfälliger weiterer Diagnosegeräte vorbereitet.

Die konkrete Ausführung der Einzelschaltung eines Waggons ist in der Schaltung nach Figur 2 dargestellt. Das Diagnosegerät DG ist hier in seinen Einzelteilen gezeigt, und zwar mit einem „linken" Empfänger El und einem „rechten" Empfänger E2, die über Koppeltransformatoren Kl bzw. K2 einerseits mittels der Kontakte dl bzw. d2 und anderseits über Koppelkondensatoren Cl bzw. C2 pri-märseitig zwischen die Signalübertragungsleitungen Ül und Ü2 geschaltet sind. Die Induktivitäten der Primärwicklungen der Koppeltransformatoren Kl und K2 sind mit den Kapazitäten der Kondensatoren Cl und C2 auf das Frequenzband im Bereich von etwa 12 kHz der Wechselstromtelegrafiesignale mit zwei Frequenzen abgestimmt, die abwechselnd vom Abfragegerät gesendet werden und von denen die eine den Informationszustand „LOW" und die andere den Informationszustand „HIGH" repräsentiert. Die Sekundärspannungen der Koppeltransformatoren Kl und K2 werden über die Ruheseiten der Kontakte sl bzw. s2 eines Senderelais, das vom gemeinsamen Sender S betätigt wird, den Eingängen der Empfänger El und E2 zugeführt. Parallel zu den Eingängen der Empfänger El und E2 sind der Impedanzänpassung dienende Widerstände R1 bzw. R2 geschaltet. Die Ausdrücke „Primär-" und „Sekundärseite" der Koppeltransformatoren gelten nur für den Empfang von Wechsel-stromtelegrafiezeichen, denn im Sendebetrieb kehren sich diese Funktionen bzw. die Energie- und Informationsflüsse um. Die Empfänger El, E2 und der Sender S sind von einer eigenen Betriebsspannungsquelle gespeist. Die durch die in der Anordnung nach Figur 1 dargestellten Kontakte dO, dO' und dO" angedeuteten Sperrfunktionen werden beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 durch zwei wahlweise ein- bzw. ausschaltbare Sperrfilter SPI und SP2 ausgeführt. Jeder dieser Sperrfilter besteht aus einem mit seiner Primärwicklung in die Signalübertragungsleitungen Ül bzw. Ü2 eingeschalteten Übertrager, dessen Sekundärwicklung mit einem Kondensator einen Schwingkreis bildet, der auf das Frequenzband der Wechselstromtelegrafiesignale abgestimmt ist. Die Kondensatoren der Sperrfilter SPI, SP2 sind mittels der Kontakte dOl bzw. d02 überbrückbar. Die Betätigung der Kontakte dl, d2 sowie dOl und d02 erfolgt mittels eines Durchschalterelais D, das mit einem Selbsthaltekontakt d3 versehen ist. Ein dritter Koppeltransformator K3 ist primärseitig über einen weiteren Kondensator C3 zwischen die Signalübertragungsleitungen Ül und Ü2 geschaltet. Sekundärseitig speist der Koppeltransformator K3 ein Resonanzrelais RR, das bei Betätigung durch eine wesentlich unterhalb des Wechselstromtelegrafiefrequenz-bandes liegende Signalfrequenz mit einem Ruhekontakt r den Selbsthaltestromkreis des Durchschalterelais D unterbricht.

Die Betätigung der Schaltung nach Figur 2 erfolgt folgender-massen:

Im Normalzustand während der Fahrt, wenn also keine Abfrage erfolgt, ist das Durchschalterelais D abgefallen, und in diesem Zustand nehmen alle d Kontakte die gezeichneten Lagen ein. Bei

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

671 935

4

Anschaltung des Abfragegerätes wird vor einer Abfrage durch Aussendung der Signalfrequenz das Resonanzrelais RR kurzzeitig erregt, das mit seinem Kontakt r vorsorglich den Selbsthaltestromkreis der Durchschalterelais D aller Waggons unterbricht, damit die Voraussetzungen für die Empfangsbereitschaft aller Empfänger El und E2 gegeben sind, d. h. dass über die geschlossenen Kontakte dl oder d2 die Wechselstromtelegrafiesignale entweder für den Empfänger El oder den Empfänger E2 (je nach der Codierung „Abfrage nach rechts" oder „Abfrage nach links") empfangen werden können. Nach dem Empfang des Abfragebefehles, der über die Kontakte sl bzw. s2 an den Empfänger El oder E2 gelangt, wird der Sender S zur Abgabe der Zustandsmeldung aufgefordert. Je nachdem, von welchem der Empfänger El oder E2 diese Aufforderung ausging, wird entweder der Kontakt sl oder s2 umgelegt, worauf der Sender über diesen Kontakt und über den Koppeltransformator Kl oder K2 über die von den Signalübertragungsleitungen Ül und Ü2 gebildete Schleife und über die entsprechenden Abfrageklemmen AB seine Zustandsmeldungen an das angeschaltete Abfragegerät (nicht dargestellt) überträgt. Während dieser Übertragung sind die Sperrfilter SPI und SP2 wirksam.

Nach Beendigung der Zustandsmeldungen veranlasst der Sender S auf nicht näher dargestellte Weise die Umstellung des jeweils betätigten Kontaktes sl und s2 zurück in die gezeichnete Lage und das Anziehen des Durchschalterelais D, das sich danach mittels seines Selbsthaltekontaktes d3 selber hält. Die Kontakte dl und d2 5 trennen danach den Empfänger El und E2 sowie den Sender S von der Signalübertragungsleitung Ü2, und die Kontakte dOl und d02 schliessen die Sekundärwicklungen der Sperrfilter SPI und SP2 kurz, wodurch diese ihre Sperrwirkungen gegenüber den Wechselstrom-telegrafiefrequenzen verlieren. Hierdurch kann der nächste Abfrage-lo befehl auch an den nächsten Waggon gelangen.

Es könnte der Fall eintreten, dass zwischen den als Signalübertragungsleitungen Ül, Ü2 herangezogenen Leitungen Dioden eingeschaltet sind, die für den normalen Betrieb dieser Leitungen funktionswesentlich sind. Ohne besondere Vorsichtsmassnahme könnte 15 daher der Fall eintreten, dass diese Dioden durch die Wechselstromtelegrafiesignale leitend geschaltet werden, was die Signalübertragung stören würde. Dies lässt sich durch als Diodensperrspannungen wirkende Gleichspannungen vermeiden, die vom Abfragegerät an die betreffenden Leitungen gelegt werden. Diese Gleichspannun-20 gen werden so klein gewählt, dass eine Beeinflussung der Steuerfunktionen sicher vermieden wird.

R

1 Blatt Zeichnungen

Claims

671 935

1. Einrichtung zur Zustandsüberwachung von Eisenbahnwaggons in einer Zuggarnitur, wobei zur Erfassung der Zustandsinformationen die Eisenbahnwaggons mit Überwachungssensoren versehen sind, deren Informationen auf dem Zug gespeichert werden können, und weiterhin zur Informationsübertragung innerhalb der Zuggarnitur mindestens ein Datenkanal verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Waggons mindestens mit Zustandsinformationen speichernden und nach Erhalt von Abfragebefehlen eines anschaltbaren Abfragegerätes diese Zustandsinformationen dem Abfragegerät meldenden Diagnosegeräten (DG, DG', DG") versehen sind, bei angeschaltetem Abfragegerät zur Entgegennahme der Abfragebefehle und zur Meldung ihrer Zustandsinformationen durch Wechsel-stromtelegrafiesignale einzeln automatisch in einer der Reihenfolge der Anordnung ihrer Waggons innerhalb der Zuggarnitur entsprechenden zeitlichen Aufeinanderfolge an zwei als Signalübertragungsleitungen für Wechselstromtelegrafie dienenden Leitungen (Ül, Ü2) eines bereits vorhandenen, für Versorgungs-, Signalisierungsund/oder Steuerungszwecke vorgesehenen, alle Waggons der Zuggarnitur durchziehenden Leitungssystems anschliessbar sind, wobei das Abfragegerät für seine Funktionsausübung an die beiden Leitungen (Ül, Ü2) anschaltbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Diagnosegerät (DG, DG', DG") zwecks Empfang von Abfragebefehlen mittels einer Anschaltevorrichtung (dl, Kl, Cl ; d2, K2, C2) für Wechselstromtelegrafiesignale zwischen die Signalübertragungsleitungen (Ül, Ü2) schaltbar ist, und dass in den Signalübertragungsleitungen (Ül, Ü2) neben den Anschlussstellen der Anschaltevorrichtung (dl, Kl, Cl; d2, K2, C2) schaltbare Sperrfilter (dO, dO', dO" in Fig. 1 ; SPI, SP2 in Fig. 2) eingeschaltet sind, die die Übertragung der Wechselstromtelegrafiesignale zum Diagnosegerät (DG, DG', DG") des in der Reihenfolge der Waggons nachfolgenden Waggons verhindert, wobei vor Empfang eines Abfragebefehles die Anschaltevorrichtung (dl, d2) den Durchschaltezustand und die Sperrfilter (dO, dO', dO" bzw. SPI, SP2) den Sperrzustand aufweisen und nach Beendigung der Abfrage eine Umkehr dieser Schaltzustände erfolgt.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Diagnosegeräte (DG, DG', DG") mit je einem Sender (S) und je zwei Empfängern (El, E2) für den Empfang von aus unterschiedlichen Richtungen ankommenden Wechselstromtele-grafiesignalen ausgestattet sind, deren Anschaltevorrichtungen (dl, Kl, Cl bzw. d2, K2, C2) beiderseits der Sperrfilter (dO, dO', dO" bzw. SPI, SP2) an die Signalübertragungsleitungen (Ül, Ü2) angeschlossen sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Signalübertragungsleitungen (Ül, Ü2), die betriebsmässig durch Dioden verbunden sind, vom Abfragegerät mit einer Diodensperrspannung beaufschlagt werden.