DD146699B1

DD146699B1 - MAGNETIC PULSE TRANSMITTER

Info

Publication number: DD146699B1
Application number: DD21639079A
Authority: DD
Inventors: Ulf Heinecke; Wolfgang Hofmann; Horst-Guido Mueller; Klaus-Dieter Kreklau; Wolfgang Talke
Original assignee: Ulf Heinecke; Wolfgang Hofmann; Mueller Horst Guido; Kreklau Klaus Dieter; Wolfgang Talke
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1979-10-23
Publication date: 1982-06-30
Also published as: DD146699A1; RU1832202C; CS237756B1; DE3036288A1

Description

Magnetischer ImpulsgeberMagnetic pulse generator

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Impulsgeber mit einem Permanentmagnetsystem mit Wicklungen, Y/eicheisenpoischuhen und Luftspalt, der beim Vorbeibewegen magnetisierbarer Gegenstände im Bereich der Wirkungsphäre des Permanentmagnetsystems infolge kontinuierlicher Flußänderungen ortsbezogene elektrische Impulse abgibt, die als sogenannte Nutzssignale insbesondere in der Eisenbahntechnik zur ^.chszählung, oder bei paorweiser Anordnung der Impulsgeber hintereinander mit konstantem Abstand in der Rangiertechnik zur Geschwindigkeitsmessung benutzt werden.The invention relates to a magnetic pulse generator with a permanent magnet system with windings, Y / eicheisenpoischuhen and air gap, which emits location-related electrical impulses when passing magnetizable objects in the sphere of action of the permanent magnet system as a result of continuous flux changes, the so-called useful signals in particular in the railway technology for ^. or in the case of a pairwise arrangement, the pulse generators are used one behind the other with a constant distance in the shunting technique for speed measurement.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Es wurde bereits vorgeschlagen, daß ein magnetischer Impulsgeber aus mindestens zwei spiegelsymmetrischen permanentmagnetischen Kreisen besteht, bei denen benachbarte Pole jeweils nebeneinanderliegender Kreise gleichnamig oder nächstbenachbarte gleichnsDi-ge Pole zu einem Polschenkel vereinigt sind und jeweils nur die ITordpole oder nur die Südpole, insbesondere nachstbenachbarte gleichnamige Pole nebeneinanderliegender permantnmagnetischer Kreise, wobei die letztgenannten zu einem Polschenkel vereinigt sein können, mit Wicklungen versehen sind» Die Wicklungen umfassen dabei die Weicheisenpolschuhe der gleichnamigen Pole, die dem Luftspalt benachbart und dem bewegten aagnetisierbaren GegenstandIt has already been proposed that a magnetic pulse generator consists of at least two mirror-symmetric permanent magnetic circuits, in which adjacent poles of adjacent circles of the same name or the next adjacent gleichnsDi-ge poles are combined to form a pole leg and only the ITordpole or only the south poles, especially nachstbenachbarte same pole The windings in this case comprise the soft iron pole shoes of the poles of the same name, which are adjacent to the air gap and the moved magnetizable object

zugewandt sind. Die Normale der Windungsfläche steht jeweils senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses im Luftspalt des Magnetsystems und zugleich zur Bewegungsrichtung des magnetisierbaren Gegenstandes. Eine aus zwei magnetischen Impulsgebern bestehende Meßstrecke ist gemäß des Vorschlages so angeordnet, daß die benachbarten Pole beider Impulsgeber gleichnamig sind, wobei der Abstand der Mitten beider Impulsgeber die Länge der Ließstrecke definiert. Zum Zwecke der Umsetzung der von der Wicklung induzierten Spannung zu einem elektrischen Impuls, z. B# Meßimpuls oder Schaltimpuls, mittels bekannter nachgeschalteter elektronischer Schaltungen wird derjenige ortsbezogene Nulldurchgang des magnetischen Flusses verwendet, der durch den vorbeibewegten magnetisierbaren Gegenstand beim Passieren der Mitte des Impuls gebers erzeugt wird.are facing. The normal of the winding surface is in each case perpendicular to the direction of the magnetic flux in the air gap of the magnet system and at the same time to the direction of movement of the magnetizable object. A consisting of two magnetic encoders test section is arranged according to the proposal so that the adjacent poles of both pulse generators are the same name, wherein the distance of the centers of both pulse generator defines the length of the Ließstrecke. For the purpose of converting the voltage induced by the winding into an electrical pulse, e.g. B # Meßimpuls or switching pulse, by means of known downstream electronic circuits, that one location-based zero crossing of the magnetic flux is used, which is generated by the passing magnetizable object passing the center of the pulse encoder.

Mit diesem vorgeschlagenen Impulsgeber können im Vergleich zu den vorher bekannten Spannungen mit einem erheblich höheren Scheitelwert erreicht werden. Deshalb können im Rangierbetrieb mit diesen Impulsgebern Schienenfahrzeuge bis nahe des Stillstandes noch sicher erfaßt werden. Diese vorgeschlagenen magnetischen Impulsgeber haben jedoch den Nachteil, daß unter dem Einfluß beliebig verursachter, zeitlich veränderlicher magnetischer Felder sich dem Nutzsignal überlagernde otörsignale entstehen können, die in ihrer Amplitude das Nutzsignal um ein Vielfaches übertreffen und somit die auswertung des Nutzsignals verhindern.With this proposed pulse generator can be achieved with a significantly higher peak value compared to the previously known voltages. Therefore, in shunting with these pulse generators rail vehicles can still be detected safely to near standstill. However, these proposed magnetic pulse generators have the disadvantage that under the influence of arbitrarily caused, time-varying magnetic fields, the useful signal superimposed otörsignale may arise in amplitude exceed the useful signal by a multiple and thus prevent the evaluation of the useful signal.

Zur Beseitigung solcher otörsignale ist es bekannt, das als Impulsgeber fungierende Magnetsystem mit einem hochpermeablen magnetisierbaren Material zu umhüllen, das demzufolge als magnetischer Schirm wirksam ist.To eliminate such otörsignale it is known to wrap the magnetic system acting as a pulse generator with a high-permeability magnetizable material, which is therefore effective as a magnetic shield.

Weiterhin ist bekannt, in den Meßkreis der Indikatorspulen zusätzliche Kompensationsspulen, die den magnetischen Fluß des Magnetsystems ganz oder teilweise umfassen und in ihrer Induktionswirkung der der Indikatorspulen entgegengerichtet sind, einzuschalten.Furthermore, it is known, in the measuring circuit of the indicator coils additional compensation coils which comprise the magnetic flux of the magnet system in whole or in part and in their induction effect of the indicator coils are opposite, turn on.

Es ist auch bekannt, zur Kompensation von otorfeldeinflüssen Spulen mit Weicheisenkern in besonderer Anordnung und zusätzliche Generatoren einzusetzen sowie speziell durch eine Aufteilung der Schienenströme bzw. deren Magnetfeld eine Verringerung der Störfeldeinflüsse zu bewirken,.It is also known to use for compensation of otorfeldeinflüssen coils with soft iron core in a special arrangement and additional generators and especially by splitting the rail currents or their magnetic field to cause a reduction in Störfeldeinflüsse.

Alle diese bekannten Maßnahmen zur Unterdrückung oder Ausschaltung von Störsignalen haben jedoch eine ungenügende Wirkung, indem entweder das Nutzsignal um so stärker geschwächt wird, je wirksamen die Kompensation der überlagerten otörsignale ist, oder die Aufteilung der Schienenströme zur Kompensation ist vom Grundsatz her nicht voll wirksam und erfordert zudem einen hohen technischen Einsatz durch die Anwendung aktiver Generatoren durch zusätzliche Mechanik zur Aufteilung und deren Kompensation der Wirkungen der Schienenströme.However, all these known measures for the suppression or elimination of interference signals have an insufficient effect by either the useful signal is weakened the more effective the compensation of the superimposed otörsignale, or the distribution of the rail currents for compensation is not fully effective in principle and also requires a high level of technical use by the application of active generators by additional mechanism for splitting and their compensation of the effects of rail currents.

Es wurde weiterhin vorgeschlagen, zur Kompensation von Störsignalen in den Luftspalt eines Permanentmagnetsystems eines magnetischen Impulsgebers Kompensationsspulen derart anzuordnen, daß die Normale ihrer Vindungsflachen senkrecht zur Flußrichtung in den Luftspalten verläuft, in unmittelbarer Nachbarschaft der Kompensationsspulen platten- oder rahmenförmige Körper aus nicht magnetisierberam Laterial mit guter elektrischer Leitfähigkeit und mit parallel zur Normalen der Kompensationsspulen verlaufenden Flächennormalen angeordnet sind und in den elektrischen Ausgang ein Tiefpaßfilter geschaltet ist. Die platten- oder rahmenförmigen Körper aus nicht magnetisierbarer!] Material können oberhalb und/oder unterhalb der Kompensationsspulen angeordnet sein.It has also been proposed to compensate for spurious signals in the air gap of a permanent magnet system of a magnetic pulse generator to arrange compensation coils such that the normal of their Vindungsflachen perpendicular to the direction of flow in the air gaps, in the immediate vicinity of the compensation coils plate or frame-shaped body from nichtmagnetisierberam Laterial with good electrical conductivity and with parallel to the normal of the compensation coils extending surface normals are arranged and in the electrical output, a low-pass filter is connected. The plate-shaped or frame-shaped bodies of non-magnetizable material can be arranged above and / or below the compensation coils.

Magnetische Impulsgeber nach dieser technischen Lehre weisen eine gute und für die Praxis an sich ausreichende Kompensation von Störsignalen auf. Sie haben jedoch den Nachteil, einen hohen technischen Aufwandes bei ihrer Fertigung und Inbetriebnahme. Da die KompensatiQnsspulen eine relativ geringe Fläche umfassen und zudem keinen Eisenkern besitzen, muß ihre Windungszahl sehr hoch und der Drahtdurchmesser sehr gering sein. Ferner muß zur wirksamen Kompensation der btörsignale für jeden derart aufgebautenMagnetic pulse generators according to this technical teaching have a good and in practice adequate compensation of interference signals. However, they have the disadvantage of a high technical effort in their production and commissioning. Since the KompensatiQnsspulen comprise a relatively small area and also have no iron core, their number of turns must be very high and the wire diameter very low. Furthermore, to effectively compensate for the btörsignale for each such constructed

magnetischen Impulsgeber eine Abstimmung nach Betrag und Phase erfolgen, damit das Störsignal genügend gedämpft wird und das Nutzsignal sicher auswertbar ist·Magnetic pulse generator done a vote by magnitude and phase, so that the interference signal is sufficiently attenuated and the useful signal is reliably evaluated ·

Diese für jeden Impulsgeber notwendige Abstimmung läßt eine für den rauhen Eisenbahnbetrieb notwendige kompakte und allseitig geschützte Bauweise mit einer ausreichenden Lebensdauer nicht zu. Die Fertigung und die Inbetriebnahme derartiger Einrichtungen ist daher technologisch schwierig, sehr aufwendig und insbesondere für den Einsatz in der Eisenbahn- und Rangiertechnik unökonomisch.This tuning, which is necessary for each pulse generator, does not permit a compact and universally protected design with sufficient service life, which is necessary for rough railway operation. The manufacture and commissioning of such devices is therefore technologically difficult, very expensive and uneconomical especially for use in railroad and maneuvering.

Es wurde weiterhin für einen ähnlichen Zweck, nämlich für eine Vorrichtung zur Iviessung des zurückgelegten Weges bzw. der Geschwindigkeit eines auf Schienen fahrenden Wagens mit ferromagnetischen Rädern, vorgeschlagen, mit einer gleichen Anzahl Spulen mit positivem und negativem Mcklungssinn, die in öffnungen der Schiene angeordnet sind, Störspannungsanteile aufzuheben. Diese Vorrichtung ist aber nur anwendbar bei elektrodynamischen Gleisbremsen, wo durch längs der Schiene verlegte Erregungsleiter ein Magnetfluß durch die Räder erzeugt wird. In anderen Bremsenarten ist diese Art der Störspannungsunterdrückung nicht anwendbar, da die Magnetisierung der Kader fehlt und dies darüber hinaus für den Eisenbahnverkehr im Hinblick auf andere Gleisschaltmittel und empfindliche Transportgüter auch äußerst unerwünscht ist. Weiterhin können mit dieser Maßnahme nur solche Störspannungen unterdrückt werden, die schwächer als die Hutzspannung sind. Im praktischen Eisenbahnbetrieb sind jedoch die Störspannungen, häufig um ein Vielfaches größer als die Spannung des llutzimpulees«,It has also been proposed for a similar purpose, namely a device for measuring the distance traveled or the speed of a railroad car driving with ferromagnetic wheels, with an equal number of coils with positive and negative sense of direction, which are arranged in openings of the rail To remove interference voltage components. However, this device is only applicable to electrodynamic rail brakes, where by along the rail displaced excitation a magnetic flux is generated by the wheels. In other types of brakes, this type of noise suppression is not applicable, since the magnetization of the squad is missing and this is also extremely undesirable for the railway traffic with regard to other track switching means and sensitive goods. Furthermore, with this measure only those interference voltages can be suppressed, which are weaker than the Hutzspannung. In practical railway operation, however, the interference voltages, often many times greater than the voltage of the llutzimpulees,

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Es ist das Ziel der Erfindung, den für die Kompensation von Störsignalen an magnetischen Impulsgebern notwendigen technischen und insbesondere fertigungstechnischen Aufwand zu senken und die Lebensdauer zu erhöhen.It is the object of the invention to reduce the necessary for the compensation of interference signals to magnetic pulse generator technical and in particular production engineering effort and to increase the life.

Darlegung des Y/esens der Erfindung:Presentation of the invention of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Impulsgeber mit Y/icklungen, V/eicheisenpo!schuhen und Luftspalt sowie mit mindestens zwei permanentmagnetischen Kreisen, bei dem benachbarte Pole jeweils nebeneinanderliegender Kreise gleichnamig sind, wobei nächstbenachbarte gleichnamige Pole zu einem Polschenkel vereint sein können, und in dessen elektrischen ausgang ein Tiefpaßfilter geschaltet ist, zu schaffen, bei dem die Kompensation von Störsignsien ohne die bekannten gesonderten Koapensationsspulen und ohne platten- oder rahmenförrnige Körper aus nicht magnetisierbarer!] Llaterial mit guter elektrischer Leitfähigkeit möglich ist.The invention is based on the object, a magnetic pulse generator with Y / icklungen, V / eicheisenpo! Shoes and air gap and with at least two permanent magnetic circuits in which adjacent poles of each adjacent circles are the same name, whereby next adjacent poles of the same name can be combined to form a pole leg, and in whose electrical output a low-pass filter is connected to provide, in which the compensation of Störsignsien without the known separate Koapensationsspulen and without plate or rahmenförrnige body of non-magnetizable!] Llaterial with good electrical conductivity is possible.

Gemäß der Erfindung wird dieo erreicht, indem die äußeren Polschenkel V/icklungen besitzen, die mit der Wicklung der vereinigten inneren Polschenkel so hintereinander geschaltet sifed, daß ihre Anordnung und ihr Y/ickelsinn an den Außenpolschenkeln gegenüber der an dem Innenpolschenkel in Phase und Polarität induzierbarer btörspannungen entgegengerichtet sind und die Y«'indungszahlen der Wicklungen in dem LIaße umgekehrt proportional -voneinander abweichen, wie der magnetische Streufluß an den Innenpolschenkeln gegenüber dem an den Außenpolschenkeln voneinander abweicht. Bei gleichen von den Y/icklungen umschlossenen Flächen der Weicheisenpolschuhe sind zweckmäßig die Y/indungszahlen der Wicklungen der ^ußenpolschenkel jeweils 10 £> bis 15 /·>, vorzugsweise 12 /i, geringer als die der Innenpolschenkel. Bei gleichen Y/indungszahlen der Wicklungen aller Polschenkel sind die von den Y/icklungen umschlossenen Flächen der Weicheisenpolschuhe der Außenpolschenkel jeweils geringer als die der Innenpolschenkel. Weiterhin bestehen die Y/icklungen der V/eicheisenpolschuhe zweckmäßig aus mit aushärtbaremKunststoff, vorzugsweise oilikonkautschuk oder Elastomer, umhüllten oder darin eingebetteten formfesten Spulen« Die Wicklungen sind auf den Weicheisenpolschuhen in seitlichen Nuten gelagert, die aus an den Seitenflächen der Weicheisenpolschuhe, welche nicht an den oystemluft-According to the invention, this is achieved by the outer pole legs having convolutions connected in series with the winding of the united inner pole legs such that their arrangement and sense of shape at the outer pole legs are in phase and polarity inducible with respect to the inner pole leg and the Y indices of the windings in the gap deviate inversely proportional to each other as the stray magnetic flux at the inner pole legs deviates from that at the outer pole legs. In the case of the same areas of the soft-iron pole shoes enclosed by the windings, the values of the windings of the outer pole legs are expediently from 10 lbs. To 15 lbs., Preferably 12 l., Lower than those of the inner pole legs. At the same Y / indungszahlen the windings of all pole legs which are enclosed by the Y / icklungen surfaces of the soft iron pole of the Außenpolschenkel are each lower than that of Innenpolschenkel. Furthermore, the turns of the V / iron-iron pole shoes are expediently made of thermosetting plastic, preferably oil-silicone rubber or elastomer encased or embedded in fixed coils. The windings are mounted on the soft iron pole shoes in lateral grooves formed on the side surfaces of the soft iron pole shoes which do not contact the oystemluft-

spalt grenzen, befindlichen ausnehmungen und aufschraubbaren V/eicheisenblechen gebildet werden. Weiterhin können die Wicklungen in den Ausnehmungen ohne abdeckung auf den V/eicheisenpolschuhen dauerhaft verklebt sein. Der Klebevorgang kann zweckmäßig mittels einer die einzelnen Vificklungen positionierenden Montageplatte erfolgen. Zum Zwecke der ,anordnung des Impulsgebers in unmittelbarer Nähe sich häufig im Abstand verändernder magnetisierbarer Gegenstände ist der Impulsgeber teilweise aus mit einem hochpermeablen magnetisierbaren Material bestehenden und vorzugsweise vertikal und parallel zur Längsrichtung des Magnetsystems gerichteten Abschirmblech umgeben. Bei einer notwendigen Anordnung eines Impulsgebers außerhalb des Gleises erfolgt zum Zwecke der Kompensation beeinträchtigender Auswirkungen des Jinuslaufes der von Radachsen geführten Spurkranzräder als magnetisierbar Gegenstände die Anordnung von Je einem Impulsgeber beiderseits außerhalb des Gleises und eine Addition der induzierten Spannungen beider- Impulsgeber.gap recesses, recesses located and screwed V / eisenisenblechen be formed. Furthermore, the windings can be permanently bonded in the recesses without cover on the V / eicheisenpolschuhen. The bonding process can be carried out appropriately by means of a mounting plate which positions the individual windings. For the purpose of, arrangement of the pulse generator in the immediate vicinity often changing in distance magnetizable objects of the pulse generator is partially surrounded by a high-permeability magnetizable material and preferably vertically and parallel to the longitudinal direction of the magnet system shielding surrounded. In a necessary arrangement of a pulse generator outside the track takes place for the purpose of compensation impairing effects of Jinuslaufes guided by wheel axles flange wheels as magnetizable objects, the arrangement of a pulse generator on both sides outside the track and an addition of the induced voltages of both pulser.

Der magnetische Impulsgeber nach der Erfindung hat gegenüber den bekannten Impulsgebern eine Reihe von Vorteilen, die sich einerseits günstig auf die Technologie seiner Fertigung und andererseits auf seinen Gebrauchswert auswirken. Sein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß mit ihm eine optimale Kompensation von utörsignalen möglich ist, ohne daß eine individuelle Abstimmung der Kompensation jedes einzelnen Kreises nach Betrag und Phase erfolgen muß. Der Einbau zusätzlicher kompliziert aufgebauter Kompensationsspulen entfällt, weil sowohl für die Erzeugung der Nutzsignale wie auch für die Kompensation der Störsignale die gleichen um die Weicheiaenpolschuhe angeordneten Wicklungen dienen. Die Fertigung und LIontage der Wicklungen selbst wird durch die Erfindung wesentlich vereinfacht, weil die für die Funktion des Impulsgebers erforderlichen Windungszahlen relativ gering sind und technologisch beherrschbare Drahtdicken verwendet werden können. Während die Impulsgeber nach dem Stand derThe magnetic pulse generator according to the invention has over the known pulse generators a number of advantages, on the one hand have a favorable effect on the technology of its production and on the other hand, on its use value. Its essential advantage is that with it an optimal compensation of utörsignalen is possible without an individual vote of the compensation of each circle must be made by amount and phase. The installation of additional complex compensation coils eliminated, because both serve for the generation of the useful signals as well as for the compensation of the noise, the same arranged around the Weicheiaenpolschuhe windings. The manufacture and assembly of the windings themselves is considerably simplified by the invention, because the number of turns required for the function of the pulse generator are relatively low and technologically manageable wire thicknesses can be used. While the pulse generator according to the state of

Technik für die in den Luftspalt angeordneten, und deshalb meist ovalen, Kompensationsspulen mit je ca. 3000 Windungen eine Drahtdicke von 0,05 mm 0 erforderten, werden für die vergleichbaren V/icklungen des Impulsgebers nach der Erfindung je nur ein Fünftel der Windungen und eine fast vierfache Drahtdicke benötigt. Relativ geringe Windungszahlen und größere Drahtdicken wirken sich aber zusammen mit den anderen Maßnahmen zur formfesten Gestaltung und ortsfesten Lagerung der Wicklungen auf den Weicheisenpolschuhen besonders günstig auf die Lebensdauer und Wartungsfreiheit des erfindungsgemäßen Impulsgebers aus.Technology for the arranged in the air gap, and therefore usually oval, compensation coils with about 3000 turns required a wire thickness of 0.05 mm 0, are for the comparable Vlungen of the pulse generator according to the invention ever only one fifth of the turns and a almost four times the wire thickness required. Relatively low numbers of turns and larger wire thicknesses, however, together with the other measures for dimensionally stable design and stationary mounting of the windings on the soft iron pole shoes have a particularly favorable effect on the service life and freedom from maintenance of the pulse generator according to the invention.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß gleichzeitig mit der Kompensation der Störsignale die Nutzsignale verstärkt werden» Diese Verstärkung resultiert daraus, daß die bei den bekannten Impulsgebern zwischen den Polen befindlichen und für die Induzierung nutzlosen bzw. an der Induzierung nicht beteiligten Kompensationsspulen nunmehr nach der Erfindung auf den Außenpolschenkeln angeordnet sind und gleichzeitig der Nutzsignalverstärkung dienen.. Die Amplitude der induzierbaren Spannungen ist deshalb infolge der Überlagerung der in den Wicklungen induzierten Einzelspannungen um 30 fo größer als bei den bekannten Impulsgebern.A further advantage of the invention is that the useful signals are amplified simultaneously with the compensation of the interference signals. This amplification results from the fact that the compensation coils located between the poles in the known pulse generators and useless for the induction or not involved in the induction, now after Therefore, the amplitude of the inducible voltages is greater than in the known pulse generators due to the superimposition of the individual voltages induced in the windings by 30 f.sup. -2.

Eine aus magnetischen Impulsgebern nach der Erfindung gebildeten Meßstrecke ergibt in dem für die Rangiertechnik interessierenden Geschwindigkeitsbereich von nahe Stillstand der Räder bis 12,0 m/s eine auf die Ortsbezogenheit der Nutzsignale gerichtete Ließgenauigkeit von besser als 0,5 % und zwar unabhängig vom Sinuslauf der Räder und in einem Intervall des Abstandes zwischen dem Impulsgeber und dem Spurkranzrad als magnetisierbarer Gegenstand von 14 mm bis 40 mm.A measurement range formed from magnetic pulse generators according to the invention results in the interesting for maneuvering speed range of near standstill of the wheels to 12.0 m / s directed to the location of the useful information Ließgenauigkeit of better than 0.5 % regardless of the sinusoidal Wheels and in an interval of the distance between the pulser and the flange wheel as a magnetizable object of 14 mm to 40 mm.

Die"Verwendung des Impulsgebers ist auch für eine Anordnung in unmittelbarer Nähe sich häufig im abstand zum Liagnetsystea verändernder magnetisierbarer Gegenstände möglich, indem einerseits ein hoher Grad der Selektivität durch genaueste Abstimmung auf eine bestimmte Form und Höhe eines zu registrierenden Gegensxan-The "use of the pulse generator is also possible for an arrangement in the immediate vicinity often in the distance to Liagnetsystea changing magnetizable objects by, on the one hand, a high degree of selectivity by the most accurate vote on a specific shape and height of a registered Gegensxan-

des, ζ. Β. Spurkranz eines Rades, erreichbar ist und andererseits eine Abschirmung gegen die sich im Abstand verändernden magnetisierbaren Gegenstände mittels eines aus hochpermeablen Weicheisen bestehenden -ibschirmblech.es erfolgen kann. Damit wird mit der Erfindung ein bisher für Impulsgeber nach dem otand der Technik nicht möglicher Verwendungszweck erschlossen, insbesondere die Verwendung in der Y/eichenzone und als Schalt- und Meßmittel innerhalb des Wirkungsbereiches der Bremsbalken von Balkengleisbremsen, wobei in beiden Fällen trotz der Bewegung großer magnetisierbarer Kassen quer zur Gleislängsachse Keßwertfehler sicher vermieden werden.of, ζ. Β. Wheel flange of a wheel, can be reached and on the other hand, a shield against the distance changing magnetizable objects by means of a high-permeable soft iron -IBschirmblech.es can be done. Thus, with the invention, a previously not possible for pulse generator after otand the technology use, especially the use in the Y / eichenzone and as switching and measuring means within the range of action of the brake beam of rail track brakes, in both cases despite the movement of large magnetizable Cash registers across the track longitudinal axis Keßwertfehler be avoided safely.

Die magnetischen Impulsgeber nach der Erfindung eignen sich auch für die Anordnung an der Schiene außerhalb eines Gleises ohne Einbuße an Meßgenauigkeit. Diese Anordnung ist aus Platzgründen dann zweckmäßig, wenn z_e B. im Rangierbetrieb in einem Richtungsgleis neben anderen Hilfseinrichtungen auch die Gleismitte bzw. die inneren Laschenkammern der Schienen durch Beidrückeinrichtungen oder andere die Gleismitte ausfüllende rangiertechnisehe Einrichtungen beansprucht werden. Dafür ist der Impulsgeber außerhalb des Gleises an der Schiene unterhalb der Schienenoberkante derart angeordnet, daß er von den Laufflächen der Räder überrollt wird. Die Größe des erzielbaren Hutzsignals ist in diesem Falle von der an dieser Gleisstelle vorhandenen Charakteristik des oinuslaufes de: Räder abhängig. Diese Abhängigkeit ist mit der Erfindung auszuschließen, indem an der anderen Außenseite des Gleises an der äußeren Laschenkammer der Jchiene ein zweiter identischer Impulsgeber angeordnet und die in den Wicklungen beider Impulsgeber induzierten spannungen addiert werden,,The magnetic pulse generator according to the invention are also suitable for the arrangement on the rail outside a track without loss of accuracy. This arrangement is useful for reasons of space, if z _e B. in shunting in a directional track next to other auxiliary equipment and the track center or the inner plate chambers of the rails are claimed by Beidrückeinrichtungen or other the track center filling Rangangechnisehe facilities. For this purpose, the pulse generator is arranged outside the track on the rail below the rail upper edge such that it is rolled over by the running surfaces of the wheels. The size of the recoverable Hutzsignals is dependent in this case on the present at this track location characteristic of oinuslaufes de: wheels. This dependence is to be excluded with the invention by a second identical pulse generator disposed on the other outside of the track at the outer plate chamber of Jchiene and the voltages induced in the windings of both pulse generator are added ,,

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained with reference to exemplary embodiments. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines magnetischen Impulsgebers Fig. 2 eine Draufsicht eines Impulsgebers nach Fig. 1Fig. 1 is a side view of a magnetic pulse generator Fig. 2 is a plan view of a pulse generator according to Fig. 1st

Fig. 3 eine Darstellung der Hintereinanderschaltung der WicklungenFig. 3 is an illustration of the series connection of the windings

Pig. 4 eine Darstellung wie in Figur 3 mit Wicklungen gleichen WickelsinnesPig. 4 shows a representation as in FIG. 3 with windings of the same winding sense

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Impulsgebers ohne WicklungFig. 5 is a side view of a pulse generator without winding

Fig. 6 eine Darstellung einer festen Verbindung durch Kleben mittels einer Montageplatte und dem gestrichelt dargestellten Montagesitz der Wicklungen insgesamt auf den WeicheisenpolschuhenFig. 6 is an illustration of a fixed connection by gluing by means of a mounting plate and the dashed mounting seat of the windings in total on the Weicheisenpolschuhen

Fig. 7 eine Seitenansicht einer aus zwei Impulsgebern gebildeten MeßstreckeFig. 7 is a side view of a measuring path formed from two pulse generators

Fig. 8 eine teilweise Seitenansicht nach Fig_o 7 tnit der schematischen Darstellung des Verlaufes der induzierten Spannung als Funktion des jeweiligen Ortes der RadmitteFig. 8 is a partial side view of Fig _o 7 with the schematic representation of the course of the induced voltage as a function of the respective location of the Radmitte

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Fahrschiene im Bereich eines Bremsbalkens einer Balkengleisbremse mit daran montiertem Impulsgeber9 shows a cross section through a running rail in the region of a brake beam of a rail track brake with pulse generator mounted thereon

Fig. 10 einen Querschnitt durch zwei Fahrschienen mit Radkörpern mit extremen Sinuslauf und zwei Impulsgebern in der Anordnung außerhalb des Gleises10 shows a cross section through two rails with wheel bodies with extreme sinusoidal and two pulse generators in the arrangement outside the track

Auf eiiter Weicheisengrundplatte 1 sind Permanentmagnete befestigt, die miteinander zwei nebeneinanderliegende Kagnetkreise aus zwei gleichnamigen und zu einem Polschenkel zusammengefaßte Innenpolschenkel 2 und Außenpolschenkel 3; 4 bilden. Die Außenpolschenkel 3» 4 sind gegenüber den ihnen benachbarten Innenpolschenkeln 2 ungleichnamig. Alle Polschenkel tragen Weicheisenpolschuhe 5; 6; 7, die jeweils von Wicklungen 8; 9; 10 umschlossen sind. Die Wicklungen sind so hintereinander geschaltet, daß ihre Anordnung und ihr Wickelsinn an den Außenpolschenkeln 3» 4 gegenüber der Wicklung 8 der Innenpolschenkel 2 durch Ütörspannungen induzierte Spannungen in Phase und Polarität entgegen gerichtet sind. Dies kann erfolgen entweder, indem die Wicklungen 8; 9; 10 in der Reihenfolge ihrer örtlichen -anordnung hintereinandergeschaltet sind, wie in der Figur 3 dargestellt, oder wenn, wie die Figur 4 zeigt, alle Wicklungen gleichen Wikkelsinn besitzen und die Hintereinanderschaltung so erfolgt,On eiiter soft iron base plate 1 permanent magnets are attached to each other two adjacent Kagnetkreise of two identical and combined to a pole leg Innenpolschenkel 2 and Außenpolschenkel 3; 4 form. The Außenpolschenkel 3 »4 are compared to the adjacent Innenpolschenkeln 2 unlike names. All pole legs carry soft iron pole shoes 5; 6; 7, each of windings 8; 9; 10 are enclosed. The windings are connected in series so that their arrangement and their sense of winding at the Außenpolschenkeln 3 »4 opposite to the winding 8 of the Innenpolschenkel 2 by Ütörspannungen induced voltages in phase and polarity are directed against. This can be done either by the windings 8; 9; 10 in the order of their local arrangement are connected in series, as shown in Figure 3, or if, as Figure 4 shows, all windings have the same Wikkelsinn and the series connection takes place,

daß der Ausgang der Wicklung 9 mit dem Eingang der Wicklung sowie der Ausgang der Wicklung 10 mit dem Eingang der Wicklung verbunden sind· Die erstgenannte Hintereinanderschaltung ist auch in der Figur 2 mit den Pfeilen angedeutet. Die Wicklungen 8; 9; 10 sind ortsfest und möglichst schwingungsfrei auf den V/eicheisenpo!schuhen befestigt. Zu diesem Zweck sind die Wicklungen mit aushärtbarem Kunststoff, vorzugsweise Silikon-Kautschuk zu formfesten Spulen vergossen, die um die Yfeicheisenpolschuhe 5; 6; 7 in seitlichen Nuten gelagert sind, die, wie in der Pigur 4 dargestellt, aus an den Seitenflächen, welche nicht an den Luftspalt grenzen, befindlichen Ausnehmungen 11 und aufschraubbaren Weicheisenblechen 12 gebildet werden.that the output of the winding 9 connected to the input of the winding and the output of the winding 10 to the input of the winding · The first-mentioned series connection is also indicated in the figure 2 with the arrows. The windings 8; 9; 10 are fixed in place and vibration-free as possible on the V / eichepopo shoes. For this purpose, the windings are encapsulated with thermosetting plastic, preferably silicone rubber to form-fixed coils which are around the Yfeicheisenpolschuhe 5; 6; 7 are mounted in lateral grooves, which, as shown in the Pigur 4, are formed on the side surfaces, which do not adjoin the air gap, located recesses 11 and screw-on soft iron sheets 12.

Eine weitere zweckmäßige Befestigung der Wicklungen auf den Weicheisenpolschuhen ist in der Pigur 6 dargestellt. Danach sind die Wicklungen in Mittenabständen, die mit den Mittenabständen der Weicheisenpolschuhe 5; 6; 7 übereinstimmen, auf eine Montageplatte 13 geheftet und können insgesamt auf die V/eieheisenpoIschuhe 5; 6; 7 geschoben und gegebenenfalls verklebt werden.Another convenient attachment of the windings on the soft iron pole shoes is shown in the Pigur 6. Thereafter, the windings are in center distances, with the center distances of the soft iron pole shoes 5; 6; 7 are stapled to a mounting plate 13 and can be placed on the heat-sealing shoes 5; 6; 7 pushed and optionally glued.

Sind die von den Wicklungen umschlossenen Flächen der Weicheisenpolschuhe 6; 7 gleich der Pläche des Weicheisenpolschuhes 5, so ist gemäß der Erfindung eine maximale Kompensation von Störsignalen dann erreichbar, wenn die Anzahl der Windungen der Wicklungen 9; 10 jeweils 10 '-/o bis 15 £», vorzugsweise 12 %_t geringer als die Anzahl der Windungen der Wicklung 8 sind. Der gleiche Effekt ist erreichbar, wenn bei gleichen Windungszahlen aller Wicklungen die von den V/icklungen 9; 10 umschlossenen Flächen der Weicheisenpolschuhe 6; 7 jeweils in gleicher Relation geringer sind.Are the surfaces of the soft iron pole shoes 6 enclosed by the windings; 7 equal to the surface of the soft iron pole piece 5, then according to the invention, a maximum compensation of interference signals can be achieved if the number of turns of the windings 9; 10 are each 10 '- / o to 15 lb », preferably 12 % _t less than the number of turns of the winding 8 are. The same effect can be achieved if, with the same number of turns of all windings, that of the windings 9; 10 enclosed surfaces of the soft iron pole shoes 6; 7 each in the same relation are smaller.

Zur Geschwindigkeitsmessung dient, wie in der Pigur 7 dargestellt, in an sich bekannter Weise eine aus zwei magnetischen Impulsgebern gebildete bießstrecke 14. Die Ließstrecke 14 wird von dem abstand 15 der beiden Ebenenspuren 16 der einzelnen Impulsgeber definiert, die jeweils mit der geometrischen kitteFor speed measurement serves, as shown in the Pigur 7, in a conventional manner, a two-shot magnetic encoder formed 14. The Ließstrecke 14 is defined by the distance 15 of the two level tracks 16 of each pulse generator, each with the geometric kitte

der zu einem Polschenkel zusammengefaßten Innenpolschenkel 2 übereinstimmen.the combined to a pole leg Innenpolschenkel 2 match.

Hierbei sind zweckmäßig alle aus Permanentmagneten bestehenden Polschenkel auf einer einzigen Weicheisengrundplatte 1 befestigt, wobei die benachbarten .iußenpolschenkel 4 beider Impulsgeber gleichnamig sind. Infolge der in der Rangiertechnik allgemein geforderten Meßgenauigkeit im Geschwindigkeitsbereich von 0,2 m/s bis 12,0 m/s reicht eine Lange der Ließstrecke H von ca. 200 mm aus, so daß eine solche Meßeinrichtung, zweckmäßig mit aushärtbarem Kunststoff insgesamt umhüllt, noch bequem in einem Schwellenfeld eines Gleises in der Laschenkammer der Fahrschiene unterzubringen ist.Here are expediently all existing of permanent magnets pole leg mounted on a single soft iron base plate 1, wherein the adjacent .iußenpolschenkel 4 of both pulse generator are the same name. Due to the generally required in the shunting technique accuracy in the speed range of 0.2 m / s to 12.0 m / s, a length of the Ließstrecke H of about 200 mm sufficient, so that such a measuring device, suitably wrapped with hardenable plastic, is still comfortable to accommodate in a threshold field of a track in the tab chamber of the rail.

In der Figur 8 ist in einer teilweisen Seitenansicht einer bießstrecke gemäß der Figur 7 der ortsbezogene Verlauf der durch das Vorbeibewegen bzw. Überrollen eines ^purkranzrades als magnetisierbarer Gegenstand induzierten Spannung dargestellt. Dabei können die Impulsgeber mit den Flächen ihrer Weicheisenpolschuhe 5; 6; 7 in an sich bekannter Weise sowohl im wesentlichen vertikal nach oben gerichtet sein und vom Spurkranz überrollt oder auch horizontal auf die innere oder äußere Stirnfläche des opurkranzrades gerichtet sein. In beiden Fällen sind die mit an sich bekannten elektronischen Schaltungen zu gewinnenden elektrischen Impulse ortsbezogen und geben mit großer Genauigkeit das Passieren der Radmitte durch die Ebenenspuren 15 an, und zwar praktisch unabhängig vom Sinuslauf des ^purkranzrades und von Veränderungen des i.bstandes zwischen den Weicheisenpolschuhen 5; 6; 7 und dem magnetisierbaren Gegenstand. Praktisch ist Jedoch die Anordnung einer ließstrecke zu bevorzugen, bei der die Flächen der Ueicheisenpolschuhe 5; 6; 7 im wesentlichen vertikal nach oben gerichtet sind und vom Spurkranz überrollt werden» Hiermit ist der höchste Grad der Selektivität durch genaueste Abstimmung auf die Form und Höhe des Spurkranzes mit Hilfe des an sich für diesen Zweck bekannten Tiefpaßfilters erreichbar. Der Verlauf der in den wicklungen induzierten Spannungen wird von der Kurve 17 nach Betrag und Vorzeichen an den jeweiligen Orten der Radmitte des opurkranzrades dargestellt«, Das PassierenFIG. 8 shows, in a partial side view of a feeding section according to FIG. 7, the location-related progression of the voltage induced by the passing or rolling over of a spider wheel as a magnetizable object. The pulse generator with the surfaces of their soft iron pole shoes 5; 6; 7 be directed in a conventional manner both substantially vertically upwards and rolled over by the flange or horizontally directed to the inner or outer face of the opurkranzrades. In both cases, the electrical circuits to be obtained with known per se electronic circuits are location-related and indicate with great accuracy the passage of the Radmitte through the level tracks 15, and virtually independent of the sinusoidal of the ^ purkranzrades and changes in i.bstandes between the Weichbrechpolschuhen 5; 6; 7 and the magnetizable object. Practically, however, it is preferable to dispose a laying track in which the surfaces of the iron pole shoes 5; 6; 7 are directed substantially vertically upwards and are rolled over by the wheel flange » Hereby the highest degree of selectivity can be achieved by the most accurate vote on the shape and height of the flange with the help of the known for this purpose low-pass filter. The course of the stresses induced in the windings is represented by the curve 17 in terms of magnitude and sign at the respective locations of the center of the wheel of the opurkranzrades, the passing

der Radmitte durch die Ebenenspur 16 des Impulsgebers ist erkennbar an dem ortsbezogenen ITulldurchgang der Spannung, Zum Vergleich ist eine weitere Kurve 18 dargestellt, die eine maximal erreichbare Amplitudenhöhe des Spannungsverlaufes mit einem Impulsgeber nach dem Stand der Technik zeigt. Durch die nach der Erfindung nunmehr an der Erzeugung des Uutzsignals beteiligten Wicklungen 9; TO der Außenpolschenkel 3; 4 ist die Amplitude der induzierten Spannung um ca. 30 % höher. Die Verwendung eines Impulsgebers nach der Erfindung als Schalt- und Ließmittel ist in der Figur 9 am Beispiel eines Bremsmittenkontaktes innerhalb einer Balkengleisbremse dargestellt. Die Anordnung des Impulsgebers erfolgt in an sich bekannter Y/eise in der Laschenkammer einer Fahrschiene 19 oder neben der Fahrschiene zwischen ihm und dem Bremsbalken 20 einer Balkengleisbremse, wobei der Impulsgeber gegenüber dem Bremsbalken 20 mit einem aus hochpermeablen Weicheisen bestehenden Abschirmblech 21 so abgeschirmt ist/ daß nur der Spurkranz eines Jpurkranzrades einen Spannung induzierenden Einfluß ausübt. Wie vorerwähnt, ist gemäß der Erfindung auch für diesen Zweck eine ausreichende Selektivität durch genaue Abstimmung auf die Form und Höhe des Spurkranzes möglich, wobei die Abstimmung nur mit Hilfe eines Tiefpaßfilters zu erfolgen braucht« In gleicher ϊ/eise ist die Verwendung des Impulsgebers in der Nähe von Weichen mit bewegten magnetisierbaren Gegenständen möglich.The center of the wheel through the plane track 16 of the pulse generator is recognizable by the location-related ITulldurchgang the voltage, For comparison, a further curve 18 is shown, which shows a maximum achievable amplitude height of the voltage curve with a pulse generator according to the prior art. By participating in the invention now in the generation of the Uutzsignals windings 9; TO the outer pole leg 3; 4, the amplitude of the induced voltage is about 30 % higher. The use of a pulse generator according to the invention as a switching and Ließmittel is shown in the figure 9 using the example of a brake center contact within a beam track brake. The arrangement of the pulse generator is carried out in a known per se in the tab chamber of a rail 19 or next to the rail between it and the brake beam 20 of a rail track brake, the pulser is so shielded against the brake beam 20 with a high-permeability soft iron shield 21 that only the wheel flange of a Jpurkranzrades exerts a voltage inducing influence. As mentioned above, according to the invention, sufficient selectivity is also possible for this purpose by precise matching to the shape and height of the wheel flange, wherein the tuning need only be done with the aid of a low-pass filter. "In the same vein the use of the pulse generator in the Near turnouts with moving magnetizable objects possible.

Die Figur 10 stellt die Anordnung von Impulsgebern nach der Erfindung paarweise an den Außenseiten der Fahrschienen 19 eines Gleises dar. Die Flächen der V/eieheisenpolschuhe 5; 6; 7 befinden sich unterhalb der Höhe der Schienenoberkante und sind auf die seitlich der Gchienenköpfe nach außen hinwegragenden Laufflächen der Radkränze gerichtet. Dabei sind die elektrischen Ausgänge beider Impulsgeber so geschaltet, daß die induzierten Spannungen addiert werden. Je nach dem Maß der seitlichen Verschiebung der Radkränze infolge des Sinuslaufes im Iuoment desFIG. 10 shows the arrangement of pulse generators according to the invention in pairs on the outer sides of the tracks 19 of a track. The surfaces of the iron pole shoes 5; 6; 7 are below the height of the upper rail edge and are directed to the side of the Gchienenköpfe outwardly projecting running surfaces of the wheel rims. The electrical outputs of both pulse generator are connected so that the induced voltages are added. Depending on the degree of lateral displacement of the wheel rims as a result of the sinusoidal run at the moment of

Überrollens wird in dem Impulsgeber, über dem die Lauffläche de: Radkranzes seitlich mehr überragt, eine größere Spannung induziert als in dem anderen«, Infolge des Addierens beider im Betrag ungleicher oder gleicher Einzelspannungen ergibt sich in jeder Stellung der Radkränze eine annähernd gleiche r-.dditionssumme, so daß das abgegebene llutzsignal auch bei extremen Sinuslauf keine wesentliche Reduzierung erfährt.Rollover is induced in the pulse generator over which the tread de: Radkranzes more laterally, a greater voltage than in the other, "As a result of adding both equal unequal or equal individual voltages results in each position of the Radkränze an approximately equal r-. dditionssumme, so that the output llutzsignal undergoes no significant reduction even with extreme sinusoidal.

Claims

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Inventions:

1. Magnetic pulse generator with a permanent magnet system
with windings, soft iron pole shoes and air gap at the
Moving magnetizable objects in the area of
Sphere of action of the Kagnetsystems as a result of continuous flux changes site-specific electrical impulses, which are known as so-called useful signals z. B. in the railway technology for axle counting or pairwise arrangement of the pulse generator with a constant distance for speed measurement in the shunting technique, and in the electrical output, a low-pass filter is connected, consisting of at least two permanent magnetic circuits, adjacent poles each adjacent circles the same name or these next adjacent poles of the same name are combined to form a pole leg and the combined inner pole leg has a winding, characterized in that the outer pole legs (3; 4) have windings (9; 10) connected to the winding (8) of the united one
Innenpolschenkel (2) are connected in series, that
their arrangement and their innervation at the outer pole legs (3; 4) in relation to that at the InnenpoIschenkeln (2) in phase and
Polarity of inducible interference voltages are narrower
and the number of turns of the windings in the lead vice versa
vary in proportion to each other as the leakage magnetic flux at the inner pole leg (2) is different from that at the outer pole legs (3; 4).

2, magnetic pulse generator according to item 1 to 2, characterized in that at the same of the windings (8; 9; 10)
enclosed surfaces of the soft iron pole shoes (5; 6; 7) the
Winding numbers of the windings (9; 10) of the outer pole legs (3; 4) are each 10 fj to 15 %, preferably 12 %, lower than those of the inner pole legs (2).

3e Magnetic pulse generator according to item 1 to 2, characterized in that at the same number of turns of the 'windings
(8, 9, 10) of all pole legs which are enclosed by the windings.

each surfaces of the soft iron pole shoes (6; 7) of the outer pole legs (3; 4) are each smaller than those of the inner pole legs (2).

4. Magnetic pulse generator according to items 1 to 3, characterized in that the windings (6; 9; 10) of the soft iron pole shoes (5; 6; 7) of hardenable plastic, preferably silicone rubber or elastomer, wrapped or embedded therein dimensionally stable coils consist.

5. Magnetic pulse generator according to item 1 to 4, characterized in that the windings (8; 9; 10) are mounted on the soft iron pole shoes (5; 6; 7) in lateral ITuten, which on at the side surfaces of the soft iron pole shoes, which does not the air gap boundaries, located recesses (11) and aufschraubbaren soft iron sheets (12) are formed.

6. Magnetic pulse generator according to item 1 to 5, characterized in that the windings (;; 10) are glued by means of a mounting plate (13) which positions the individual windings.

7. Magnetic pulse generator according to item 1 to 6, characterized in that it for the purpose of arrangement in the immediate vicinity often at a distance changing magnetizable objects partially with a high permeable magnetizable material and preferably vertically and parallel to the longitudinal direction of the magnet system directed shield (21 ) is surrounded.

b. Magnetic pulse generator according to item 1 to 7, characterized in that for the purpose of compensating impairing effects oinuslaufes of Eadachsen ►jpurkranzräder as magnetizable objects depending on a pulse generator on both sides outside the track is arranged and the induced voltages of both pulse generators are added.

Dazu_i "." .. Pages drawings