CH682140A5

CH682140A5 -

Info

Publication number: CH682140A5
Application number: CH153391A
Authority: CH
Inventors: Udo Ohrnberger; Dietrich Ennulat; Ruediger Graf; Heinz-Guenter Kliemt; Harald Schmidt
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 1993-07-30
Also published as: DE4018999C2; DE4018999A1

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radsensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein derartiger Radsensor ist aus Signal + Draht 78 (1986) 12, Seiten 264 bis 268 bekannt. The invention relates to a wheel sensor according to the preamble of claim 1. Such a wheel sensor is known from Signal + Draht 78 (1986) 12, pages 264 to 268.

Dieser bekannte und in der Praxis bewährte Radsensor ist in einem Kunststoff-Sensorgehäuse untergebracht, das über an den Fahrschienen festzulegende Passstücke seitlich am Schienensteg zu befestigen ist. Für die Befestigung weist das Sensorgehäuse zwei in Schienenlängsrichtung vorstehende Befestigungslaschen auf, die von aussen her auf Gewindebolzen an den Passstücken aufgesteckt und mittels Muttern an diesen befestigt werden. Die Laschen sind mechanisch so ausgelegt, dass ein Abreissen vom übrigen Gehäuse auch bei starker mechanischer Beanspruchung des Radsensors beispielsweise durch von den vorüberlaufenden Fahrzeugen herabhängende Teile ausgeschlossen werden kann. Lediglich im Falle von Fahrzeugentgleisungen oder bei querfahrenden Baufahrzeugen ist der Fall denkbar, dass ein Radsensor insgesamt von der Fahrschiene abgerissen wird, allerdings nur unter weitgehender Zerstörung des Sensorgehäuses. Bei der Zerstörung des Radsensorgehäuses wird mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit auch die Elektronik des Radsensors beschädigt, so dass dieser funktionsuntüchtig wird. Dies führt zu einer Absenkung der Stromaufnahme des Radsensors und wird vom überwachenden Stellwerk wie ein Befahrungsereignis bewertet; die eingetretene Störung ist durch die andauernde Belegtmeldung des Radsensors erkennbar. This well-known and proven wheel sensor is housed in a plastic sensor housing, which is to be attached laterally to the rail web by means of fitting pieces to be fixed on the rails. For the fastening, the sensor housing has two fastening lugs protruding in the longitudinal direction of the rail, which are attached from the outside to threaded bolts on the fitting pieces and fastened to them by means of nuts. The tabs are mechanically designed in such a way that tearing off from the rest of the housing can be ruled out even when the wheel sensor is subjected to strong mechanical stress, for example due to parts hanging from the passing vehicles. Only in the case of vehicle derailments or in the case of construction vehicles traveling transversely is the case conceivable that a wheel sensor as a whole is torn off the rail, but only with extensive destruction of the sensor housing. If the wheel sensor housing is destroyed, it is very likely that the electronics of the wheel sensor will also be damaged, making it inoperable. This leads to a reduction in the current consumption of the wheel sensor and is evaluated by the monitoring signal box as a traffic event; the malfunction that has occurred can be recognized by the continuous occupancy message from the wheel sensor.

Es gibt auch Radsensoren mit weniger aufwendigen Laschen für die Befestigung an einer Fahrschiene; solche Radsensoren werden z.B. im Rangierbetrieb verwendet. Bei ihnen steht zu befürchten, dass bei starker mechanischer Beeinflussung, wie sie z.B. bei Fahrzeugentgleisungen und querfahrenden Baufahrzeugen auftreten, das Gehäuse von den Befestigungslaschen abgerissen wird und auf den Boden fällt. Dabei wird zwar das restliche Gehäuse zumeist auch beschädigt; die Beschädigung muss jedoch nicht so gross sein, dass die im Gehäuse untergebrachte Sensorelektronik in Mitleidenschaft gezogen ist. Der abgescherte Radsensor ist zwar möglicherweise noch elektrisch funktionsfähig; er kann wegen seiner Anordnung auf dem Schotter jedoch nicht mehr das Vorüberlaufen von Fahrzeugrädern erkennen und an eine Überwachungsstelle melden. Die eingetretene Störung ist für die Überwachungsstelle nicht erkennbar, weil die Stromaufnahme des Radsensors bei intakter Sensorelektronik dem üblicherweise bei un-beeinflusstem Radsensor aufgenommenen Wert entspricht. Durch einen abgerissenen Radsensor kann es zu erheblichen Betriebs- und Personengefährdungen kommen, weil z.B. die Besetztmeldung eines Abschnittes unterbleibt, oder weil im Rangierbetrieb eine Schienenbremse für ein sich näherndes Fahrzeug nicht rechtzeitig eingeschaltet wird und das Fahrzeug die Bremse ungebremst durchläuft und auf voraus befindliche Fahrzeuge mit zu hoher Geschwindigkeit aufprallt. There are also wheel sensors with less complex lugs for fastening to a running rail; such wheel sensors are e.g. used in shunting. They are concerned that with strong mechanical influences, such as e.g. in the case of derailments and transverse construction vehicles, the housing is torn off the fastening tabs and falls on the floor. The rest of the case is usually damaged; however, the damage need not be so great that the sensor electronics housed in the housing are affected. The sheared-off wheel sensor may still be electrically functional; however, due to its arrangement on the gravel, it can no longer detect the passing of vehicle wheels and report it to a monitoring point. The fault that has occurred is not discernible for the monitoring point because the current consumption of the wheel sensor when the sensor electronics are intact corresponds to the value usually recorded when the wheel sensor is unaffected. A torn off wheel sensor can lead to considerable operational and personal hazards because e.g. the occupancy message of a section is omitted, or because in the maneuvering mode, a rail brake for an approaching vehicle is not switched on in time and the vehicle passes the brake unchecked and collides with vehicles in front at too high a speed.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Radsensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, dass ein Abscheren des Sensors von der Fahrschiene für die Überwachungsstelle entweder sofort erkennbar wird, oder dass beim Einwirken starker mechanischer Kräfte auf den Radsensor, die zu einer Beschädigung des Sensorgehäuses führen, die Sensorelektronik zwangsweise so beschädigt wird, dass der Radsensor funktionsuntüchtig wird und die Überwachungsstelle dies erkennen kann. The object of the invention is to design a wheel sensor according to the preamble of claim 1 so that a shear of the sensor from the rail for the monitoring point is either immediately recognizable, or that when strong mechanical forces act on the wheel sensor, causing damage to the sensor housing lead, the sensor electronics is forcibly damaged so that the wheel sensor becomes inoperable and the monitoring point can recognize this.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. The invention solves this problem by the characterizing features of patent claim 1. Advantageous further developments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt: The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. The drawing shows:

in Fig. 1 einen an einer Fahrschiene montierten Radsensor, 1 shows a wheel sensor mounted on a travel rail,

in Fig. 2 die Anordnung von über die Befestigungslaschen des Sensors geführten elektrischen Leitern zur Bruchmeldung beim Abreissen des Gehäuses von den Laschen, 2 shows the arrangement of electrical conductors guided over the fastening tabs of the sensor to report breakage when the housing is torn off the tabs,

in Fig. 3 die Anordnung elektrischer Leiter auf einer die Sensorelektronik tragenden Platine zur Bruchmeldung beim Brechen der Platine und in Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 3 mit einer unterhalb des Sensorgehäuses angeordneten Metallplatte. in FIG. 3 the arrangement of electrical conductors on a circuit board carrying the sensor electronics to report breakage when the circuit board breaks, and in FIG. 4 a side view of the arrangement according to FIG. 3 with a metal plate arranged below the sensor housing.

Fig. 1 zeigt eine Fahrschiene 1 mit einem darauf abrollenden Fahrzeugrad 2 im Bereich eines Radsensors, wie er im Rangierbetrieb zum Einsatz kommt. Dieser Radsensor befindet sich in einem etwa quaderförmigen Sensorgehäuse 3, das über rechtwinkelige Montagelemente 4 an der Fahrschiene festgelegt ist. Hierzu weist das Sensorgehäuse an seinen Schmalseiten vorstehende Laschen 5 auf, die seitlich aus dem Bodenteil des Sensorgehäuses vorstehen. Die Laschen sind mit Befestigungslöchern für die Aufnahme von Befestigungsbolzen 6 versehen, über die das Sensorgehäuse in vertikaler Richtung höhenverstellbar in den Montageelementen 4 angeordnet ist. Unterhalb des Sensorgehäuses 3 befindet sich eine Metallplatte 7, die sich in Längsrichtung über die beiden Befestigungslaschen 5 des Sensorgehäuses erstreckt. Auf die Funktion dieser Metallplatte wird später anhand des Ausführungsbeispieles nach Fig. 3 und Fig. 4 eingegangen. 1 shows a travel rail 1 with a vehicle wheel 2 rolling thereon in the area of a wheel sensor, as is used in maneuvering. This wheel sensor is located in an approximately cuboid sensor housing 3, which is fixed to the running rail by means of right-angled mounting elements 4. For this purpose, the sensor housing has on its narrow sides protruding tabs 5, which protrude laterally from the bottom part of the sensor housing. The tabs are provided with fastening holes for receiving fastening bolts 6, via which the sensor housing is arranged in the mounting elements 4 in a vertically adjustable manner. Below the sensor housing 3 there is a metal plate 7 which extends in the longitudinal direction over the two fastening tabs 5 of the sensor housing. The function of this metal plate will be discussed later using the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4.

Fig. 2 zeigt in der Draufsicht das Sensorgehäuse 3 mit seinen Befestigungslaschen 5, den darin angeordneten Befestigungslöchern 10 und den schematisch angedeuteten Topfkreisen zweier Radsensorsysteme 8. Vorzugsweise in das Bodenteil des Sensorgehäuses eingelassen oder auf diesem fest angeordnet befinden sich ein oder mehrere elektrische Leiter, die, obgleich für den Beobachter nicht sichtbar, in der Zeichnung durch dicke Linien verdeutlicht sind. Diese elektrischen Leiter sind ausgehend vom Gehäuseinneren schlaufenförmig um das jeweilige Befestigungsloch 10 der beiden Befesti5 Fig. 2 shows a top view of the sensor housing 3 with its fastening tabs 5, the fastening holes 10 arranged therein and the schematically indicated pot circles of two wheel sensor systems 8. Preferably embedded in the bottom part of the sensor housing or fixedly arranged there are one or more electrical conductors which , although not visible to the observer, are illustrated in the drawing by thick lines. Starting from the inside of the housing, these electrical conductors are loop-shaped around the respective fastening hole 10 of the two fasteners 5

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gungslaschen 5 herumgeführt und in jeweils eine der Verbindungsleitungen 11 zwischen dem Oszillator der Sensorsysteme 8 und der die Stromaufnahme dieser Oszillatoren bewertenden fernen Bewertungseinrichtung geschleift. Reissen eine oder beide Laschen 5 von dem übrigen Sensorgehäuse ab, so wird der elektrische Leiter 9 aufgetrennt und damit die Stromversorgung des jeweiligen Sensorsy-stemes unterbrochen. Die ferne Bewertungseinrichtung erkennt aus der Stromaufnahme null eines Oszillators dessen Funktionsuntüchtigkeit und veranlasst die Ausgabe einer den betreffenden Radsensor kennzeichnenden Störungsmeldung. Diese Störungsmeldung kann darin bestehen, dass die Bewertungseinrichtung für den betreffenden Oszillator die Ausgabe einer dessen ordnungsgerechtes Funktionsverhalten kennzeichnenden Überwachungsmeldung unterbindet. Aufgrund dieser Störungsmeldung kann die Störungsbeseitigung eingeleitet werden. supply lugs 5 and looped into one of the connecting lines 11 between the oscillator of the sensor systems 8 and the remote evaluation device evaluating the current consumption of these oscillators. If one or both tabs 5 tear off the remaining sensor housing, the electrical conductor 9 is disconnected and the power supply to the respective sensor system is thus interrupted. The remote evaluation device recognizes the inoperability of an oscillator from its current consumption zero and causes the output of a fault message characterizing the wheel sensor in question. This fault message can consist in the fact that the evaluation device for the oscillator in question prevents the output of a monitoring message which characterizes its proper functioning. The fault rectification can be initiated on the basis of this fault message.

Der oder die elektrischen Leiter, über die das Abreissen der Befestigungslaschen und/oder die mechanische Beschädigung des Sensorgehäuses festgestellt wird, müssen auf geeignete Weise im Gehäuse oder am Gehäuse festgelegt werden, damit sichergestellt ist, dass sie bei der jeweils angenommenen Beschädigung auch tatsächlich aufreis-sen und die Stromversorgung des betreffenden Sensorsystemes unterbrechen. Dabei kann es sinnvoll sein, den elektrischen Leiter nicht nur entlang des Bodenteiles des Sensorgehäuses, sondern auch entlang der den zu detektierenden Fahrzeugen zugewandten Oberfläche des Sensorgehäuses zu führen. The electrical conductor or conductors, by means of which the fastening tabs are torn off and / or the mechanical damage to the sensor housing is determined, must be fixed in a suitable manner in the housing or on the housing, so that it is ensured that they actually tear open in the event of the damage assumed sen and interrupt the power supply of the sensor system concerned. In this case, it can make sense not only to guide the electrical conductor along the bottom part of the sensor housing, but also along the surface of the sensor housing facing the vehicles to be detected.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der auf die Einbringung gesonderter elektrischer Leiter in das die Befestigungslaschen aufweisende Bodenteil des Sensorgehäuses bzw. in das Gehäuse verzichtet wurde. Diese Ausführungsform der Erfindung geht davon aus, dass das Gehäuse nicht von seinen Befestigungslaschen abgerissen wird, sondern beim Einwirken mechanischer Kräfte so beschädigt wird, dass die im Gehäuse untergebrachte Sensorelektronik ausfällt. Das Abreissen des Gehäuses von seinen Befestigungslaschen wird dadurch unterbunden, dass das Sensorgehäuse auf einer die beiden Befestigungslaschen 5 überdeckenden Metallplatte 7, vorzugsweise aus Edelstahl, festgelegt ist. Die Festlegung des Sensorgehäuses an der Metallplatte 7 erfolgt durch die Befestigungsmittel, mit denen das Sensorgehäuse an den Montageelementen montiert ist. Wirken mechanische Kräfte auf das Sensorgehäuse, so werden diese vom Sensorgehäuse aufgenommen. Bei genügend grossen Kräften wird dabei nicht nur das Sensorgehäuse beschädigt, wobei auch die Sensorelektronik Schaden nehmen kann, sondern das über seine Befestigungslaschen an den Montageelementen festgelegte Sensorgehäuse bricht bei genügend starker Krafteinwirkung etwa in der Mitte durch, wobei es an seiner Unterseite aufreisst. Dies macht sich die Erfindung in der Weise zunutze, dass die für die Bruchmeldung vorgesehenen elektrischen Leiter 12 auf einer die Sensorelektronik aufnehmenden, in Bodennähe des Gehäuses anzuordnenden Platine 13 angebracht werden. In diese Platine ist etwa in der Mitte eine Ausnehmung 14 eingebracht, durch die ihr Querschnitt geschwächt ist. Die elektrischen Leiter 12 sind auf der Platine entlang des verbliebenden Platinenmaterials vorzugsweise auf der Unterseite der Platine entlang geführt. Die Festlegung der Platine im Sensorgehäuse kann zweckmässig durch Einbetten in einen aushärtenden Schaum geschehen. Wenn nun bei Belastung des Sensorgehäuses dieses soweit durchgebogen wird, dass es an seiner Unterseite aufreisst, dann wird hierdurch auch die die Sensorelektronik aufnehmende Platine 13 mechanisch aufgerissen und damit die Stromversorgung für die Oszillatoren der Sensorsysteme unterbrochen. FIG. 3 shows an embodiment of the invention in which the introduction of separate electrical conductors into the bottom part of the sensor housing, which has the fastening tabs, or into the housing has been dispensed with. This embodiment of the invention assumes that the housing is not torn off its fastening tabs, but rather is damaged when mechanical forces are exerted in such a way that the sensor electronics housed in the housing fail. The tearing off of the housing from its fastening tabs is prevented in that the sensor housing is fixed on a metal plate 7, preferably made of stainless steel, covering the two fastening tabs 5. The sensor housing is fixed on the metal plate 7 by the fastening means with which the sensor housing is mounted on the mounting elements. If mechanical forces act on the sensor housing, they are absorbed by the sensor housing. If the forces are large enough, not only will the sensor housing be damaged, which can also damage the sensor electronics, but the sensor housing, which is attached to the mounting elements via its fastening tabs, will break through approximately in the middle if sufficient force is applied, tearing open on the underside. This makes use of the invention in such a way that the electrical conductors 12 provided for the breakage report are mounted on a circuit board 13 which receives the sensor electronics and is arranged near the bottom of the housing. In this board, a recess 14 is made approximately in the middle, through which its cross section is weakened. The electrical conductors 12 are routed on the board along the remaining board material, preferably on the underside of the board. The circuit board in the sensor housing can expediently be fixed by embedding it in a hardening foam. If, when the sensor housing is loaded, it is bent to such an extent that it tears open on its underside, then this also mechanically tears open the circuit board 13 that receives the sensor electronics, thus interrupting the power supply for the oscillators of the sensor systems.

Der besondere Vorteil dieser Ausbildung des er-findungsgemässen Radsensors ist darin zu sehen, dass weder in das Bodenteil noch in das sonstige Gehäuse ein elektrischer Leiter zu integrieren ist, der beim Zusammenbauen des Radsensors mit der Sensorelektronik und den Zuleitungen zur Bewertungseinrichtung nachträglich zu kontaktieren ist, sondern dass die nach der Erfindung vorgesehenen elektrischen Leiter Bestandteil der Sensorelektronik sind und zusammen mit dieser beim Zusammenbau des Sensors im Sensorgehäuse festgelegt werden. The particular advantage of this design of the wheel sensor according to the invention can be seen in the fact that there is no need to integrate an electrical conductor into the base part or into the other housing, which has to be contacted subsequently when the wheel sensor is assembled with the sensor electronics and the leads to the evaluation device, but that the electrical conductors provided according to the invention are part of the sensor electronics and are fixed together with this when the sensor is assembled in the sensor housing.

Claims

1. Wheel sensor for the contactless detection of rail vehicles passing by on a running rail by means of at least one oscillator housed in a sensor housing mounted on the running rail, the oscillation behavior of which changes significantly when a vehicle wheel approaches the sensor and by means of at least one evaluation device which derives from the respective current consumption of the oscillator (s) indicates the current traffic condition of the wheel sensor, characterized in that at least one electrical conductor (9, 12) mechanically fixed in or on the sensor housing (3) and / or its fastening tabs (5) is provided, which is damaged if the Sensor housing or its mounting tabs is destroyed that this conductor is looped into at least one of the connecting lines (15) from at least one oscillator (8) to the associated evaluation device and that the evaluation device from the current consumption zero nes oscillator deduces its inoperability.

2. Wheel sensor according to claim 1, characterized in that the electrical conductor (9), starting from the interior of the housing, is loop-shaped around the or the mounting holes (10) of the mounting tabs (5).

3. Wheel sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical conductor (12) is applied as a conductor track on at least one of the electrical components of the wheel sensor carrying, extending in the longitudinal direction of the rail and fixed in the housing (13).

4. Wheel sensor according to claim 3, characterized in that the electrical conductor (12) on the

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the underside of the circuit board (13) facing the ground is arranged.

5. Wheel sensor according to claim 3 or 4, characterized in that the circuit board (13) is weakened in its cross section approximately in its center by at least one recess (14) and that the electrical conductor (12) is guided on the circuit board along the remaining circuit board material is.

6. Wheel sensor according to one of claims 3, 4 or 5, characterized in that the circuit board (13) in the sensor housing (3) is fixed by embedding in a curing foam.

7. Wheel sensor according to one of claims 3, 4, 5 or 6, characterized in that the fastening tabs (5) and the underside of the sensor housing (3) facing the ground consist of a stretchable material of high tensile strength or that the sensor housing on itself the housing underside, which extends over the housing underside and the fastening lugs, is fixed from such a material, the fastening of the sensor housing on the plate using those fastening means (6) with which the sensor housing via its fastening lugs on the travel rail ( 1) or on mounting elements (4) to be fastened to the running rail.

8. Wheel sensor according to claim 7, characterized in that the plate (7) consists of a metallic material.

9. Wheel sensor according to claim 8, characterized in that the plate (7) consists of stainless steel.

10. Wheel sensor according to claim 1, characterized in that the evaluation device outputs a fault message identifying the wheel sensor in question upon detection of the inoperability of an oscillator.

11. The wheel sensor as claimed in claim 1, characterized in that the evaluation device prevents the output of a monitoring message which identifies the correct functioning of the wheel sensor when it detects the inoperability of an oscillator.

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