Achszählimpulsgeber am Gleis einer Eisenbahnanlage Bei den heute gebräuchlichen- Achszählimpuls gebern werden entweder die durch die vorbeirollen den Räder hervorgerufenen zeitlichen Magnetfeld änderungen oder aber die Magnetfeldänderungen selbst nachgewiesen, und zwar sowohl bei den fahrtrichtungsabhängigen wie auch unabhängigen Konstruktionen.
Es werden vorzugsweise magnetische Brücken anordnungen gewählt, um eine möglichst grosse Emp findlichkeit zu erzielen. Dies ist weitgehend eine Bedingung dieser bekannten Anordnungen, da die Feldschwankungen nur klein sind. Zudem treten auf elektrisch betriebenen Strecken Störungen durch die in den Schienen fliessenden elektrischen Ströme auf, wobei das Störfeld von der gleichen Grösse sein kann wie die wirksame Feldänderung, hervorgerufen durch die vorbeifahrenden Räder.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Achs zählimpulsgeber am Gleis einer Eisenbahnanlage, welcher Mittel zum Erzeugen mindestens eines magnetischen Erregergleichfeldes sowie Messorgane zum Nachweis einer Änderung dieses Erregergleich feldes durch vorbeirollende Räder enthält sowie Vor richtungen zum Abgleichen des Erregergleichfeldes bezüglich der Messorgane und solche zum mindesten teilweisen Aufheben der durch Schienenströme her vorgerufenen Störfelder vorhanden sind, welche Geber dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens je eines der Messorgane im Raum zwischen einem der Magnetpole und dem vorbeirollenden Rad sitzt und je mindestens zwei der Messorgane derart ange ordnet sind, dass sie bei unbefahrenem Gleis gleich wertig bezüglich des magnetischen Erregergleichfeldes sind.
Es können auch zwei derartige Impulsgeber in sich folgender Anordnung längs des Gleises ange bracht sein, wodurch sich ausser der Achsenzahl auch die Fahrtrichtung des Zuges feststellen lässt. Die Anordnung kann derart geschehen, dass die zwei Impulsgeber an derselben Schiene angebracht wer den, oder aber dass der eine an der einen Schiene, der andere an der anderen Schiene angebracht wird, wobei die beiden Impulsgeber .in der Fahrtrichtung gegeneinander versetzt sind.
Die Messorgane können vorteilhafterweise Trans formatoren sein, welche im Betrieb durch das Erre gergleichfeld vorgesättigt sind und mit einem elektri schen Strom, dessen Frequenz mindestens 100 Hz beträgt, gespeist werden.-Es sind selbstverständlich auch andere Messorgane, wie Hallsonden usw., an wendbar.
Durch die Anordnung der Messorgane im Raum zwischen Magnetpol und Schiene befinden sie sich am Ort grösstmöglicher Feldänderung durch die vor beifahrenden Räder. Diese optimale Wirkung erlaubt es, auf magnetische Brückenanordnungen zu verzich ten, da der unmittelbare Einfluss der vorbeirollenden Räder ein eindeutiges Signal erzeugt.
Um den Einfluss der Schienenströme, welche so wohl Wechsel- als. auch Gleichströme sein können, zu verringern, ist es vorteilhaft, im Bereich des Mess- organs zur Schiene einen elektrischen Parallelkreis zu bilden, in der Weise, dass das Störfeld kleiner als das Ansprechfeld wird. Hierzu ist es vorteilhaft, an der Schiene eine Parallelleitung von möglichst ähn lichem Wellenwiderstand wie die Schiene selbst an zuschliessen. Um auftretende Störungen zu reduzieren, sind die Messorgane symmetrisch angeordnet und paarweise in Opposition geschaltet. Die Störfelder sind aber in der Lage, die Messorgane vorzusättigen.
Die Parallelleitung zur Schiene dient im wesent lichen dazu, im Bereich der Messorgane einen mög lichst störfeldfreien Raum zu schaffen, wodurch Vor sättigungen der Messorgane begegnet wird.
Da die einzelnen Teile eines magnetischen Kreises gewöhnlich nicht magnetisch genau gleich sind, müs- sen sie abgeglichen werden können. Hierbei ergibt sich als besonders zweckmässige Lösung zum Ab gleichen des Erregerfeldes das Anbringen eines Sta bes, auf welchem mindestens ein magnetischer oder magnetisierbarer Körper verstellbar angeordnet ,ist.
Für einen von der Fahrtrichtung unabhängigen Impulsgeber genügt ein einziger Permanentmagnet und je ein zu den beiden Polen gehöriges Messorgan.
Für einen Impulsgeber, welcher die Fahrtrich tung feststellen soll, sind zwei derartige Systeme nötig.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben: Die Fig. la, 1b, 1c stel len im Auf-, Grund- und Seitenriss einen von der Fahrtrichtung abhängigen Impulsgeber 1 dar. Hierin sind: 11 die Messorgane, 12 die Polschuhe, 13 die Magnete, 14 Stab, z. B. Gewindestange, auf welchem magnetisierbare Körper 15 zum Abgleichen des Er regerfeldes verschiebbar angeordnet sind, 16 die Parallelleitung zu Schiene, 17 das Schutzgehäuse, 18 die Bodenplatte, _19 die Anschlussklemmen, 20 das Verbindungskabel. Der Impulsgeber ist mittels der Träger 2 und den Befestigungsteilen 21 an der Schiene 3 befestigt. 4 sind Schwellen und 5 ein vor beirollendes Rad. Für einen fahrtrichtungsunabhän gigen Impulsgeber sind nur zwei Messorgane, zwei Polschuhe und ein Magnet vorhanden, während die übrigen Teile grundsätzlich dieselben sind.
Fig.2 stellt ein Messorgan 6 dar, das nach dem Prinzip des vorgesättigten Transformators arbeitet. Dabei sind: 61 der ferromagnetische Kern, 62 die Primärwicklung und 63 die Sekundärwicklung. H stellt die Richtung des Feldes dar.
Fig.3 stellt ein Messorgan 7 als Hallsonde dar. Es sind: 71 der kristalline Körper, 72 die Elektroden für den Erregerstrom und 73 die Elektroden zum Abgriff der Hallspannung. H stellt das Magnetfeld dar.
In Fig. 4 ist die Anordnung und paarweise Schal tung der vorgesättigten Transformatoren als Mess- organe I1 bezüglich der Magnetpole 12 eines nicht fahrtrichtungsabhängigen Impulsgebers dargestellt.
In Fig. 5 ist dieselbe Anordnung dargestellt, aber für einen fahrtrichtungsabhängigen Impulsgeber. Fig.6 zeigt dieselbe Anordnung, aber mit Hall sonden als Messorgane 11.
Fig.7 zeigt eine Schaltung eines fahrtrichtungs unabhängigen Impulsgebers 1 im Zusammenhang mit einem Impulszähler 8 und einem Speisegerät 9. Hier bei sind sowohl Impulszähler 8 mit Impulsformer 81 wie Speisegerät 9 von bekannter Bauart.
Fig.8 stellt die Form des Signals dar, das beim Durchlauf eines Rades dem Impulsformer 81 zu geführt wird, welcher die Impulsfolge in Einzelim pulse, entsprechend der Radfolge, umgewandelt dem Zähler 8 zuführt.
Die Wirkungsweise ist folgende: Fährt nach Fig. la ein Rad 5 an einem der Mess- organe 11 vorbei, so wird der magnetische Wider stand verkleinert. Hierdurch wird der magnetische Fluss grösser, und im Magnetkern 61 (Fig.2) oder im Kristall 71 (Fig. 3) steigt die Sättigung an. Durch Impedanzänderung bzw. die Hallspannung tritt eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden zusammen geschalteten Messorganen auf, die über den Impuls umformer dem Zähler zugeführt wird.
Bei einer fahrtrichtungsabhängigen Anordnung ist die Anordnung doppelt vorhanden, kann aber auch in bekannter Weise so zusammengeschaltet werden, dass wenigstens teilweise Verbindungsleitungen ein gespart werden können.
Axle counting pulse generator on the track of a railway system With the axle counting pulse generators commonly used today, either the temporal changes in the magnetic field caused by the wheels rolling past or the changes in the magnetic field themselves are detected, both in the case of the direction-dependent and independent constructions.
Magnetic bridge arrangements are preferably chosen in order to achieve the greatest possible sensitivity. This is largely a condition of these known arrangements, since the field fluctuations are only small. In addition, interference occurs on electrically operated routes due to the electrical currents flowing in the rails, whereby the interference field can be of the same size as the effective field change caused by the passing wheels.
The present invention relates to an axle counting pulse generator on the track of a railroad system, which contains means for generating at least one magnetic constant field as well as measuring elements to detect a change in this constant field due to wheels rolling by as well as devices for balancing the constant field with respect to the measuring elements and those for at least partial cancellation of the interference fields caused by rail currents are present, which transducer is characterized in that at least one of the measuring elements is located in the space between one of the magnetic poles and the wheel rolling by and at least two of the measuring elements are arranged in such a way that they are of equal value when the track is not used of the magnetic constant excitation field.
There can also be two such pulse generators in the following arrangement along the track, whereby the direction of travel of the train can be determined in addition to the number of axles. The arrangement can be such that the two pulse generators are attached to the same rail, or that one is attached to one rail and the other to the other rail, the two pulse generators being offset from one another in the direction of travel.
The measuring elements can advantageously be transformers which are pre-saturated during operation by the constant field and are fed with an electrical current whose frequency is at least 100 Hz. Of course, other measuring elements, such as Hall probes, etc., can also be used.
The arrangement of the measuring elements in the space between the magnetic pole and the rail means that they are at the location of the greatest possible change in the field caused by the wheels in front of them. This optimal effect makes it possible to dispense with magnetic bridge arrangements, since the direct influence of the wheels rolling by generates a clear signal.
To the influence of the rail currents, which are both alternating and. can also be direct currents, it is advantageous to form an electrical parallel circuit in the area of the measuring organ to the rail, in such a way that the interference field is smaller than the response field. For this purpose, it is advantageous to connect a parallel line with a wave resistance as similar as possible to the rail itself. In order to reduce disturbances, the measuring elements are arranged symmetrically and switched in opposition in pairs. However, the interference fields are able to presaturate the measuring elements.
The parallel line to the rail essentially serves to create a space that is as free from interference fields as possible in the area of the measuring elements, which counteracts saturation of the measuring elements.
Since the individual parts of a magnetic circuit are usually not magnetically exactly the same, it must be possible to adjust them. A particularly expedient solution for equalizing the exciter field is to attach a rod on which at least one magnetic or magnetizable body is adjustably arranged.
A single permanent magnet and a measuring element for each of the two poles are sufficient for a pulse generator that is independent of the direction of travel.
Two such systems are necessary for a pulse generator which is to determine the direction of travel.
An exemplary embodiment is described below with the aid of the drawing: FIGS. 1 a, 1 b, 1 c provide a top, bottom and side elevation of a pulse generator 1 dependent on the direction of travel. Here are: 11 the measuring elements, 12 the pole shoes, 13 the magnets , 14 rod, e.g. B. threaded rod on which magnetizable body 15 are slidably arranged to adjust the excitation field, 16 the parallel line to the rail, 17 the protective housing, 18 the base plate, _19 the terminals, 20 the connecting cable. The pulse generator is fastened to the rail 3 by means of the carrier 2 and the fastening parts 21. 4 are sleepers and 5 is a wheel rolling in front of them. For a direction-independent pulse generator, only two measuring elements, two pole pieces and a magnet are available, while the other parts are basically the same.
FIG. 2 shows a measuring element 6 which works on the principle of the pre-saturated transformer. Here are: 61 the ferromagnetic core, 62 the primary winding and 63 the secondary winding. H represents the direction of the field.
3 shows a measuring element 7 as a Hall probe. They are: 71 the crystalline body, 72 the electrodes for the excitation current and 73 the electrodes for tapping the Hall voltage. H represents the magnetic field.
4 shows the arrangement and paired circuit of the pre-saturated transformers as measuring elements I1 with respect to the magnetic poles 12 of a pulse generator that is not dependent on the direction of travel.
In Fig. 5 the same arrangement is shown, but for a direction-dependent pulse generator. 6 shows the same arrangement, but with Hall probes as measuring elements 11.
7 shows a circuit of a pulse generator 1 independent of the direction of travel in connection with a pulse counter 8 and a feed device 9. Here, both pulse counters 8 with pulse shaper 81 and feed device 9 are of a known type.
FIG. 8 shows the form of the signal which is fed to the pulse shaper 81 when a wheel passes through, which feeds the pulse train to the counter 8 converted into single pulses, corresponding to the wheel train.
The mode of operation is as follows: If a wheel 5 drives past one of the measuring elements 11 according to FIG. 1 a, the magnetic resistance is reduced. This increases the magnetic flux, and saturation increases in the magnetic core 61 (FIG. 2) or in the crystal 71 (FIG. 3). As a result of the change in impedance or the Hall voltage, a voltage difference occurs between the two connected measuring elements, which is fed to the meter via the pulse converter.
In the case of an arrangement that is dependent on the direction of travel, the arrangement is duplicated, but can also be interconnected in a known manner in such a way that at least some of the connection lines can be saved.