DE10130799C1 - Einrichtung zur Lagekennzeichnug einer Weichenzunge - Google Patents

Einrichtung zur Lagekennzeichnug einer Weichenzunge

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Abstract

Über den Verstellweg eines metallischen Körpers, vorzugsweise einer Weichenzunge (2), gibt es eine Vielzahl von verteilt angeordneten Sensoren (4). Diese Sensoren werden auf induktivem Wege von dem metallischen Körper beeinflusst. In einer Initialisierungsphase werden die Beeinflussungssignale der Sensoren ortsbezogen gespeichert und im späteren Betrieb mit den aktuellen Sensorsignalen verglichen. Hieraus lässt sich die Lage des zu detektierenden metallischen Körpers innerhalb seines Verstellweges erkennen. Die Positionsbestimmung ist um so genauer, je mehr Sensoren pro Flächeneinheit vorhanden sind und je enger die Erfassungsfelder der Sensoren beieinander liegen. Durch eine besondere Ausgestaltung der Schwingkreisinduktivitäten ihrer Oszillatoren können die Sensoren gegen Fremdbeeinflussung immun gemacht werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem O­ berbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE 26 30 387 C3 ist eine Überwachungseinrichtung für die Endlagen schwenkbarer Schienen von Eisenbahnweichen be­ kannt. Diese Schienen sind auf einem Gleiskörper schwenkbar gelagert. In den Gleiskörper eingelassen sind induktiv wir­ kende Schienenschalter, die in den beiden Endlagen der beweg­ lichen Schienen von diesen berührungslos betätigt werden und dabei Endlagemeldungen abgeben. Diese bekannte Überwachungs­ einrichtung ist aufgrund ihrer konstruktiven Ausgestaltung ausschließlich dazu geeignet, ganz bestimmte Endlagen einer Schiene zu detektieren, nämlich diejenigen, die sich aus dem Stellhub der Weiche und der konstruktiven Anordnung eines zum Auslösen einer Meldung verwendeten Gegenstückes an der beweg­ lichen Schiene, der sogenannten Weichenzunge, gegenüber der durchgehenden Schiene ergibt. Zum Erkennen anderer Endlagen der beweglichen Schiene weiter zur Zungenspitze oder zur Zun­ genwurzel müssen die ortsfesten Sensoren wegen des dort ver­ änderten Stellhubes in anderem gegenseitigen Abstand zueinan­ der und zur durchgehenden Schiene angeordnet sein. Dies er­ fordert eine aufwendige Lageberechnung für die Sensoren und eine aufwendige Montage vor Ort. Die Endlageerfassung einer beweglichen Schiene ist beliebig ungenau; die Endlagemeldung wird auch gegeben, wenn die zu detektierende Endlage um eini­ ge Millimeter abweicht von der vorgegebenen Soll-Endlage.
Ein Sensor auf induktiver Basis, der ein abstandsproportiona­ les Messsignal liefert, ist aus der DE 691 03 806 T2 bekannt.
Um für die Ortungszwecke die Stellung einer Weiche während des Überfahrens durch ein Schienenfahrzeug zu erkennen, ist gemäß der DE 198 944 A1 ein Weichensensor vorgesehen, der am vorderen Bereich des Schienenfahrzeugs angeordnet ist. Der Weichensensor besteht aus mehreren Metalldetektoren, die ne­ beneinander quer zur Fahrtrichtung angeordnet sind. Eine feinfühlige Erfassung der Weichenendlagen und eine Erfassung von Zwischenstellungen der Weichenzunge sind mit diesem Wei­ chensensor nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Ober­ begriff des Patentanspruches anzugeben, die ohne aufwendige Positionierung von ortsfesten Sensoren an beliebiger Stelle entlang des Verstellweges einer Weichenzunge auskommt und mit der eine beliebig feinfühlige Lageerfassung der Weichenzunge möglich ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung soll darüber hinaus in der Lage sein, zwischen Beeinflussungen durch die zu detektierende Weichenzunge und etwaigen Fremdkörpern zu unterscheiden.
Die Erfindung löst diese Aufgaben durch die Merkmale des Pa­ tentanspruches 1. Durch die Verwendung einer Vielzahl von in mehreren Reihen angeordneten Sensoren ist es möglich, die Weichenzunge innerhalb ihres Verstellweges hinlänglich genau zu orten und aus den Ortungsmeldungen der Sensoren auf ihre jeweilige Lage zu schließen.
In besonders vorteilhafter Weise geschieht dabei die Kalib­ rierung der Einrichtung vor Ort durch einen Lernvorgang der Bewertungseinrichtung.
Die Selektivität der Lagekennzeichnung ist abhängig von der Anzahl der durch eine Weichenzunge gemeinsam beeinflussten Sensoren und dem Grad ihrer Beeinflussung. Vorteilhaft sind die Sensoren baulich in einem Sensorarray vereinigt, das un­ terhalb der Weichenzunge in ihrem Verstellweg angeordnet ist. Zum Schutz vor mechanischer Beschädigung ist das Array durch eine für Hochfrequenzfelder durchlässige Schutzschicht abzu­ decken.
Wenn diese Sensoren dazu eingerichtet sind, Ausgangssignale zu erzeugen, die in ihrer Amplitude oder Frequenz abhängig sind vom Abstand der zu detektierenden Weichenzunge vom je­ weiligen Sensor, dann ist neben dem Erkennen des unbeein­ flussten und des beeinflussten Zustandes auch das Erkennen eines teilbeeinflussten Zustandes möglich. Diese Zustandsmel­ dungen zusammen mit den übrigen Sensormeldungen ermöglichen eine eindeutige Aussage über die Lage der zu detektierenden Weichenzunge in der Überwachungszone.
Die Sensoren sind längs des Verstellweges in mehreren Reihen quer zum Verstellweg der Weichenzunge anzuordnen, wobei die Sensoren benachbarter Reihen vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet sind. Dies macht eine besonders feinfühlige Lage­ erfassung möglich. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, dass gleichartig ausgebildete Sensoren über die Überwa­ chungszone gleichmäßig verteilt angeordnet sind oder dass Sensoren mit unterschiedlicher Ansprechempfindlichkeit oder unterschiedlicher Schaltfläche so über den Überwachungsbe­ reich verteilt sind, dass mit ihnen eine Grobortung und eine Feinortung möglich ist.
Insbesondere induktive Sensoren können nicht nur durch die zu detektierenden Weichenzungen, sondern auch durch magnetische Fremdfelder beeinflusst werden, die zu falschen Lagemeldungen führen können. Um solche falschen Lagemeldungen auszuschlie­ ßen, sieht die Erfindung spezielle Ausgestaltungen der Sen­ sorwicklungen vor. Die Unterscheidung zwischen Beeinflussung durch eine Weichenzunge und Beeinflussung durch ein Störfeld wird dadurch ermöglicht, dass die Sensoren in den erfindungs­ gemäß vorgesehenen Teilwicklungen unterschiedlich gerichtete Magnetfelder erzeugen, die von der zu erfassenden Weichenzun­ ge jeweils gleichsinnig beeinflusst werden. Störmagnetfelder hingegen wirken auf die beiden Teilwicklungen im Sinne einer Erhöhung des Feldes in der einen und einer Verminderung des Feldes in der anderen Teil­ wicklung. Damit hebt sich die Beeinflussung der beiden Teil­ wicklungen durch ein Fremdfeld bei geeigneter Dimensionierung der Spulen und geeigneter Anordnung der Spulen gegenseitig auf und der Sensor bleibt unbeeinflusst.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in besonders vorteilhaf­ ter Weise in der Lage, durch Langzeitbeobachtung der sich im Betrieb ergebenden Sensormeldungen Veränderungen im Schalt­ verhalten zu erkennen. Solche Veränderungen können ihre Ursa­ che in den einzelnen Sensoren haben, können aber auch darauf beruhen, dass sich z. B. die Dicke der Schutzschicht über den Sensoren verändert und damit die Sensoren positionsbezogen früher oder später schalten als bei ihrer Installation.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch angedeuteten Ausführungsformen am Ausführungsbei­ spiel einer Weichenzunge näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine Weiche im Be­ reich der Zungenspitze zusammen mit einem Sensorarray zum Bestimmen der aktuellen Weichenlage, in
Fig. 2 die Pegelwerte der obersten Sensorreihe aus Fig. 1, in
Fig. 3 das Anpassen einer Soll-Kurve an die gemes­ senen Pegelwerte, in
Fig. 4 das Erkennen eines über dem Sensorarray be­ findlichen metallischen Fremdkörpers, in Fig. 5 das Erkennen der Schieflage einer Weichen­ zunge, in
Fig. 6 ein Sensorarray mit unterschiedlich ausge­ bildeten Einzelsensoren und in den
Fig. 7 und 8 spezielle Ausgestaltungen von Sensorwick­ lungen zur Unterdrückung der Einflüsse von Fremdmagnetfeldern.
Fig. 1 zeigt in ausschnittsweiser schematischer Darstellung die Draufsicht auf eine Weiche im Bereich einer Zungenspitze. Mit 1 ist die feststehende Fahrschiene, mit 2 die demgegen­ über bewegliche Weichenzunge bezeichnet. Unterhalb der beiden Fahrschienen befindet sich ein Sensorarray 3 mit einer Viel­ zahl von über den Verstellweg der Weichenzunge verteilt ange­ ordneten Einzelsensoren 4. Die Einzelsensoren sind mindestens in den Bereichen, in denen es darum geht, die Lage der Wei­ chenzunge 2 zu erfassen, in dichtem Abstand nebeneinander an­ geordnet. Sie sind vorzugsweise als an sich bekannte indukti­ ve Sensoren ausgebildet, die dazu eingerichtet sind, ihr Aus­ gangssignal in Abhängigkeit von der Bedämpfung durch einen über ihnen befindlichen metallischen Körper markant zu verän­ dern und damit die Form und die Lage dieses Körpers kenntlich zu machen. Das Sensorarray befindet sich an, auf, unter oder in einer Führungs- oder Gleitebene für die Weichenzunge. Es ist zum metallischen Körper durch mindestens eine für die Hochfrequenzfelder der Sensoren durchlässige Schutzschicht abgedeckt. Diese Schutzschicht schützt die Sensorköpfe vor Witterungseinflüssen und mechanischen Beschädigungen durch Fremdkörper und Eispartikel.
Jeder Sensor hat ein definiertes Ansprechverhalten und rea­ giert individuell auf die Verstimmung des Resonanzkreises seines Oszillators als Folge der Bedämpfung durch die Eisen­ masse der in das Sensorfeld eintauchenden Weichenzunge. In Fig. 1 ist der Grad der Bedämpfung der Sensoren durch unter­ schiedliche graphische Hinterlegung der Sensorsymbole ver­ deutlicht. Leere Kreise stehen für nicht beeinflusste Senso­ ren, schraffierte Kreise für geringfügig bedämpfte Sensoren und schwarze Kreise für voll bedämpfte Sensoren.
In Fig. 2 sind beispielhaft die Pegelwerte der obersten Sen­ sorreihe aus Fig. 1 wiedergegeben. Es ist erkennbar, dass sich die Pegelausgangswerte der Sensoren in Abhängigkeit von ihrer Bedämpfung durch den zu detektierenden metallischen Körper markant verändern. Diese Veränderung lässt sich durch Strom- oder Spannungsmessungen an den Sensoren unschwer er­ kennen und für eine nachfolgende Bewertung digitalisieren. Eine in der Zeichnung nicht dargestellte Bewertungseinrich­ tung bestimmt aus dem jeweils vorliegenden Beeinflussungsmus­ ter aller Sensoren des Sensorarrays die Form und die Lage des jeweils detektierten metallischen Körpers, hier der Weichen­ zunge. Das kann gemäß Fig. 3 in vorteilhafter Weise dadurch geschehen, dass geprüft wird, ob die Pegelwerte der Sensoren in den einzelnen Sensorreihen quer zur Fahrschiene 1 an Soll- Kurven 5 anzupassen sind oder umgekehrt, ob sich eine hinter­ legte Soll-Kurve an den Verlauf der Sensorpegel anpassen lässt. Ist das mindestens annähernd der Fall, so lässt sich aus dieser Soll-Kurve die äußere Kontur und die Lage des zu detektierenden metallischen Körpers, hier der Weichenzunge, recht genau bestimmen. In besonders vorteilhafter Weise wer­ den die Soll-Kurven zum Bestimmen der Lage eines metallischen Körpers dadurch gebildet, dass dieser in einer Initialisie­ rungsphase über das Sensorarray bewegt wird und dass dabei die Beeinflussungen der einzelnen Sensoren ermittelt und von einer Bewertungseinrichtung festgehalten wird. Für spätere Lagebestimmungen des so vermessenen metallischen Körpers greift die Bewertungseinrichtung auf die hinterlegten Beein­ flussungswerte zurück.
Sensorbeeinflussungen, die nicht dem für den zu erfassenden metallischen Körper hinterlegten Beeinflussungsmuster ent­ sprechen, kennzeichnen Störfälle. Solche Störfälle sind in den Fig. 4 und 5 angenommnen. In Fig. 4 befindet sich ein Fremdkörper 6, z. B. eine Getränkedose, im Erfassungsbereich der Sensoren 4 des Sensorarrays 3. Das detektierte Beeinflus­ sungsmuster entspricht nicht den für eine Weichenzunge hin­ terlegten Beeinflussungsmustern; die Bewertungseinrichtung kann daher nicht auf eine aktuelle Lage einer Weichenzunge im Bereich des Sensorarrays schließen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist angenommen, dass eine Weichenzunge 7, z. B. durch Bruch, die dargestellte Schiefla­ ge einnimmt. Zwar werden durch die Weichenzunge eine Vielzahl von Sensoren des Sensorarrays beeinflusst; das Beeinflus­ sungsmuster entspricht aber nicht den in der Initialisie­ rungsphase aufgenommenen Vergleichsmustern, so dass die Be­ wertungseinrichtung auch hier nicht auf eine ordnungsgerechte Lage der zu detektierenden Weichenzunge erkennen kann. Die Bewertungseinrichtung kann aber aus der Vielzahl der beein­ flussten Sensoren auf das Vorliegen einer ernstzunehmenden Störung schließen, wobei für sie allerdings nicht erkennbar ist, ob diese Störung durch eine größeren metallischen Fremd­ körper oder durch eine gebrochene Weichenzunge gegeben ist, es sei denn, entsprechende Störmuster wären hinterlegt.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen sind die Sensoren für die Lagebestimmung eines metallischen Körpers in seinem Verstellweg etwa gleichmäßig und dicht über die Fläche des Sensorarrays verteilt angeordnet. Die Sensoren bilden da­ bei mehrere Reihen quer zum Verstellweg des metallischen Kör­ pers. Um ein möglichst dichtes Netz von Erfassungsstellen zu erreichen, sind die Sensoren benachbarter Reihen versetzt zu­ einander angeordnet. Die Sensoren sind vorzugsweise gleichar­ tig ausgebildet, d. h. sie haben in etwa übereinstimmende Empfindlichkeit und in etwa gleichgroße Schaltflächen (An­ sprechbereiche), in denen sie auf sie beeinflussende metalli­ sche Körper reagieren.
In Fig. 6 ist ein Sensorarray 8 dargestellt, bei dem Senso­ ren verwendet sind mit unterschiedlichen Ansprechempfindlich­ keiten und/oder Schaltflächen für die induktive Erfassung me­ tallischer Körper. Es gibt beispielsweise zwei Reihen von Sensoren 9, deren Ansprechempfindlichkeit und Schaltfläche dem der Sensoren in den Fig. 1 bis 5 entspricht und eine Reihe von Sensoren 10 mit sehr viel größerer Schaltfläche bzw. größerem Ansprechempfindlichkeit. Über diese Sensoren 10 ist eine Groberfassung der Position des jeweils zu detektie­ renden metallischen Körpers mit möglicherweise nur einem ein­ zigen Sensor möglich, während die zusätzlichen Beeinflussun­ gen der Sensoren 9 eine darüber hinaus gehende Feinortung des metallischen Körpers ermöglichen.
Insbesondere auf induktiven Wege wirkende Sensoren werden nicht nur durch metallische Körper beeinflusst, sondern in unerwünschter Weise auch durch Magnetfelder, die die Schwing­ kreisspulen der Sensoroszillatoren durchsetzen. Solche Fremd­ magnetfelder können ihre Ursache z. B. in den in den Fahr­ schienen fließenden Triebrückströmen haben. Die Beeinflussung durch solche Triebrückströme kann erheblich sein. Die Fig. 7 und 8 zeigen schematisch zwei Ausgestaltungen der Sen­ sorspulen, durch die der unerwünschte Einfluss von Fremdmag­ netfeldern auf die Sensoren weitestgehend zu beheben ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 besitzt das Sensorar­ ray 11 lediglich zwei Reihen von Sensoren. Deren Schwing­ kreisinduktivität wird gebildet aus zwei Teilinduktivitäten mit den Wicklungen 12 und 13. Diese Wicklungen besitzen un­ terschiedlichen Wickelsinn bzw. werden bei gleichem Wickel­ sinn in unterschiedlicher Richtung bestromt zur Erzeugung ei­ nes resultierenden Hochfrequenzfeldes oberhalb der beiden Sensorköpfe. Ein in den Ansprechbereich dieses Feldes gelan­ gender metallischer Körper bedämpft die Felder beider Teilspulen und führt damit zum Ansprechen des betreffenden Sensors. Ein die beiden Teilspulen durchsetzendes Fremdfeld bewirkt in beiden Teilspulen eine entgegengesetzte Induktion. Aus diesem Grunde hat das Fremdmagnetfeld keinen Einfluss auf das Ansprechverhalten des Sensors.
Fig. 8 zeigt eine Ausgestaltung für ein fremdfeldimmunes Sensorarrays 14 mit ebenfalls zwei Reihen von Einzelsensoren. Jeder Sensor besitzt nur eine einzige Schwingkreisspule. Die­ se Schwingkreisspule ist so beschaffen, dass ihr Wicklungs­ sinn im Inneren verschieden ist von dem im äußeren Teil. Auch hier erzeugt der Resonanzstrom des Oszillators in den beiden Wicklungsbereichen wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 einander entgegengerichtete Magnetfelder. Von außen auf die Wicklung 15 einwirkende Fremdmagnetfelder addieren sich zu dem von dem einen Wicklungsbereich vom Resonanzstrom des Os­ zillatorschwingkreises erzeugten Magnetfeld und sie subtra­ hieren sich von dem vom anderen Wicklungsbereich erzeugten Magnetfeld. Ihre Wirkung bleibt daher bei geeigneter Dimensi­ onierung der beiden Wicklungsbereiche ohne Einfluss auf das Ansprechverhalten der Sensoren.
Die Ausgestaltung von Wicklungen mit gegenläufigem Wicklungs­ sinn im innern und im äußeren Teil der Wicklung kann vorteil­ haft dadurch erreicht werden, dass zwei Teilwicklungen kon­ zentrisch angeordnet und dann so miteinander verschaltet wer­ den, dass der Resonanzstrom des gemeinsamen Oszillators in den beiden Teilwicklungen entgegengerichtete Magnetfelder er­ zeugt.
Prinzipiell können die Sensorarrays beliebig viele Sensoren aufweisen. Je größer die Anzahl der Sensoren ist, um so mehr Sensoreinzelmeldungen gibt des, die in die Lageerfassung ei­ nes metallischen Körpers eingebunden werden können. Die Dich­ te der Sensoren ist so zu wählen, dass eine zu detektierende Lage durch jeweils mindestens zwei Sensoren angezeigt wird. Je mehr Sensoren gemeinsam eine zu detektierende Lage eines metallischen Körpers erkennen, um so größer ist die Zuverläs­ sigkeit, mit der die Lagebestimmung geschieht.
Die Sensoren für die Lagebestimmung eines metallischen Kör­ pers müssen nicht unbedingt über den gesamten Verstellweg ei­ nes solchen Körpers verteilt angeordnet sein; mitunter wird es genügen, diese Lageerfassung nur im Bereich der zu detek­ tierenden Endlagen des metallischen Körpers vorzunehmen.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es nicht nur mög­ lich, die Lage eines metallischen Körpers in einem Verstell­ weg zu erkennen, sondern darüber hinaus auch seine Form. Da­ mit ist es möglich, zwischen zu detektierendem Körper und be­ liebigen anderen metallischen Körpern zu differenzieren. Es ist auch möglich, für unterschiedlich gestaltete metallische Körper die zugehörigen Sensorausgangssignale zu hinterlegen und so eine Unterscheidung zwischen diesen ermöglichen.
Prinzipiell können anstelle von induktiven Sensoren auch oder zusätzlich nach anderen Prinzipien arbeitende berührungslos schaltende Sensoren zur Form- und Lagekennzeichnung beliebi­ ger metallischer Körper verwendet werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemä­ ßen Einrichtung sieht vor, dass die Bewertungseinrichtung o­ der eine gesonderte Bewertungseinrichtung die Sensormeldungen einer Langzeitbeobachtung unterzieht. Damit ist es möglich, Veränderungen im Schaltverhalten des metallischen Körpers zu erkennen. Solche Veränderungen können z. B. durch Verschleiß des metallischen Körpers, also Änderungen seiner Gestalt, be­ dingt sein, aber auch durch Veränderungen seiner Verstellein­ richtung oder dem Abstand zwischen ihm und den Sensoren. Auch das Schaltverhalten der Sensoren kann sich mit der Zeit ver­ ändern. Durch Beobachten des Schaltverhaltens können sich an­ bahnende Veränderungen im Bereich des metallischen Körpers und des Sensorarrays bereits während ihrer Entstehung frü­ hestmöglich erkannt werden. Solche Veränderungen können zu einer vorbeugenden Wartung und Instandsetzung herangezogen werden.
Solange diese Veränderungen nur eine geringfügige Veränderung des Schaltverhaltens des metallischen Körpers bewirken, ist es auch möglich, die für die Lagebestimmung jeweils in der Initialisierungsphase positionsbezogen festgehaltenen Sensor­ schaltsignale durch aktuelle Schaltsignale zu ersetzen und so einen selbsttätigen Abgleich des Schaltverhaltens der Ein­ richtung zur Behebung alterungsbedingter Veränderungen her­ beizuführen.

Claims (15)

1. Einrichtung zur Lagekennzeichnung einer geführt verstell­ baren metallischen Weichenzunge (2) im Bahnbetrieb oder in der Fördertechnik, unter Verwendung von durch die Weichenzun­ ge (2) berührungslos betätigbarer Sensoren (4, 9, 10) zur La­ gekennzeichnung, insbesondere zur Kennzeichnung vorgegebener Endlagen der Weichenzunge (2), wobei über den Verstellweg der Weichenzunge (2) eine Vielzahl von durch diese betätigbaren Sensoren (4, 9, 10) verteilt angeordnet ist und wobei eine Bewertungseinrichtung vorgesehen ist, die aus dem Vergleich der tatsächlichen Sensorausgangssignale der Vielzahl von Sen­ soren (4, 9, 10) mit für zu detektierende Lagen der Weichen­ zunge (2) vorgegebenen Sensorausgangssignalen die aktuelle Lage der Weichenzunge bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (4, 9, 10) längs des Verstellweges in meh­ reren Reihen quer zum Verstellweg der Weichenzunge (2) ange­ ordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren benachbarter Reihen von Sensoren versetzt zueinander angeordnet sind.
3. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungseinrichtung die sich beim Verstellen der Weichenzunge (2) an vorbestimmten Positionen des Verstellwe­ ges einstellenden Sensormeldungen speichert und dass sie die gespeicherten Sensormeldungen für spätere Lagekennzeichnungen mit dann aktuellen Sensormeldungen heranzieht und hieraus auf die jeweils aktuelle Lage der Weichenzunge (2) schließt.
4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Dichte und/oder die Empfindlichkeit der Sensoren (4, 9, 10) mindestens im Bereich der Endlagen der Weichenzunge (2) so gewählt ist, dass mindestens zwei Senso­ ren (4, 9, 10) die jeweilige Lage der Weichenzunge (2) detek­ tieren.
5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Sensoren (4, 9, 10) mindestens ein Sen­ sorarray (3) bildet.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorarray (3) unterhalb der Weichenzunge (2) an, auf, unter oder in einer Führungs- oder Gleitebene für die Weichenzunge (2) angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorarray (3) zur Weichenzunge (2) durch mindes­ tens eine für Hochfrequenzfelder durchlässige Schutzschicht abgedeckt ist.
8. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (4, 9, 10) dazu eingerichtet sind, Aus­ gangssignale zu erzeugen, die in ihrer Amplitude oder Fre­ quenz abhängig sind vom Abstand der zu detektierenden Wei­ chenzunge (2) vom jeweiligen Sensor (4, 9, 10).
9. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (9, 10) mit unterschiedlich großer Ansprechemp­ findlichkeit und/oder unterschiedlich großer Schaltfläche verwendet sind, von denen die (10) mit größerer Ansprechemp­ findlichkeit bzw. größerer Schaltfläche zur Grobortung und die (9) mit geringerer Ansprechempfindlichkeit bzw. geringe­ rer Schaltfläche zur Feinortung der Weichenzunge (2) dienen.
10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (4, 9, 10) als induktive Sensoren ausge­ führt sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren mindestens zwei durch die Weichenzunge (2) beeinflussbare Teilwicklungen (12, 13) im frequenzbestimmen­ den Schwingkreis ihrer Oszillatoren aufweisen, die nebenein­ ander so angeordnet sind, dass der Resonanzstrom infolge un­ terschiedlichen Wickelsinnes oder unterschiedlicher Strom­ richtungen in den Teilwicklungen (12, 13) einander entgegen­ gerichtete Magnetfelder erzeugt.
12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren je eine durch die Weichenzunge (2) beein­ flussbare Wicklung (15) im frequenzbestimmenden Schwingkreis ihrer Oszillatoren aufweisen, deren Wicklungssinn im Innern verschieden ist von dem im äußeren Teil, wobei der Resonanz­ strom in den beiden Wicklungsbereichen entgegengerichtete Magnetfelder erzeugt.
13. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren mit mindestens je zwei durch die Weichen­ zunge (2) beeinflussbaren konzentrisch angeordneten Teilwick­ lungen im frequenzbestimmenden Schwingkreis ihrer Oszillato­ ren versehen sind, in denen der Resonanzstrom durch unter­ schiedlichen Wickelsinn oder unterschiedliche Stromrichtung in den Teilwicklungen einander entgegengerichtete Magnetfel­ der erzeugt.
14. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Sensoren (4, 9, 10) zum Digitalisieren ihrer Aus­ gangssignale A/D-Wandler nachgeschaltet sind.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewertungseinrichtung oder eine gesonderte Bewer­ tungseinrichtung die Sensormeldungen einer Langzeitbeobach­ tung unterzieht zum Erkennen von Veränderungen im Schaltver­ halten der Weichenzunge (2).
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CN111750766A (zh) * 2020-05-28 2020-10-09 哈尔滨工业大学 一种基于传感器阵列的PnP式无线电能传输位置检测装置及其检测方法

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