CH673626A5

CH673626A5 -

Info

Publication number: CH673626A5
Application number: CH125287A
Authority: CH
Inventors: Georg Bucher
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1990-03-30
Also published as: DE3612546A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung bezieht sich auf einen berührungslos arbeitenden Eisenbahn-Schienenschalter, d.h. auf einen Annäherungsschalter für das Eisenbahnwesen, der auf auf einer Fahrschiene vorbeilaufende Schienenfahrzeug-Räder anspricht. Solche Schalter können insbesondere als den Schalterbereich durchlaufende Radsätze von Schienenfahrzeugen detektierende Sensoren bzw. Aktuatoren zur Gleisfreimeldung oder zur Gleisfüllanzeige Anwendung finden. DESCRIPTION The invention relates to a non-contact railroad rail switch, i.e. to a proximity switch for the railway system, which responds to rail vehicle wheels passing on a rail. Such switches can be used, in particular, as sensors or actuators for track vacancy detection or for track fill indication, which wheel sets of rail vehicles detect the switch area.

Bekannte Annäherungsschalter (s. z.B. DE-AS 11 29 208, DE-OS 23 26 089, DE-OS 27 15 348, DE-OS 30 36 288, DD-WP 133 080) bewirken bei ihrer Betätigung die Erzeugung oder Beeinflussung bestimmter elektrischer Signale, die indessen ihrerseits durch im Signalweg etwa auftretende elektrische Störsignale verfälscht werden können. Known proximity switches (see, for example, DE-AS 11 29 208, DE-OS 23 26 089, DE-OS 27 15 348, DE-OS 30 36 288, DD-WP 133 080), when actuated, generate or influence certain electrical signals, which, in turn, can be falsified by electrical interference signals occurring in the signal path.

Gegen solche Störungen unempfindlich sind (aus DE-OS 3 432 355 und 3 432 361) bekannte Näherungssensoren, bei denen im Gleisbereich beiderseits einer Schiene die Lichtaustrittseinrichtungen und Lichteintrittseinrichtungen von Lichtschranken angeordnet sind, die in einer Ebene oberhalb der Schienenoberkante verlaufen und von vorbeirollenden Rädern unterbrochen werden, wobei die Lichtaustritts- und Lichteintrittseinrichtungen durch Lichtwellenleiter mit entfernt angeordneten Lichtquellen bzw. Lichtsensoren verbunden sind; eine solche Anordnung, bei der eine Lichtschranke vom Schienenfahrzeugrad zu unterbrechen ist, ist indessen grundsätzlich der mit dem Vorbeifahren von Schienenfahrzeugen verbundenen Verschmutzung der Lichtaus- und -ein-trittseinrichtungen ausgesetzt. Known proximity sensors (from DE-OS 3 432 355 and 3 432 361) are insensitive to such disturbances, in which the light exit devices and light entry devices of light barriers are arranged in the track area on both sides of a rail, which run in a plane above the top edge of the rail and are interrupted by wheels that roll past be, wherein the light exit and light entry devices are connected by optical fibers to remotely located light sources or light sensors; such an arrangement, in which a light barrier must be interrupted by the rail vehicle wheel, is in principle, however, exposed to the pollution of the light exit and entry devices associated with the passing of rail vehicles.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, einen Eisenbahn-Schienenschalter anzugeben, der eine gegen elektrische The invention now has for its object to provide a railroad rail switch, one against electrical

Signalstörungen unempfindliche Signalisierung der Anwesenheit eines Schienenfahrzeug-Rades im jeweiligen Schalterbereich ermöglicht, ohne einer vom Rad zu unterbrechenden Lichtschranke zu bedürfen. Signal interference insensitive signaling the presence of a rail vehicle wheel in the respective switch area enables without the need for a light barrier to be interrupted by the wheel.

5 Die Erfindung betrifft einen berührungslos arbeitenden Eisenbahn-Schienenschalter; dieser Eisenbahn-Schienenschalter ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass in einem magnetischen Aktuator (Stelleinrichtung) mit durch einen ferromagnetischen Körper beeinflussbarem dauerma-10 gnetischen Feld zweier mit ihren gleichnamigen Polen einander zugewandter Magnete, der im Gleisbereich neben einer Schiene gekapselt angeordnet ist, wenigstens ein zwischen zwei Grenzpositionen in Magnetachsenrichtung beweglich gelagerter Magnet, der sich bei vom Rad unbeeinflusstem 15 Magnetfeld jeweils in der äusseren Grenzposition und bei vom Rad beeinflusstem Magnetfeld jeweils in der inneren Grenzposition befindet, mechanisch mit einem Schaltglied eines Lichtwellenleiter-Schaltelements gekoppelt ist. 5 The invention relates to a non-contact railroad rail switch; According to the invention, this railroad rail switch is characterized in that in a magnetic actuator (adjusting device) with a permanent magnetic field that can be influenced by a ferromagnetic body, two magnets facing each other with their poles of the same name, which are arranged encapsulated in the track area next to a rail, at least one between Two limit positions of a magnet which is movably mounted in the direction of the magnetic axis and which is located in the outer limit position when the magnetic field is not influenced by the wheel and in the inner limit position when the magnetic field is influenced by the wheel, is mechanically coupled to a switching element of an optical waveguide switching element.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, mit der nach 20 Massgabe der An- bzw. Abwesenheit eines Schienenfahr-zeug-Rades im jeweiligen Schalterbereich bewirkten Betätigung des im Aktuator befindlichen Schaltgliedes eines Licht-wellenleiter-Schalters eine von Verschmutzungen unbeeinträchtigte Signalgabe zu ermöglichen, die zugleich gegenüber 25 auf dem Signalweg etwa auftretenden elektrischen Störungen unempfindlich ist. The invention has the advantage that, with the actuation of the switching element of an optical waveguide switch located in the actuator, which is effected in the respective switch area, after 20 times the presence or absence of a rail vehicle wheel, this enables signaling that is unaffected by contamination, which is at the same time insensitive to 25 electrical disturbances occurring on the signal path.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein in den Strahlengang zwischen zwei im Lichtwellenleiter-Schaltelement aneinandergrenzenden Lichtwellenleiterabschnitte ein-30 schiebbares und dabei den Strahlengang beeinflussendes Schaltglied mechanisch mit einem Magneten des magnetischen Aktuators gekoppelt sein, insbesondere ein Schaltglied, das zwischen zwei die Faserenden der beiden Lichtwellenleiterabschnitte aufeinander abbildende Kugellinsen 35 schiebbar ist. Das Schaltglied kann dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung lichtstrahlreflektierend sein, was es etwa ermöglicht, in einer Reihe von Lichtwellenleiter-Schaltelementen, die in einen an seinem einen Ende über einen Lichtwellenleiter-Verzweiger an einen optischen Sender und 40 an einen optischen Empfänger angekoppelten Lichtwellenleiter eingefügt sind, das in der Reihe jeweils vorderste gerade aktivierte Lichtwellenleiter-Schaltelement anzuzeigen, wie dies etwa für eine Gleisfüllanzeige zweckmässig ist; es ist aber auch möglich, dass das Schaltglied den Strahlengang le-45 diglich unterbricht. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, dass die bewegliche(n) Lichtfasern) eines Lichtwellenleiter-Schalters mechanisch (jeweils) mit einem Magneten des magnetischen Aktuators gekoppelt ist (sind). In a further embodiment of the invention, a switching element which can be pushed into the beam path between two optical fiber sections adjoining one another in the optical waveguide switching element and thereby influences the beam path can be mechanically coupled to a magnet of the magnetic actuator, in particular a switching element which connects the fiber ends of the two optical waveguide sections between two mutually imaging ball lenses 35 is slidable. In a further embodiment of the invention, the switching element can be light-beam reflecting, which makes it possible, for example, to insert in a series of optical waveguide switching elements which are coupled to an optical transmitter and an optical receiver 40 to an optical transmitter and connected to an optical receiver at one end via an optical waveguide are to indicate the most recently activated fiber-optic switching element in the row, as is useful for a track fill indicator; however, it is also possible for the switching element to digitally interrupt the beam path. In an alternative embodiment of the invention, it is also possible for the movable optical fiber (s) of an optical waveguide switch to be mechanically (in each case) coupled to a magnet of the magnetic actuator.

50 Weitere Besonderheiten der Erfindung werden aus deren nachfolgender näheren Erläuterung anhand der Zeichnung ersichtlich. Dabei zeigt 50 Further special features of the invention will become apparent from the following more detailed explanation with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 schematisch Möglichkeiten der Positionierung eines Eisenbahn -Schienenschalters gemäss der Erfindung; 55 Fig. 2a und Fig. 2b verdeutlichen Realisierungseinzelheiten eines Ausführungsbeispieles eines solchen Eisenbahn-Schienenschalters. Figure 1 shows schematically ways of positioning a rail switch according to the invention. 55 FIGS. 2a and 2b illustrate implementation details of an exemplary embodiment of such a railroad rail switch.

Das in Fig. 1 schematisch skizzierte Ausführungsbeispiel eines Eisenbahn-Schienenschalters gemäss der Erfindung 60 weist einen im Gleisbereich neben einer Schiene S in einem Gehäuse G gekapselt angeordneten magnetischen Aktuator mit zwei mit ihren gleichnamigen Polen einander zugewandten Magneten (2M1 und 2M2) auf, deren dauermagnetisches Feld durch einen ferromagnetischen Körper in Form eines 65 Schienenfahrzeug-Rades R beeinflusst wird. Wenigstens einer der beiden Magnete ist in Richtung seiner Magnetachse zwischen zwei Grenzpositionen verschiebbar gelagert; in Fig. 1 ist angedeutet, dass beide Magnete in dieser Weise beweg- The embodiment of a railroad rail switch according to the invention 60 schematically outlined in FIG. 1 has a magnetic actuator encapsulated in the track area next to a rail S in a housing G with two magnets (2M1 and 2M2) facing each other with their poles of the same name, the permanent magnetic of which Field is influenced by a ferromagnetic body in the form of a 65 rail vehicle wheel R. At least one of the two magnets is mounted displaceably in the direction of its magnetic axis between two limit positions; 1 it is indicated that both magnets move in this way.

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lieh gelagert sind, wobei sich die beiden Magnete bei Abwe- dert zum Faserende ljk des Lichtwellenleiterabschnittes Ljk senheit eines Rades R, d.h. bei von einem Rad unbeeinfluss- gelangen lässt und in der in Fig. 2b mit B' bezeichneten Posi-tem Magnetfeld, jeweils in ihrer in Fig. 1 mit2Ml" bzw. 2M2" tion - bei in Fig. 2b mit M' und in Fig. 1 mit 2M2' bezeichnebezeichneten äusseren Grenzposition befinden und bei An- ter Position des Magneten M (in Fig. 2) - den Weg des Wesenheit eines Rades R, d.h. bei vom Rad R beeinflusstem 5 Lichts vom Lichtwellenleiterabschnitt Lij zum Lichtwellen-Magnetfeld, jeweils in ihrer in Fig. 1 mit 2M1 ' bzw. 2M2' be- leiterabschnitt Ljk bzw. umgekehrt unterbricht. are stored, the two magnets moving away from the fiber end ljk of the optical waveguide section Ljk senheit a wheel R, i. when uninfluenced by a wheel and in the position indicated in FIG. 2b with B 'magnetic field, in each case in FIG. 1 with 2M1 "or 2M2" - in FIG. 2b with M' and in FIG 1 with the outer limit position designated by 2M2 'and with the magnet M in position (in FIG. 2) - the path of the essence of a wheel R, ie interrupts 5 light influenced by the wheel R from the optical waveguide section Lij to the optical waveguide magnetic field, in each case in its section Ljk in FIG. 1 with 2M1 'or 2M2' or vice versa.

zeichneten inneren Grenzposition. Zumindest ein solcher Es ist aber auch möglich, dass das Schaltglied B als Spie- drew inner limit position. At least one of them, but it is also possible that the switching element B as a game

Magnet ist mechanisch mit einem Schaltglied eines zwischen gel ausgebildet und damit lichtstrahlreflektierend ist, so dass zwei Lichtwellenleiterabschnitten liegenden Lichtwellenlei- in der in Fig. 1 und Fig. 2b gestrichelt angedeuteten Magnet- Magnet is mechanically formed with a switching element between a gel and is therefore light beam reflecting, so that two optical waveguide sections lie in the magnet line shown in dashed lines in FIGS. 1 and 2b.

ter-Schaltelements gekoppelt; in Fig. 1 ist angedeutet, dass >o position etwa aus dem vorderen Faserende lij (in Fig. 2b) ter switching element coupled; In Fig. 1 it is indicated that> o position approximately from the front fiber end lij (in Fig. 2b)

dies bei beiden Magneten (2M1 und 2M2) der Fall ist, wobei austretendes Licht wieder in dieses Faserende reflektiert das mit dem in seiner Magnetachsenrichtung zwischen äusse- wird. Dies ermöglicht es, in einer Reihe von Lichtwellenlei-rer Grenzposition 2M2" und innerer Grenzposition 2M2' be- ter-Schaltelementen, die in einen an seinem einen Ende über weglichen Magneten (2M2) verbundene Schaltglied das ein Lichtwellenleiter-Verzweiger an einen optischen Sender Schaltglied eines zwischen zwei Lichtwellenleiterabschnitten 15 und einen optischen Empfänger angekoppelten Lichtwellen-Lij und Ljk liegenden Lichtwellenleiter-Schaltelements sein leiter eingefügt sein mögen, das in der Reihe jeweils vordermöge. ste gerade aktivierte Lichtwellenleiter-Schaltelement anzuzei-Ein solches Lichtwellenleiter-Schaltelement kann, ohne gen, wie dies etwa für eine Gleisfüllanzeige zweckmässig sein dass dies indessen zeichnerisch näher dargestellt wäre, in der rnag, was indessen an anderer Stelle beschrieben wird und Weise ausgebildet sein, dass die bewegliche Lichtleitfaser ei- 20 hier nicht weiter verfolgt zu werden braucht, nes Lichtwellenleiter-Schalters mit dem betreffenden Magne- Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 sind die beiden je-ten mechanisch gekoppelt ist. Fig. 2a und 2b, die in zwei zu- weils in ihrer Magnetachsenrichtung zwischen einer äusseren einander senkrechten Betrachtungsrichtungen einen Blick Grenzposition 2M1 " bzw. 2M2" und einerinneren Grenzposi-auf ein in einem Gehäuse G gekapseltes Lichtwellenleiter- tion 2M1' bzw. 2M2' verschiebbar gelagerten, vorzugsweise Schaltelement bieten, verdeutlichen demgegenüber eine an- 25 durch Permanentmagnete gebildeten Magnete auf der Gleis-dere Ausgestaltung der Erfindung: Gemäss Fig. 2 ist mit ei- innenseite der Schiene S angeordnet. Wie in Fig. 1 weiter an-nem Aktuatormagneten M ein Schaltglied B verbunden, das gedeutet ist, können die Magnete aber auch auf der Gleisin den Strahlengang zwischen zwei im Lichtwellenleiter- aussenseite der Schiene S angeordnet sein, wobei der eine Schaltelement aneinandergrenzende Lichtwellenleiterab- Magnet dann zwischen den in Fig. 1 mit IMI" und IMI' beschnitte Lij und Ljk (siehe auch Fig. 1) einschiebbar ist und 30 zeichneten Grenzpositionen und der andere Magnet zwi-dabei den Strahlengang beeinflusst; dabei möge, wie dies sehen den in Fig. 1 mit 1M2" und 1M2' bezeichneten Grenz-auch aus Fig. 2 ersichtlich wird, dieses Schaltglied B zwi- Positionen verschiebbar ist. this is the case with both magnets (2M1 and 2M2), with emerging light reflecting back into this fiber end, which is interfered with in the direction of its magnetic axis. This makes it possible, in a series of optical waveguide limit positions 2M2 "and internal limit positions 2M2 ', to switch elements which, in a switching element connected at one end via movable magnets (2M2), the one optical waveguide branch to an optical transmitter switching element an optical waveguide switching element connected between two optical waveguide sections 15 and an optical receiver may be inserted, which may be in the row in each case. The currently activated optical waveguide switching element can be displayed. as would be appropriate for a track filling indicator, however, that this would be shown in more detail in the drawing, in which, however, which will be described elsewhere, and in such a way that the movable optical fiber does not need to be tracked further here. Switch with the concerned In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the two are mechanically coupled. 2a and 2b, which, in two directions in their magnetic axis between an outer, perpendicular viewing direction, a view of the limit position 2M1 "or 2M2" and an inner limit position on an optical waveguide 2M1 'or 2M2' encapsulated in a housing G. In contrast, a displaceably mounted, preferably switching element, is illustrated by a magnet on the track of the invention which is formed by permanent magnets: According to FIG. 2, the rail S is arranged on the inside. As shown in FIG. 1, a switching element B is connected to an actuator magnet M, which is interpreted, but the magnets can also be arranged on the track into the beam path between two in the optical waveguide outside of the rail S, the one switching element adjoining optical waveguide magnet can then be inserted between Lij and Ljk (FIG. 1) and IMI 'and IMI' (see also FIG. 1) and 30 drawn limit positions and the other magnet in the meantime influences the beam path; as shown in FIG 1 with 1M2 "and 1M2 'limit - also apparent from Fig. 2, this switching element B is displaceable between positions.

sehen zwei Kugellinsen Kij, Kjk gleichen Durchmessers Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, können die beiden Magnete schiebbar sein, die zwischen den beiden Faserenden lij und IMI und 1M2 ebenso wie die beiden Magnete 2M1 und lik so angeordnet sind, dass die beiden Faserenden aufeinan- 35 2M2 senkrecht zueinander angeordnet sein, wobei die Mader abgebildet werden und somit das aus einem Faserende gnetachse des einen Magneten (IMI bzw. 2M1) vertikal und divergent austretende Licht im Raum zwischen den beiden die Magnetachse des anderen Magneten (2M1 bzw. 2M2) Kugellinsen parallel läuft und anschliessend auf das andere horizontal verläuft. In Abweichung davon können die bei-Faserende konzentriert wird. den Magnete aber auch gewissermassen in einer Ebene spie-Das Schaltglied B kann dabei eine Blende sein, die in der 40 gelbildlich zueinander angeordnet sein; bezogen auf die Darin Fig. 2b mit B" bezeichneten Position - bei in Fig. 2b mit M" Stellung etwa der beiden Magnete IMI und 1M2 in Fig. I und in Fig. 1 mit 2M2" bezeichneter Position des Magneten würde dann in Abweichung von dieser Darstellung der Ma-M (in Fig. 2) - beispielsweise aus dem Faserende lij des gnet 1M2 mit gegenüber dem Magneten IMI und 180 ge-Lichtwellenleiterabschnittes Lij austretendes Licht ungehin- drehter Magnetachse links neben dem Magneten IMI liegen. see two spherical lenses Kij, Kjk of the same diameter. As can be seen from Fig. 1, the two magnets can be slid, which are arranged between the two fiber ends lij and IMI and 1M2 as well as the two magnets 2M1 and lik so that the two fiber ends are aligned - 35 2M2 can be arranged perpendicular to each other, the Mader being depicted and thus the light emerging vertically and divergent from a fiber end of the one magnet (IMI or 2M1) in the space between the two the magnet axis of the other magnet (2M1 or 2M2) Ball lens runs in parallel and then runs horizontally on the other. In deviation from this, the at-fiber end can be concentrated. but also to a certain extent play the magnet in one plane. The switching element B can be an aperture, which is arranged in a gel-like manner in FIG. 40; in relation to the position designated therein by B "in FIG. 2b - in FIG. 2b by M" about the position of the two magnets IMI and 1M2 in FIG. I and in FIG. 1 by 2M2 "the position of the magnet would then differ this representation of the Ma-M (in FIG. 2) - for example from the fiber end lij of the gnet 1M2 with light emerging from the magnet IMI and 180 ge-optical waveguide section Lij light magnetic axis left to the left of the magnet IMI.

C C.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Non-contact railway rail switch, characterized in that in a magnetic actuator with a permanent magnetic field which can be influenced by a ferromagnetic body (R), two magnets (Ml, M2) facing each other with their poles of the same name, which are located in the track area next to a rail (S) is arranged encapsulated, at least one magnet (M) mounted movably in the magnetic axis direction between two limit positions (M ', M "), which in the magnetic limit direction unaffected by the wheel (R) in each case in the outer limit position (M") and in the case of the wheel (R ) influenced magnetic field is in the inner limit position (M '), is mechanically coupled to a switching element (B) of an optical waveguide switching element.

2. Railway rail switch according to claim 1, characterized in that the two magnets (Ml, M2) are arranged in a plane in mirror image to each other.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Railway rail switch according to claim 1 or 2, characterized in that each movable optical fiber of an optical fiber switch is mechanically coupled to a magnet of the magnetic actuator.

4. Railway rail switch according to claim 1 or 2, characterized by a in the beam path between two adjacent in the optical waveguide switching element optical waveguide sections (Lij, Lik) insertable and thereby influencing the beam path switching element (B).

5. Railway rail switch according to claim 4, characterized in that the switching element (B) between two fiber ends (lij, ljk) of the two optical waveguide sections (Lij, Lik) on each other imaging ball lenses (Kij, Kjk) is slidable.

6. Railway rail switch according to claim 4 or 5, characterized in that the switching element (B) is light beam reflecting.