DE10022058C1 - Einrichtung zur Detektion eines magnetisch übertragenen Steuersignals - Google Patents
Einrichtung zur Detektion eines magnetisch übertragenen SteuersignalsInfo
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Abstract
Bei einer Einrichtung zur Detektion eines magnetisch übertragenen Steuersignals hat die Detektionseinrichtung (1) einen Übertrager (8) mit einer Primärspule für ein Auswertesignal, eine Sekundärspule zum Messen eines Detektionssignals und einen ferromagnetischen Kern, wobei eine Vormagnetisierungseinheit (14) mit dem Übertrager (8) magnetisch gekoppelt ist, um den ferromagnetischen Kern magnetisch vorzuspannen, und wobei der Übertrager (8) in eine magnetische Sättigung gelangt, wenn das Steuermagnetfeld (H¶GLE¶) des Steuersignals in gleicher Flussrichtung zum Vormagnetisierungsfeld (H¶VOR¶) der Vormagnetisierungseinheit (14) auf den ferromagnetischen Kern wirkt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Detektion eines Steuersignals, übertragen
durch ein magnetisches Gleichfeld.
Magnetische Übertragungseinrichtungen zum Übertragen von Steuersignalen werden
insbesondere im Bahnbetrieb zum Sichern der Zugfahrt verwendet. Derartige
Übertragungseinrichtungen bestehen grundsätzlich aus einer Streckeneinrichtung, die
das Steuersignal sendet und einer Fahrzeugeinrichtung, die das Steuersignal
detektiert. Zu den Streckeneinrichtungen gehören Gleismagnete, die zwischen den
Schienen z. B. an einem Signalstandort angeordnet sind. Der Gleismagnet enthält
Permanentmagnete, deren senkrecht gerichteter magnetischer Fluss bei der
Vorbeifahrt eines Zuges von einem Fahrzeugmagneten detektiert und einem
Steuerelement, wie z. B. einem magnetischen Relais, zugeleitet wird. Bei einer
unzulässigen Vorbeifahrt an einem Haltesignal wird der Kontakt des magnetischen
Relais durch das Magnetfeld des Gleismagneten umgeschaltet und es wird eine
Zwangsbremsung des Zuges eingeleitet. Um nach erfolgter Zwangsbremsung die
Einheit wieder in Grundstellung zu bringen, ist eine Rückstellwicklung auf dem
Fahrzeugmagnet vorgesehen, die durch Betätigen einer Rückstelltaste ein
magnetisches Gegenfeld aufbaut, dass das magnetische Relais wieder in seine
Ausgangslage umschaltet.
Die zum Beispiel aus Baumgart, S.; Buder, K.;: "Die selbsttätige magnetische
Zugbeeinflussung", in: Siemens-Zeitschrift, 1957, Heft 9, Seiten 462 bis 470
bekannten Fahrzeugmagneten bilden ein Joch, an dessen Enden jeweils Polplatten
zur Detektion des magnetischen Feldes des Gleismagneten angeordnet sind. Der
Gleismagnet stellt ein entsprechendes, auf den Fahrzeugmagnet ausgerichtetes Joch
dar, an dessen Enden üblicherweise Permanentmagneten vorgesehen sind. Zur
Erzeugung eines magnetischen Steuersignals ist eine Löschwicklung auf dem
Gleismagnet angebracht, wobei die Löschwicklung bestromt wird, wenn das
Haltesignal freigegeben ist, d. h. eine Durchfahrt erlaubt wird. Die Löschwicklung
bewirkt in diesem Falle einen magnetischen Fluss, der den Magnetfluss der
Permanentmagneten kompensiert, so dass kein magnetisches Steuersignal auf den
Fahrzeugmagneten übertragen wird. Andernfalls wird das Magnetfeld durch die
Permanentmagneten sichergestellt, auch wenn es zu einer sonstigen Störung des
Systems an der Fahrstrecke kommt.
Aus der Druckschrift sind magnetische Relais für die Fahrzeugmagneten bekannt,
deren Anker im Schwerpunkt an einer Torsionsfeder drehbar gelagert ist. Das eine
Ende des Ankers bewegt sich in einem Arbeitsluftspalt zwischen
Flusszuführungsstücken des Fahrzeugmagneten. An dem anderen Ende
des Ankers befindet sich ein Umschaltkontakt. Der Anker ist magnetisch mit zwei
Permanentmagneten gekoppelt, so dass eine stabile Ruhelage an beiden Seiten des
Umschaltkontakts gewährleistet wird. Durch ein magnetisches Feld in dem
Flusszuführungsstück, das von dem Gleismagneten resultiert, kann der
Umschaltkontakt von einer Ruhelage in die andere bewegt werden. Die Druckschrift
zeigt auch einen als Permanentmagneten ausgebildeten Gleismagnet.
Das bekannte magnetische Beeinflussungssystem überträgt von der Fahrstrecke zum
Fahrzeug eine Ein-Bit-Information, nämlich ob der Gleismagnet aktiv ist oder nicht.
Weiterhin sind zum Beispiel aus der DE-PS 478 069 induktive Zugbeeinflussungen
bekannt, um Meldungen und Steuerungsinformationen von der Fahrstrecke zum
Fahrzeug und umgekehrt übertragen zu können.
Entsprechende Einrichtungen zur Detektion eines magnetisch übertragenen
Steuersignals müssen universell einsetzbar und insbesondere
geschwindigkeitsunabhängig sein. Weiterhin ist erforderlich, dass zum bidirektionalen
Befahren von eingleisigen Streckenabschnitten eine fahrtrichtungsabhängige
Auswertung der Überfahrt über den Gleismagneten durch den Fahrzeugmagneten
erfolgt. Die Einrichtung muss frei von Umwelteinflüssen sein und einen hohen
Störabstand zur Unterdrückung etwaiger Umwelteinflüsse haben. Insbesondere muss
eine gegenseitige Beeinflussung von zwei in benachbarten Gleisen angeordneten
magnetischen Zugsbeeinflussungssystemen ausgeschlossen sein, sowie eine
Beeinflussung durch die üblicherweise auftretenden Triebrückströme in den Schienen.
Aufgabe der Erfindung war es daher, eine verbesserte Einrichtung zur Detektion eines
mittels eines magnetischen Gleichfeldes übertragenen Steuersignales zu schaffen, die
den oben genannten Anforderungen gerecht wird und die derzeitigen
Sicherheitsanforderungen erfüllt.
Die Aufgabe wird durch eine Detektionseinrichtung gelöst, die das physikalische
Prinzip ausnutzt, dass ein ferromagnetischer Werkstoff seine relative Permeabilität
unter dem Einfluss eines Magnetfeldes ändert. Dazu wird ein Übertrager mit einer
Primärspule zum Anschluss eines Generatorsignals, einer Sekundärspule zum
Abgreifen des übertragenen Signals, dem Detektionssignal und einem
ferromagnetischen Kern verwendet, der durch eine Vormagnetisierungseinheit mit
dem Übertrager magnetisch gekoppelt ist, um den ferromagnetischen Kern
magnetisch vorzuspannen, wobei das Steuermagnetfeld des Steuersignals auf den
ferromagnetischen Kern wirkt und der Übertrager in eine magnetische Sättigung
gelangt, wenn das Steuermagnetfeld des Steuersignals in gleicher Flussrichtung zum
Vormagnetisierungsfeld der Vormagnetisierungseinheit auf den ferromagnetischen
Kern wirkt.
Erfindungsgemäß werden somit die physikalischen Eigenschaften eines
ferromagnetischen Übertragers ausgenutzt, um eine zuverlässige und stabile
Detektionseinrichtung zu schaffen. Dadurch, dass der Übertrager durch das
gleichzeitige Wirken des Vormagnetisierungs- und Steuermagnetfeldes in den
Sättigungszustand gebracht wird, kann er keine Energie mehr übertragen, so dass
das Generatorsignal nicht auf die Sekundärspule gekoppelt wird. Dieser Schalteffekt
wird durch die bei ferromagnetischem Material übliche steile Kennlinie der reziproken
Abhängigkeit der relativen Permeabilität von der magnetischen Flussdichte verstärkt.
Vorteilhafterweise ist eine Kompensationswicklung magnetisch mit dem
ferromagnetischen Kern des Übertragers gekoppelt, die von dem gleichgerichteten
Strom des übertragenen Detektionssignals so durchflossen wird, dass ein
Kompensationsfeld in gleicher Grösse, aber entgegengesetzter Feldrichtung zum
Vormagnetisierungsfeld erzeugt wird. Auf diese Weise kann der Arbeitspunkt des
Übertragers in den Nullpunkt der Hysteresekurve des ferromagnetischen Kerns gelegt
werden. Die Hysteresekurve bezeichnet hierbei die Flussdichte B in Abhängigkeit von
der magnetischen Feldstärke H. Wenn nun ein Steuermagnetfeld in Richtung des
Vormagnetisierungsfeldes wirkt, steigt die Flussdichte in dem ferromagnetischen Kern
an. Sobald der Sättigungszustand des ferromagnetischen Kerns erreicht wird, bricht
das übertragene Detektionssignal und damit auch die Kompensationsfeldstärke
schlagartig zusammen, so dass der Übertrager aufgrund der
Vormagnetisierungsfeldstärke in dem gesättigten Zustand bleibt, auch wenn das
Steuermagnetfeld nachlässt oder verschwindet. Die Einrichtung wird auf diese Weise
auf einen stabilen Arbeitspunkt gesetzt.
Vorteilhafterweise ist das Kompensationsfeld proportional zum Detektionssignal.
Hierzu ist ein Gleichrichter an der Sekundärspule des Übertragers vorgesehen, wobei
die Kompensationswicklung an den Ausgang des Gleichrichters angeschlossen ist.
Die Primärspule wird hierbei mit einem Wechselspannungs-Generatorsignal
beaufschlagt. Das gleichgerichtete Detektionssignal der Sekundärspule dient dann
zum einen zur Auswertung für die Ansteuerung einer Zwangsbremseinheit eines
Zuges und zugleich zum Aufbau eines Kompensationsfeldes in entgegengesetzter
Feldrichtung zum Vormagnetisierungsfeld. Die Feldrichtung wird durch die
Wicklungsrichtung der Kompensationswicklung und durch die Polung des
Gleichrichters eindeutig festgelegt.
Um die Einrichtung zum Beispiel nach einer Zwangsbremsung eines Zuges wieder in
den Betriebszustand zurückzusetzen, ist vorzugsweise eine Rücksetzwicklung
magnetisch mit dem ferromagnetischen Kern gekoppelt, um ein Rücksetzfeld in
entgegengesetzter Feldrichtung zum Vormagnetisierungsfeld aufzubauen, damit der
ferromagnetische Kern des Übertragers wieder in einen ungesättigten Arbeitspunkt
geführt wird, so dass wieder ein Detektionssignal erkannt wird, das dann zur
Kompensation der Vormagnetisierung dient, auch wenn das Rücksetzfeld wieder
abgeschaltet wird.
Die Einrichtung wird vorzugsweise zur magnetischen Beeinflussung von
Eisenbahnzügen, insbesondere zum Auslösen einer Zwangsbremsung, verwendet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 - ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Detektionseinrichtung zur
magnetischen Beeinflussung von Eisenbahnzügen;
Fig. 2 - Verlauf der relativen Permeabilität eines ferromagnetischen Kerns in
Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte;
Fig. 3 - eine Hysteresekurve eines ferromagnetischen Kerns mit den
magnetischen Arbeitspunkten des Übertragers.
Die Fig. 1 lässt eine Einrichtung für ein magnetisch übertragenes Steuersignal
erkennen, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur magnetischen
Beeinflussung von Eisenbahnzügen, insbesondere zum Auslösen von
Zwangsbremsungen ausgebildet ist. Auf einer Fahrstrecke sind in bekannter Weise
zwischen den Schienen Gleismagnete angeordnet, die im wesentlichen aus einem
Weicheisenjoch 1 und aus Dauermagneten 2 besteht, die an den Enden des
Weicheisenjochs 1 angebracht und nach oben in Richtung des Eisenbahnzuges
ausgerichtet sind. Durch die Dauermagnete 2 wird jeweils ein Steuermagnetfeld HGLE
erzeugt. In dem Gleismagnet ist weiterhin eine Löschwicklung 3 vorgesehen, welche
auf das Weicheisenjoch 1 aufgewickelt ist. Wenn die Löschwicklung 3 bestromt ist,
wird ein den Dauermagneten 2 entgegengesetztes magnetisches Feld aufgebaut und
auf diese Weise das Steuermagnetfeld HGLE der Dauermagnete 2 kompensiert. Die
Löscheinrichtung wird vorzugsweise von einem Signal an der Fahrstrecke
angesteuert, wobei die Löschwicklung 3 nur dann bestromt wird, wenn das Signal
auf "Fahrt" gestellt ist. Hierdurch wird erreicht, dass ein Steuermagnetfeld HGLE auch
dann aufgebaut wird, wenn es zu Störungen an dem Signal kommt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Detektionseinrichtung
(Fahrzeugmagnet) ist weiterhin der Übertrager 7 zu erkennen. Der Übertrager 7 hat
einen ferromagnetischen Kern und ist von Flusszuführungsstücken 5 eingeschlossen.
An den Enden der Flusszuführungsstücke 5 sind jeweils Polplatten 4 vorgesehen, die
in Richtung der Dauermagnete 2 der Gleismagnete ausgerichtet und zur Detektion
des Steuermagnetfeldes HGLE ausgebildet sind. Das Steuermagnetfeld HGLE wird auf
diese Weise von den Polplatten 4 über die Flusszuführungsstücke 5 in den
ferromagnetischen Kern des Übertragers 7 geleitet.
Der Übertrager 7 hat eine Primärspule an die ein Genaratorsignal angeschlossen wird,
das von einem Wechselstromgenerator 10 erzeugt wird. Der Übertrager 7 hat
weiterhin eine Sekundärspule, an der das Detektionssignal abgegriffen wird, das nach
Gleichrichtung in einem Gleichrichter 11 an eine Auswerteeinheit 12 geschaltet ist.
Die Auswerteeinheit ist vorzugsweise als Gleichspannungsschwellwertschalter
ausgebildet. Sie dient zur Ansteuerung einer Bremseinrichtung eines Eisenbahnzuges
zum Auslösen einer Zwangsbremsung.
An die Sekundärspule ist über den Gleichrichter 11 desweiteren eine
Kompensationswicklung 7 geschaltet, die auf ein Flusszuführungsstück 5 gewickelt
ist.
Die Fig. 1 lässt weiterhin eine Vormagnetisierungseinheit erkennen, die im
wesentlichen aus einem Dauermagneten zur Vormagnetisierung 8 besteht. Der
Dauermagnet 8 ist über einen Luftspalt 9 mit den Flusszuführungsstücken 5
gekoppelt. Durch Wahl der Luftspaltbreite kann die Empfindlichkeit der
Detektionseinrichtung eingestellt werden.
Mit Hilfe der Vormagnetisierungseinheit wird eine konstante magnetische
Vormagnetisierungsfeldstärke HVOR in dem ferromagnetischen Kern des Übertragers 7
erzeugt. Die Vormagnetisierungseinheit ist so angeordnet, dass die
Vormagnetisierungsfeldstärke HVOR in Richtung des durch das Steuermagnetfeld
induzierten Steuermagnetfeldstärke HGLE wirkt, die auftritt, wenn der Eisenbahnzug
sich in Fahrtrichtung über den Gleismagnet bewegt.
Die Polung und Wicklungsrichtung der Kompensationswicklung 6 ist derart, dass eine
Kompensationsfeldstärke HKOM in dem ferromagnetischen Kern des Übertragers 7
auftritt, die der Vormagnetisierungsfeldstärke HVOR entgegenwirkt.
Eine Rücksetzwicklung 13 ist magnetisch über die Flusszuführungsstücke 5 mit dem
ferromagnetischen Kern des Übertragers 7 gekoppelt, um ein Rücksetzfeld in
entgegengesetzter Feldrichtung zum Vormagnetisierungsfeld HVOR aufzubauen, wenn
die Rücksetzwicklung 13 bestromt wird und sich der Übertrager 7 in einer
magnetischen Sättigung befindet. Die Rücksetzeinheit hat einen Betätigungsschalter
zum Einschalten der Rücksetzwicklung 13, wobei die Rücksetzeinheit zum
kurzzeitigen Bestromen der Rücksetzwicklung 13 und zum Neutralisieren des
Vormagnetisierungsfeldes HVOR ausgebildet ist.
Die Funktionsweise der Detektionseinrichtung wird im Folgenden näher anhand der
Fig. 2 erläutert, die den Verlauf der relativen Permeabilität des ferromagnetischen
Kerns des Übertragers 7 in Abhängigkeit der magnetischen Flussdichte B in dem
Übertrager 7 darstellt. Zunächst wird z. B. durch den im Gleis implementierten
Gleismagneten ein Steuermagnetfeld HGLE als magnetisches Gleichfeld (auch Gleisfeld
genannt) zwischen den beiden Dauermagneten 2 des Gleismagneten ausgebildet. Die
Auswertung des Steuermagnetfeldes HGLE erfolgt auf der Seite des
Eisenbahnfahrzeugs durch Ausnutzung des physikalischen Effekts der magnetischen
Sättigung von ferromagnetischen Werkstoffen. Ferromagnetische Werkstoffe haben
die Eigenschaft, in Abhängigkeit des sie durchsetzenden magnetischen Feldes
(Nutzfeld) ein äußeres Magnetfeld zu verstärken. Ein Maß für die magnetische
Verstärkung ist die relative Permeabilität des magnetischen Werkstoffs. Die
qualitative Abhängigkeit der relativen Permeabilität von dem ferromagnetischen
Werkstoff ist in der Fig. 2 skizziert. Es ist zu erkennen, dass in einem bestimmten
Bereich die relative Permeabilität UR im Verhältnis zur magnetischen Flussdichte B
überproportional ansteigt. Wenn im ferromagnetischen Werkstoff dem Nutzfeld ein
sehr viel größeres Fremdfeld, z. B. das Gleichfeld eines Dauermagneten 2 bzw. das
Vormagnetisierungsfeld HVOR überlagert wird, ergibt sich ein resultierendes Feld, das
den ferromagnetischen Werkstoff in die Sättigung überführt. In diesem Arbeitspunkt
ist die relative Permeabilität = 1, d. h. es findet keine Verstärkung des magnetisch
eingekoppelten Generatorsignals statt.
Dieser Effekt wird erfindungsgemäß ausgenutzt. Hierzu ist ein Übertrager 7 mit einem
ferromagnetischen Kern vorgesehen.
Die weitere Arbeitsweise der Detektionseinrichtung wird anhand der in der Fig. 3
dargestellten Hysteresekurve des magnetischen Kerns des Übertragers 7 erläutert.
Die Hysteresekurve zeigt das Verhältnis der Flussdichte B in Abhängigkeit von der
auf den ferromagnetischen Kern wirkenden magnetischen Feldstärke H.
Um eine fahrtrichtungsabhängige Auswertung des Streckenmagneten zu ermöglichen,
wird mit Hilfe des Dauermagneten zur Vormagnetisierung 8 eine
Vormagnetisierungsfeldstärke HVOR erzeugt. Auf diese Weise ist der Übertrager 7
magnetisch vorgespannt. Mit der vom Übertrager 7 auf der Sekundärseite zur
Verfügung gestellten Energie wird eine korrespondierende Kompensationswicklung 6
gespeist, die in dem Übertrager 7 eine magnetische Kompensationsfeldstärke HKOM
erzeugt. Die Schaltung ist so ausgelegt, dass die magnetische
Kompensationsfeldstärke HKOM entgegengesetzt gleich der magnetischen
Vormagnetisierungsfeldstärke HVOR ist. In dem Übertrager 7 stellt sich somit eine
resultierende Feldstärke und damit auch eine Flussdichte ein, die die Größe 0
aufweist. Der Arbeitspunkt A1 des Übertragers 7 liegt damit im Koordinatenursprung
der Hysteresekurve bei A1.
Wenn der Übertrager 7 vom Generator 10 mit einem Generatorsignal beaufschlagt
wird, wird eine innere Hysteresekurve um den Koordinatenursprung A1 durchlaufen.
Dieser Betriebszustand des Übertragers 7 ist durch das magnetische Gleichgewicht
des Vormagnetisierungs- und Kompensationsfeldes HVOR = HKOM unter der
Randbedingung gekennzeichnet, dass sich die Detektionseinrichtung nicht im
Einflussbereich des Gleismagneten befindet.
Gelangt die Detektionseinrichtung hingegen in den Einflussbereich des
Gleismagneten, so wird dessen Steuermagnetfeld HGLE über die Polplatten 4 und die
Flusszuführungsstücke 5 durch den ferromagnetischen Kern der Übertragers 7
geführt. In Abhängigkeit von der Überfahrtrichtung des Eisenbahnzuges über den
Gleismagneten und somit auch von der Feldrichtung des Steuermagnetfeldes ergeben
sich die in der Fig. 3 dargestellten Betriebszustände in den Arbeitspunkten A2 und A4.
Wenn die Detektionseinrichtung so in den Einflussbereich des Streckenmagneten 3
gelangt, dass sich das Steuermagnetfeld HGLE mit dem Vormagnetisierungsfeld HVOR
im Übertrager 7 additiv überlagert (HGLE + HVOR), Wandert der Arbeitspunkt A1 aus
dem Koordinatenursprung in Richtung des Arbeitspunktes A2. Der ferromagnetische
Kern des Übertragers 7 wird hierbei in die Sättigung überführt. Dies resultiert in einer
nur noch linearen Abhängigkeit der magnetischen Flussdichte B von der
magnetischen Feldstärke H. Infolgedessen bricht das Nutzfeld des Übertragers 7 in
seiner Größe zusammen und es kann auf der Sekundärseite des Übertragers 7 keine
Energie mehr bereit gestellt werden. Das heißt, dass die Kompensationswicklung 6
nicht mehr mit Energie versorgt wird und das Kompensationsfeld HKOM wegfällt. Es
stellt sich der Arbeitspunkt A2 ein, der nur noch durch die beiden Feldkomponenten
HVOR und HGLE bestimmt ist. Dieser Arbeitspunkt A2 liegt deutlich in der Sättigung des
Übertragers 7.
Der Wegfall des Detektionssignals auf der Sekundärseite des Übertragers 7 wird in
der Auswerteeinheit 12 erkannt und führt z. B. zu einer Auslösung der
Bremseinrichtung des Eisenbahnzuges.
Verlässt nun die Detektionseinrichtung den Einflussbereich des Gleismagneten, so
wird das Feld im Übertrager 7 ausschließlich durch das Vormagnetisierungsfeld HVOR
bestimmt. Der Übertrager 7 befindet sich im Arbeitspunkt A3. Dieses
Vormagnetisierungsfeld HVOR reicht im jeden Falle aus, um die Übertrager 7 dauerhaft
in der Sättigung zu halten. Damit ist sichergestellt, dass weiterhin keine
Energieübertragung möglich ist. Dieser Betriebszustand der Detektionseinrichtung 1
ist also durch eine Selbsthaltung der Übertrager 7 in der Sättigung charakterisiert.
Eine Fortsetzung der Fahrt nach einer Zwangsbremsung und somit eine erneute
Aktivierung der Detektionseinrichtung kann somit nur über die vom Zugführer zu
bedienende Rücksetzeinheit 14 erfolgen. Die Rücksetzeinheit 14 ist mit den
Rücksetzwicklungen 13 so geschaltet, dass diese durch die Rücksetzeinheit kurzzeitig
bestromt werden. Hierbei wird das Vormagnetisierungsfeld HVOR neutralisiert, so dass
der Übertrages 7 wieder Energie auf die Sekundärwicklung übertragen kann. Es wird
dann wieder ein Detektionssignal erkannt, wodurch die Kompensationswicklung 6
wieder bestromt wird. Auf diese Weise wird die Detektionseinrichtung wieder in den
Arbeitspunkt A1 gesetzt und verbleibt dort auch nach Abschalten des
Rücksetzstromes.
Erfolgt die Überfahrt der Detektionseinrichtung über den Gleismagneten in
umgekehrter Fahrtrichtung, so überlagert sich das Steuermagnetfeld HGLE mit dem
Vormagnetisierungsfeld HVOR im Übertrager 7 subtraktiv (HVOR - HGLE). Dabei wandert
der Arbeitspunkt A1 des Übertragers 7 aus dem Koordinatenursprung der
Hysteresekurve in den Arbeitspunkt A4 aus. Wenn sich der Arbeitspunkt A4 des
Übertragers 7 aufgrund des Steuermagnetfeldes HGLE dabei so verlagert, dass es zu
Sättigungserscheinungen im Übertrager 7 kommt, so verringert sich auch die auf der
Sekundärwicklung des Übertragers 7 zur Verfügung stehende Energie. Hierdurch
nimmt das Kompensationsfeld HKOM der Kompensationswicklung 6 ab. Bedingt durch
diese Selbstregelung kann es somit nicht zu einer Unterbrechung der
Energieübertragung durch den Übertrager 7 kommen und es wird konstant ein
Detektionssignal erkannt. Eine Überfahrt des Eisenbahnzuges über den Gleismagnet
ist folglich ohne Auslösen einer Zwangsbremsung möglich.
Claims (15)
1. Einrichtung zur Detektion eines mittels eines magnetischen Gleichfeldes über
tragenen Steuersignals, wobei die Detektionseinrichtung einen Übertrager (7)
mit einer Primärspule für ein Generatorsignal, mit einer Sekundärspule zum
Messen eines Detektionssignals und mit einem ferromagnetischen Kern hat, da
durch gekennzeichnet, dass eine Vormagnetisierungseinheit (8, 9) mit dem
Übertrager (7) magnetisch gekoppelt ist, um den ferromagnetischen Kern ma
gnetisch vorzuspannen, wobei der Übertrager (7) in eine magnetische Sättigung
gelangt, wenn das Steuermagnetfeld (HGLE) des Steuersignals in gleicher Fluss
richtung zum ein Gleichfeld darstellendes Vormagnetisierungsfeld (HVOR) der
Vormagnetisierungseinheit (8, 9) auf den ferromagnetischen Kern wirkt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompensati
onswicklung (6) magnetisch mit dem ferromagnetischen Kern des Übertragers
(7) gekoppelt ist, wobei die Kompensationswicklung (6) durch das Detektions
signal gesteuert wird und ein Kompensationsfeld (HKOM) in entgegengesetzter
Feldrichtung zum Vormagnetisierungsfeld (HVOR) erzeugt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensati
onsfeld (HKOM) proportional zum Detektionssignal ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleichrichter
(11) an der Sekundärspule des Übertragers (7) vorgesehen ist und die Kompen
sationswicklung (6) an den Ausgang des Gleichrichters angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Rücksetzwicklung (13) magnetisch mit dem ferromagnetischen Kern
des Übertragers (7) gekoppelt ist, um ein Rücksetzfeld in entgegengesetzter
Feldrichtung zum Vormagnetisierungsfeld (HVOR) aufzubauen, nachdem ein De
tektionssignal erkannt wurde und sich der Übertrager (7) in einer magnetischen
Sättigung befindet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Rücksetzeinheit (14)
mit einem Betätigungsschalter zum Einschalten der Rücksetzwicklung (13), wo
bei die Rücksetzeinheit (14) zum kurzzeitigen Bestromen der Rücksetzwicklung
(13) und zum Neutralisieren des Vormagnetisierungsfeldes (HVOR) ausgebildet
ist.
7. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vormagnetisierungseinheit mindestens einen Dauermagneten (8) hat
und über einen variabel einstellbaren Luftspalt (9) magnetisch mit dem Übertra
ger (7) gekoppelt ist.
8. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Übertrager (7) von feldführenden Flusszuführungsstücken (5) einge
schlossen ist, wobei an den Enden der Flusszuführungsstücke (5) Polplatten (4)
zur Detektion des magnetisch übertragenen Steuersignals angeordnet sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensati
onswicklung (6) und die Rücksetzwicklung (13) auf den Flusszuführungsstüc
ken (5) angeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Rücksetzeinheit (14) so an die Kompensationswicklung (6) geschaltet ist,
dass die Kompensationswicklung (6) wahlweise zum Aufbau eines Kompensati
onsfeldes und eines Rücksetzfeldes dient.
11. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Detektionssignal zur magnetischen Beeinflussung von Eisenbahnzügen
dient.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerte
einheit (12) für das Detektionssignal an die Bremseinrichtung eines Eisenbahn
zuges geschaltet ist, um eine Zwangsbremsung des Eisenbahnzuges auszulö
sen.
13. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Detektionssignal nach Beeinflussung durch das Steuerfeld in einem
stabilen Zustand verbleibt, bis die Rücksetzwicklung bestromt wird.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Detektions
signal richtungsabhängig beeinflußt wird.
15. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinheit für das Detektionssignal ein Gleichspannungs
schwellwertschalter ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000122058 DE10022058C1 (de) | 2000-05-06 | 2000-05-06 | Einrichtung zur Detektion eines magnetisch übertragenen Steuersignals |
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| DE2000122058 DE10022058C1 (de) | 2000-05-06 | 2000-05-06 | Einrichtung zur Detektion eines magnetisch übertragenen Steuersignals |
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|---|---|
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- 2000-05-06 DE DE2000122058 patent/DE10022058C1/de not_active Expired - Fee Related
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