Identifizierungseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Identifizieren von beweglichen Gegenständen, die an einer Abfragevorrichtung vorbeigeführt werden, bei der die Abfragevorrichtung Mittel zum Übertragen von Ener gie auf drahtlosem Wege auf einen auf den zu identifi zierenden Gegenständen angeordneten Antwortgeber ent hält, der eine Anzahl von Generatoren mit voneinander verschiedenen Kennfrequenzen und einen auf drahtlo sem Wege von der Abfragevorrichtung steuerbaren Ver- teilschalter enthält, die von der eingestrahlten Energie gespeist werden,
wobei der Verteilschalter nacheinander verschiedene den Gegenstand kennzeichnende Kombina tionen der Generatoren zum Bilden eines aus einer An zahl aufeinanderfolgender Kodegruppen bestehenden Kodesignals einschalten kann, und jede dieser Kode gruppen aus einer konstanten Anzahl von Kennfrequen zen besteht, während das Kodesignal auf drahtlosem Wege nach der Abfragevorrichtung zurückgeleitet wird.
Die Anforderungen, die z.B. eine Vorrichtung zum Identifizieren von Eisenbahnwagen in der Praxis erfül len muss, sind besonders streng. Da man dabei über eine grosse Anzahl von Daten zu verfügen wünscht, muss die zu erteilende Auskunft aus einer Kodezahl von zehn oder mehreren dezimalen Ziffern bestehen, wobei jede Ziffer oder jede Ziffergruppe eine bestimmte Bedeutung hat, und z.B. das Herkunftsland, den Standort, die Num mer des Wagens, den Typ des Wagens usw. kennzeich net. Identifikation muss sowohl bei geringer Fahrge schwindigkeit oder Stillstand des Zuges als auch bei einer Geschwindigkeit von z.B. 160 km in der Stunde erfolgen können, wobei im letzteren Falle die für die Identifikation verfügbare Zeit sehr kurz ist.
Aus Sicher heitsgründen darf der Abstand von der Abfragevorrich tung zum Zuge nicht kleiner als z.B. 40 cm sein, wäh rend andererseits, mit Rücksicht auf die verschiedenen Breiten der Wagen, der Abstand in der Praxis wohl 90 cm betragen kann. Naturgemäss muss die Vorrich tung unter allen Wetterbedingungen, so auch bei Schnee oder Glatteis, zuverlässig wirken. Ausserdem ist es er wünscht, dass die Abmessungen der Identifikationsap- paratur auf dem Wagen gering sind. Eine besonders strenge Anforderung ist auch, dass Energiequellen auf dem Zuge, wie Akkumulatoren, von den Rädern ange triebene Generatoren, Traktionsenergie usw., nicht ver wendet werden können.
Es ist bereits eine Identifikationsvorrichtung bekannt, bei der die Abfragevorrichtung Mittel zur drahtlosen Übertragung von Energie auf einen auf den zu identifi zierenden Wagen angeordneten Antwortgeber enthält, wobei dieser Antwortgeber eine Anzahl von Generato ren mit voneinander verschiedenen Kennfrequenzen und einen auf drahtlosem Wege von der Abfragevorrichtung steuerbaren Verteilschalter enthält, welche Vorrichtun gen von der eingestrahlten Energie gespeist werden, wäh rend von diesem Verteilschalter nacheinander verschie dene den Gegenstand kennzeichnende Kombination von Generatoren zum Bilden von aus einer Reihenfolge von Kodegruppen bestehenden Kodesignalen eingeschaltet werden können,
wobei diese Kodegruppe aus je einer konstanten Anzahl von Kennfrequenzen bestehen und wobei diese Kodesignale auf drahtlosem Wege nach der Abfragevorrichtung zurückgeleitet werden.
Die Energieübertragung ist etwa der dritten Potenz des Abstandes umgekehrt proportional. Wenn ein Wa gen sich der Abfragevorrichtung nähert, ist ursprünglich die eingestrahlte Energie noch sehr gering, so dass die Generatoren nur schwach oder noch gar nicht oszillie- ren, während andererseits die Übertragung der Signale vom Antwortgeber auf die Abfragevorrichtung noch schwach und somit das Signal-Rauschverhältnis ungün stig ist. Dabei ergibt sich das Problem festzustellen, von welchem Augenblick an die empfangenen Kodesignale als ungestört betrachtet werden können.
Das Feststellen des Identifikationskodes muss nämlich mit Rücksicht auf die gegebenenfalls verfügbare sehr kurze Zeit bei grosser Fahrgeschwindigkeit des Zuges in einer möglichst frühen Phase erfolgen. Auch ein gegen Störung unem pfindlicher Kode, wie z.B. ein 2-aus-5-Kode, ist in einem solchen Falle noch nicht völlig zuverlässig im Zusam menhang mit den möglichen grossen Stärkeänderungen. Gegebenenfalls muss der Identifikationskode wiederholte Male empfangen und mit dem vorhergehenden vergli chen werden, um feststellen zu können, ob ein Fehler auftritt oder nicht.
Dies erfordert jedoch eine verhält- nismässig komplizierte Apparatur und ist daher uner wünscht.
Die Erfindung schafft eine billige und zuverlässige Lösung dieses Problems. Die Identifizierungseinrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilschalter eine feste Ruhelage aufweist, in der sämtliche Kenngeneratoren eingeschaltet sind und dass die Abfragevorrichtung eine Vergleichsschaltung enthält, die anspricht, wenn sämtliche Kennfrequenzen zu glei cher Zeit mit einer Stärke oberhalb eines gewissen Schwellenwertes empfangen werden und die ein Signal zum Inbetriebsetzen des Verteilschalters auf den Ant wortgeber überträgt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Aus führungsbeispieles einer Identifikationseinrichtung für Eisenbahnwagen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Abfragevorrichtung, die z.B. an einer festen Stelle längs der Eisenbahn angeordnet ist und Fig. 2 zeigt einen Antwortgeber, der auf einem Wa gen angeordnet werden muss.
Die Abfragevorrichtung nach Fig. 1 enthält einen Generator GR, der über einen Modulator MD und einen Sendeverstärker EA mit einer Sendeantenne TA gekop pelt ist. Die von der Antenne TA ausgestrahlte Energie wird beim Passieren eines Wagens von der Antenne RA des Antwortgebers nach Fig. 2 aufgefangen, die durch den Kondensator Cl auf die Frequenz des Generators GR abgestimmt ist. Die Antenne TA ist vorzugsweise eine Rahmenantenne langgestreckter Form, so dass beim Passieren eines Wagens mit grosser Geschwindigkeit den noch während längerer Zeit eine befriedigende Kopp lung zwischen der Antenne TA und RA besteht.
Die von der Antenne RA aufgefangene Schwingung wird vom Gleichrichter R1 gleichgerichtet, so dass über dem Glät tungskondensator C2 eine Speisespannung -V entsteht, mit der die verschiedenen Transistoren des Antwortge bers gespeist werden.
Der Antwortgeber enthält einen Verteilschalter VS zum Einschalten bestimmter kennzeichnender Kombi nationen der Generatoren G1, G2, G3, G4, G5 und Gh hocheinander. Der Verteilschalter VS enthält eine An zahl von Transistoren T1, T2,...... Tn gleich der Anzahl im Identifikationskode vorhandener Ziffern, z.B. zehn oder mehr. Die Emitter der Transistoren sind mit einer Anzapfung am Spannungsteiler AB verbunden, der zwi schen den Klemmen -V und der Masse des Kondensa- tors C2 geschaltet ist. Die Basiselektroden sind über die Parallelschaltung des Widerstandes N1, N2...... Nn und des Gleichrichters P1, P2,...... Pn mit Masse verbunden, so dass die Spannung der Basiselektroden normalerwei se die der Emitter überschreitet und die Transistoren gesperrt sind.
Die Kollektoren der Transistoren sind mit je einem der senkrechten Leiter V1, V2...... Vn und wei ter über einen Widerstand W1, W2,...... Wn mit dem Spei sepunkt -V verbunden. Weiterhin sind die Kollektoren über einen Kondensator K2, K3,...... Kn mit der Basis des nächsten Transistors in der Reihe verbunden.
Die Wirkungsweise des Verteilschalters VS, der von einem an sich bekannten Typ ist, ist folgende. Wie be reits bemerkt wurde, sind in der Ruhelage sämtliche Transistoren gesperrt. Wenn nun über den Kondensa- tor K1 ein negativer Impuls auf die Basis des ersten Transistors T1 übertragen wird, wird dieser Transistor leitend, wobei die Spannung des Kollektors und somit auch des Leiters V1 einen höheren Wert annimmt. Die Spannung der Basis des Transistors TZ steigt jedoch nicht, da der über den Kondensator KZ zugeführte Impuls über den Gleichrichter P.2 abgeführt wird. Dabei wird der Kondensator K2 geladen.
Nach einer gewissen Zeit, die von der durch den Kondensator K1 und den Widerstand N,. bestimmten Zeitkonstante abhängig ist, ist der Kon densator K1 so weit entladen und die Spannung der Ba sis des Transistors T,. so weit angestiegen, dass dieser Transistor wieder gesperrt wird, wobei die Spannung des Kollektors abnimmt und der Kondensator KZ einen negativen Impuls auf die Basis des Transistors TZ über trägt. Infolgedessen wird der Transistor TZ leitend, wo bei die Spannung des Leiters VZ zunimmt, bis die Span nung wieder so weit angestiegen ist, dass der Transistor gesperrt wird.
Auf diese Weise werden die Transistoren nacheinander während kurzer Zeit leitend und nehmen die Spannungen der Leiter V1, V2,...... Vn einen höheren Wert an. Nachdem der letzte Transistor T" wieder ge sperrt ist, bleiben sämtliche Transistoren wieder in der gesperrten Lage, bis gegebenenfalls über den Konden sator K1 wieder ein Impuls zugeführt wird.
Die Generatoren G1, G2, G3, G4 und G5, die zum Erzeugen von Kennfrequenzen dienen, und der Genera tor GH, der zum Erzeugen von Synchronisiersignale dient, haben verschiedene Eigenfrequenzen, aber sind übrigens auf gleiche Weise eingerichtet. Der Generator G1 ist beispielsweise im Detail dargestellt. Er enthält einen Transistor Tr, dessen Kollektor mit dem Schwing kreis L1, C3 verbunden ist, der die Frequenz des Gene- rators bestimmt. Eine Anzapfung an der Induktivität L1 ist mit dem Speisepunkt -V verbunden.
Die Basiselektro de ist über eine Rückkopplungswicklung L2 und einen von Kondensator C4 überbrückten Spannungsteiler DE mit dem Speisepunkt -V verbunden. Die Spulen L1 und L2 sind mit dem gleichen Ferritstab FS gekoppelt, der zugleich als Sendeantenne wirkt. Der Emitter ist mit einem Speisepunkt -V', z.B. einer Anzapfung am Poten tiometer AB, verbunden. Der Transistor Tr ist normaler weise leitend, so dass der Generator G1 gleich wie die übrigen Generatoren normalerweise Schwingungen er zeugt, die über die Empfangsantenne MA auf den Emp fänger MR der Abfragevorrichtung der Fig. 1 übertra gen wird.
Der Ausgang des Empfängers MR ist mit einer Anzahl von Bandfiltern F1, F2, F3, F4, F5 und FH, die je eine der Frequenzen der Generatoren durchlassen, verbunden.
Die Ausgänge der Filter sind über Detek toren D,., D2, D3, D4, D5 und DH mit den Ausgangs klemmen U1, U2, U3, U4 und UH und weiter mit einer Koinzidenzschaltung CC und einer Torschaltung MP verbunden.
Wenn nun ein Eisenbahnwagen sich der Abfragevor- richtung nähert, wird anfänglich noch ein geringes Ener giequantum auf den Antwortgeber übertragen und die Generatoren schwingen erst nur schwach oder gar nicht, während andererseits die Übertragung der Schwingungen der Generatoren G l...... GH auf die Antenne MA infol ge des verhältnismässig grossen Abstandes noch gering ist. Die Zuverlässigkeit der Übertragung der Information ist denn auch noch nicht gesichert. Je näher der Wagen kommt, je besser wird die Übertragung.
Die Koinzidenz- schaltung CC prüft die Stärke der eintretenden Signale und wenn die Stärke sämtlicher Signale einen gewissen Grenzwert überschritten hat und somit die Zuverlässig- keit der Verbindung als ausreichend betrachtet werden kann, wird die Koinzidenzschaltung CC erregt und leitet ein Signal an die monostabile Kippschaltung MS weiter, die dann einen kurzen Impuls an den Modulator MD weiterleitet, wodurch das vom Verstärker EA ausgesand te Speisesignal während kurzer Zeit unterbrochen wird.
Der Antwortgeber enthält einen Detektor DT, der mit der Antenne RA verbunden ist und auf die kurzzei tige Unterbrechung die eingestrahlte Energie anspricht und über den Kondensator K, der Basis der ersten Tran sistors T1 des Verteilschalters VS einen negativen Im puls zuführt.
Der Verteilschalter VS schreitet nun in der bereits beschriebenen Weise selbsttätig weiter, wodurch nach einander die Spannung der vertikalen Leiter V1, V2,...... Vn kurzzeitig erhöht und der Identifikationskode erzeugt wird. Die vertikalen Leiter V1... Vn sind je über Gleich richter stets mit zwei der Kenngeneratoren G1, G2, G3, G., und G5 entsprechend dem gewünschten Kode gekop pelt.
Z.B. ist der Leiter V1 über den Gleichrichter R11 mit dem waagerechten Leiter Hl gekoppelt, der mit der An zapfung am Spannungsteiler DE des Generators G, und weiter über den Gleichrichter R13 mit dem waagerech ten Leiter H3 verbunden ist, der den Generator G3 steuert. Auf gleiche Weise ist der Leiter VZ über die Gleichrichter R22 und R,3 mit den horizontalen Leitern H2 und H3 gekoppelt, die mit den Generatoren G2 und G3 verbunden sind, usw. Die Gleichrichter sind normaler weise gesperrt.
Wenn die Spannung des Leiters V1 er höht wird, werden die Gleichrichter R11 und R13 leitend und wird die Spannung der Basiselektroden der Tran sistoren in den Generatoren G1 und G3 bis über die Emit terspannung erhöht, so dass diese Generatoren gesperrt werden. Während der folgenden Periode, in der der Leiter VZ eine höhere Spannung annimmt, sind die Genera toren G2 und G3 gesperrt, usw.
Während jeder Kodegruppe sind also stets zwei der Kenngeneratoren gesperrt, während die drei übrigen in Schwingung bleiben. Der Kode wird in diesem Fall so mit durch einen 3-aus-5-Kode gebildet. Naturgemäss wäre es auch möglich gewesen, stets drei der Generato ren zu sperren, so dass ein 2-aus-5-Kode entstehen wür de. Es wäre dann jedoch ein zusätzlicher Kopplungs gleichrichter für jede Kodegruppe erforderlich gewesen.
Der Synchronisiergenerator GH ist auf entsprechen de Weise über die Gleichrichter R1H, R3H usw. mit allen ungeraden vertikalen Leitern V1, V3, V5 usw. gekoppelt, so dass der Generator GH während der ungeraden Pe rioden der Kodereihe schwingt. Die übertragenen Identi fikationskodesignale erscheinen in der entsprechenden Kombination an den Ausgängen U1, U2, U3, U4 und U5 der Abfragevorrichtung der Fig. 1 und können mit Hilfe eines Synchronisierkodes, der am Ausgang UH erscheint, auf bekannte nicht näher dargestellte Weise ausgelesen und weiter verarbeitet werden.
Die obenbeschriebene Massnahme sichert eine Abtastung des Identifikations kodes zu einem Augenblick, in dem zwischen der Abfra gevorrichtung und dem Antwortgeber eine ausreichend starke Kopplung in beiden Richtungen besteht.
Die Stärke der Energieübertragung ist der dritten Po tenz des Abstandes etwa umgekehrt proportional. Mit Rücksicht auf die verschiedenen Breiten der Wagen kann in der Praxis der kürzeste Abstand, in dem ein Antwortgeber die Abfragevorrichtung passiert, zwischen 40 cm und 90 cm liegen. Die Vorrichtung musste natur- gemäss derart bemessen sein, dass auch beim grössten Passierabstand noch eine zuverlässige Wirkung gesichert ist.
Bei geringem Passierabstand stellt sich dann heraus, dass eine Übersteuerung der Empfangsmittel auftrifft. Aus diesem Grunde wird eine selbsttätige Stärkeregelung im Empfänger MR angewandt, der zu diesem Zweck eine Regelspannung vom Tor MP empfängt, das mit den Ausgängen U1, U2... UH verbunden ist. Die Regelspan nung kann z.B. durch das stärkste der an diesen Aus gängen auftretenden Signale gebildet werden.