DE102012214481A1

DE102012214481A1 - Odometer pulse generator for vehicle, particularly rail vehicle, has transmitter unit for detecting rotational movement of shaft and for producing measured value, where power supply unit is provided with generator driven by shaft

Info

Publication number: DE102012214481A1
Application number: DE201210214481
Authority: DE
Inventors: Gamze Arpaci; Frank Bienek; Bernd Jung; Frauke Schossig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2014-03-20

Abstract

The odometer pulse generator (2) has a transmitter unit (20) for detecting a rotational movement of a shaft (8) and for producing a measured value. A power supply unit (28) is provided with a generator (32) driven by the shaft. A radio unit (24) is provided for wireless transmission of a radio signal. The power supply unit has an energy storage (30), particularly an accumulator. A transmitter unit (20) is provided with a hall sensor or a light barrier (14).

Description

Die Erfindung betrifft einen Wegimpulsgeber eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs. The invention relates to a Wegimpulsgeber a vehicle, in particular a rail vehicle.

Schienennetze werden aus Sicherheitsgründen mit einem sogenannten Zugsicherungssystem betrieben. Hierfür ist das Wissen um die aktuelle Position des oder der sich entlang der Gleise des Schienennetzes bewegten Schienenfahrzeuge erforderlich. Herkömmlicherweise wird die Position jedes Schienenfahrzeugs mittels Odometrie bestimmt. Dabei wird in einem ersten Schritt die Wegstrecke ermittelt, die das Schienenfahrzeug seit einem bestimmten Referenzpunkt zurückgelegt hat. In einem zweiten Schritt wird die Wegstrecke entlang des von dem Schienenfahrzeug befahrenen Gleises projiziert und somit die Position des Fahrzeugs bestimmt. Rail networks are operated for safety reasons with a so-called train protection system. For this purpose, the knowledge of the current position of or along the tracks of the rail network moving rail vehicles is required. Conventionally, the position of each rail vehicle is determined by odometry. In this case, the distance is determined in a first step, which has covered the rail vehicle since a certain reference point. In a second step, the distance is projected along the track traveled by the rail vehicle and thus determines the position of the vehicle.

Die Wegstrecke wird üblicherweise sowohl anhand des Umfangs eines der Räder des Fahrzeugs als auch anhand der Anzahl der Radumdrehungen während der Bewegung des Fahrzeugs ermittelt. Die Wegstrecke ist in diesem Fall das Produkt aus der Anzahl der Radumdrehungen und dem Umfang des Rades. Um eine möglichst genaue Bestimmung der Wegstrecke und folglich der Position vornehmen zu können, ist einerseits ein genaues Wissen um den Radumfang und andererseits um die Anzahl der Radumdrehungen erforderlich. The distance is usually determined both on the basis of the circumference of one of the wheels of the vehicle and on the basis of the number of wheel revolutions during the movement of the vehicle. The distance in this case is the product of the number of wheel revolutions and the circumference of the wheel. In order to be able to determine the route as far as possible and consequently the position as accurately as possible, on the one hand exact knowledge of the wheel circumference and on the other hand the number of wheel revolutions is required.

Herkömmlicherweise wird der Raddurchmesser während einer Wartung des Schienenfahrzeugs ermittelt. Dabei wird entweder mittels einer Messlehre der Raddurchmesser direkt gemessen und in einem Odometriesystem gespeichert, mittels dessen während des Betriebs die Position des Fahrzeugs ermittelt wird. Oder die das Gleis berührende Stelle des Rades wird markiert und das Schienenfahrzeug entlang des Gleises solange bewegt, bis die bestimmte Stelle erneut Kontakt mit dem Gleis hat. Conventionally, the wheel diameter is determined during maintenance of the rail vehicle. Here, the wheel diameter is either measured directly by means of a measuring gauge and stored in an odometry system, by means of which the position of the vehicle is determined during operation. Or the location of the wheel touching the track is marked and the rail vehicle is moved along the track until the particular location again contacts the track.

Die zurückgelegte Strecke entspricht dabei dem Radumfang. Aus diesem wird ebenfalls der Raddurchmesser mittels mathematischer Umformung ermittelt und in das Odometriesystem eingegeben. Während des Betriebs wird der in dem Odometriesystem fest gespeicherte Wert für den Raddurchmesser zur Positionsbestimmung verwendet. The covered distance corresponds to the wheel circumference. From this also the wheel diameter is determined by means of mathematical transformation and entered into the odometry system. During operation, the value stored in the odometry system for the wheel diameter is used for position determination.

Zur Bestimmung der Anzahl von Radumdrehungen während des Betriebs des Schienenfahrzeugs wird üblicherweise ein Wegimpulsgeber verwendet. Diese weisen meist ein sogenanntes Geberrad auf, das entweder mittels eines Lagers oder lagerlos mit der Achse des Rades gekoppelt ist. Das Geberrad selbst weist beispielsweise entlang des Umfangs verteilte Löcher auf, die mit einer Leuchtquelle bestrahlt werden. Ein auf der der Leuchtquelle gegenüberliegenden Seite des Geberrades angeordneter Lichtsensor erfasst die mittels der Löcher erzeugten Lichtpulse während einer Rotation des Geberrades. Die Anzahl der gezählten Pulse entspricht hierbei dem Produkt aus der Anzahl der auf der Geberscheibe vorhandenen Löcher und der Anzahl von Radumdrehungen. Alternativ zu dieser Lichtschrankenkonstruktion ist das Geberrad zumindest teilweise magnetisch und ein Hall-Sensor des Wegimpulsgebers ist im Bereich des Geberrades fahrzeugstationär angeordnet. Die aufgrund der Bewegung des magnetischen Geberrades mittels des Hall-Sensors erzeugten Strompulse entsprechen dabei der Anzahl von Radumdrehungen. To determine the number of wheel revolutions during operation of the rail vehicle, a position encoder is usually used. These usually have a so-called encoder wheel, which is coupled either by means of a bearing or bearingless with the axis of the wheel. The sender wheel itself has, for example, holes distributed along the circumference, which are irradiated with a light source. A light sensor arranged on the side of the transmitter wheel opposite the light source detects the light pulses generated by the holes during a rotation of the transmitter wheel. The number of pulses counted corresponds to the product of the number of holes on the encoder disk and the number of wheel revolutions. As an alternative to this light barrier design, the encoder wheel is at least partially magnetic and a Hall sensor of the Wegimpulsgebers is arranged stationary in the vehicle in the region of the encoder wheel. The current pulses generated due to the movement of the magnetic encoder wheel by means of the Hall sensor thereby correspond to the number of wheel revolutions.

Zum Betrieb des Wegimpulsgebers muss dieser mit elektrischer Energie versorgt werden, und die während des Betriebs ermittelte Anzahl von Radumdrehungen ist an eine Bordelektronik des Schienenfahrzeugs zu übermitteln. Hierfür werden die notwendigen Leitungen mit Wellrohr oder Neoprenschläuchen überzogen, um die Kabel gegen Schotterflug von den Gleisen zu schützen und somit die Betriebssicherheit bzw. Verfügbarkeit des Wegimpulsgebers sicherzustellen. Um ferner eine Rückkopplung von mit dem Wegimpulsgeber verbundenen Auswerteelektroniken untereinander zu vermeiden, ist jede Auswerteelektronik mit jeweils mindestens einem eigenen Wegimpulsgeber des Schienenfahrzeugs elektronisch verbunden. Folglich müssen mehrere Wegimpulsgeber an dem Schienenfahrzeug montiert werden, wenn eine Anzahl von Auswerteelektroniken verwendet wird. Dies führt zu vergleichsweise hohen Kosten. To operate the Wegimpulsgebers this must be supplied with electrical energy, and the determined during operation number of wheel revolutions is to be transmitted to on-board electronics of the rail vehicle. For this purpose, the necessary cables are coated with corrugated pipe or neoprene hoses in order to protect the cables against gravel from the tracks and thus to ensure the operational safety and availability of the position encoder. In order to further avoid feedback between evaluation electronics connected to the position encoder, each evaluation unit is electronically connected to at least one separate position encoder of the rail vehicle. Consequently, a plurality of position encoders must be mounted on the rail vehicle, if a number of evaluation electronics is used. This leads to relatively high costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Wegimpulsgeber anzugeben, der insbesondere vergleichsweise einfach und kostengünstig an dem Schienenfahrzeug montierbar ist und geeigneterweise mit einer Vielzahl von Auswerteelektroniken elektrisch ohne Rückwirkung kontaktiert werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Angabe eines besonders geeigneten Schienenfahrzeugs mit einem Wegimpulsgeber, der vergleichsweise einfach montiert werden kann. The invention has for its object to provide a particularly suitable Wegimpulsgeber, which is in particular comparatively easy and inexpensive to mount the rail vehicle and suitably electrically contacted with a variety of evaluation electronics without retroactivity. Another object of the invention is to provide a particularly suitable rail vehicle with a Wegimpulsgeber, which can be mounted relatively easily.

Hinsichtlich des Wegimpulsgebers wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Schienenfahrzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 5 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. With regard to the Wegimpulsgebers the object is achieved by the features of claim 1 and in terms of the rail vehicle by the features of claim 5 according to the invention. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Der Wegimpulsgeber weist eine Gebereinheit, eine Energieversorgungseinheit und eine Funkeinheit auf. Die Energieversorgungseinheit umfasst einen Generator, der von einer Welle angetrieben ist. Bei einer Rotationsbewegung der Welle wird mittels des Generators eine elektrische Spannung und/oder ein elektrischer Strom erzeugt. Mit der von der Energieversorgungseinheit bereitgestellten elektrischen Energie wird sowohl die Gebereinheit als auch die Funkeinheit betrieben. The position encoder has a transmitter unit, a power supply unit and a radio unit. The power supply unit comprises a generator which is driven by a shaft. During a rotational movement of the shaft, an electrical voltage and / or an electric current is generated by means of the generator. With the of the Power unit provided electrical energy is operated both the encoder unit and the radio unit.

Mittels der Gebereinheit wird dabei die Rotationsbewegung der Welle erfasst und hieraus ein Messwert gebildet. Insbesondere umfasst die Gebereinheit ein Geberrad, das mit der Welle gekoppelt ist. Die Welle selbst ist beispielsweise die Radachse oder aber ein eigenständiges Bauteil, das insbesondere über ein Lager mit der Radachse des Fahrzeugs gekoppelt ist. Mittels der Funkeinheit wird ein Funksignal übertragen, das den Messwert enthält. Das Funksignal ist beispielsweise konform zu einem WLAN- oder Bluetooth-Standard. By means of the encoder unit while the rotational movement of the shaft is detected and formed therefrom a measured value. In particular, the transmitter unit comprises a transmitter wheel which is coupled to the shaft. The shaft itself is, for example, the wheel axle or else an independent component, which is coupled in particular via a bearing with the wheel axle of the vehicle. The radio unit transmits a radio signal containing the measured value. The radio signal is, for example, compliant with a WLAN or Bluetooth standard.

Für den Betrieb des Wegimpulsgebers ist somit weder ein Versorgungskabel noch ein Datenkabel erforderlich, weshalb der Wegimpulsgeber im Wesentlichen kabellos ausgeführt werden kann. Insbesondere ist der Wegimpulsgeber im Wesentlichen autark. Bei der Montage muss folglich lediglich der Wegimpulsgeber mit der Radachse des Fahrzeugs gekoppelt und fahrzeugstationär montiert werden. In einem anschließenden Schritt werden eine Auswerteelektronik des Schienenfahrzeugs auf die Funkfrequenz und/oder den Funkstandard des Wegimpulsgebers eingestellt und die mittels der Gebereinheit erstellten Messwerte mittels Funk ausgelesen. Der Wegimpulsgeber kann somit als ein im Wesentlichen eigenständiges Bauteil ausgeführt werden. For the operation of the Wegimpulsgebers thus neither a supply cable nor a data cable is required, which is why the Wegimpulsgeber can be performed essentially wireless. In particular, the position encoder is essentially self-sufficient. During assembly, therefore, only the Wegimpulsgeber must be coupled to the wheel axle of the vehicle and mounted stationary in the vehicle. In a subsequent step, evaluation electronics of the rail vehicle are set to the radio frequency and / or the radio standard of the position encoder, and the measured values created by means of the encoder unit are read out by radio. The position encoder can thus be designed as a substantially independent component.

Aufgrund des Wegfalls sämtlicher Kabelverbindungen reduzieren sich die Kosten für das Schienenfahrzeug. Etwaige Ein- und Ausfederungen der Radachse mittels Federn belasten eine Datenübertragung an die Auswerteelektronik nicht. Ferner kann bei der Gestaltung eines die Radachse aufweisenden Drehgestells auf die Bereitstellung von Platz für die Kabel verzichtet werden. Due to the elimination of all cable connections reduce the cost of the rail vehicle. Any inputs and Ausfederungen the wheel axle by means of springs do not burden data transmission to the transmitter. Furthermore, in the design of a bogie having the wheel axle to dispense with the provision of space for the cable.

Darüber hinaus kann der Wegimpulsgeber mit einer Vielzahl von Auswerteelektroniken gekoppelt werden, ohne dass eine Rückkopplung der Auswerteelektroniken untereinander auftreten könnte. Zudem ist aufgrund der eigenständigen Energieversorgung des Wegimpulsgebers eine zusätzliche Einheit zur galvanischen Trennung von einem elektrischen Bordnetz des Schienenfahrzeugs nicht erforderlich, was zu einer Kostenreduktion führt. In addition, the position encoder can be coupled to a variety of evaluation electronics, without a feedback of the evaluation electronics could occur with each other. In addition, due to the independent power supply of the Wegimpulsgebers an additional unit for electrical isolation of an electrical system of the rail vehicle is not required, resulting in a cost reduction.

Insbesondere ist das mittels der Funkeinheit erstellte Funksignal kodiert. Mit anderen Worten enthält das Funksignal eine eindeutige Kennung des Wegimpulsgebers, beispielsweise dessen Seriennummer. Aufgrund dessen kann das Funksignal einem bestimmten Wegimpulsgeber zugeordnet werden, insbesondere falls eine Vielzahl von derartigen Wegimpulsgebern bei einem Schienenfahrzeug verwendet werden. Ferner wird vermieden, dass fälschlicherweise ein Funksignal eines Wegimpulsgebers eines weiteren, ebenfalls mit einem derartigen Wegimpulsgeber ausgerüsteten Schienenfahrzeugs zur Positionsbestimmung herangezogen wird. In particular, the radio signal generated by means of the radio unit is coded. In other words, the radio signal contains a unique identifier of the Wegimpulsgebers, for example, its serial number. Because of this, the radio signal can be assigned to a particular position encoder, especially if a plurality of such position encoders are used in a rail vehicle. Furthermore, it is avoided that a radio signal of a Wegimpulsgebers another, also equipped with such a Wegimpulsgeber rail vehicle is used to determine the position incorrectly.

Besonders bevorzugt umfasst die Energieversorgungseinheit einen Energiespeicher, der ein Kondensator oder geeigneterweise ein Akkumulator ist. Aufgrund der Verwendung des Energiespeichers ist eine ausreichende Pufferung von elektrischer Energie ermöglicht. Folglich kann die Funkeinheit auch bei einem Stillstand des Schienenfahrzeugs oder einer vergleichsweise langsamen Fahrt und einer hierdurch bedingten geringen Energieerzeugung mittels des Generators sicher betrieben werden. Ebenso kann nach einem Stillstand mittels der betriebsbereiten Gebereinheit bereits eine vergleichsweise geringe Rotationsgeschwindigkeit registriert werden, die für eine ausreichende Energieerzeugung zu gering ist. Unterstützend kann der Ladezustand des Akkumulators zu Wartungszwecken im Funksignal mit übertragen werden. Particularly preferably, the energy supply unit comprises an energy store, which is a capacitor or suitably an accumulator. Due to the use of the energy storage sufficient buffering of electrical energy is possible. Consequently, the radio unit can be safely operated even with a standstill of the rail vehicle or a relatively slow ride and a resulting low power generation by means of the generator. Likewise, after a standstill by means of the ready-to-use transmitter unit, a comparatively low rotational speed can already be registered, which is too low for sufficient energy generation. Supporting the state of charge of the battery for maintenance purposes in the radio signal can be transmitted.

Beispielsweise umfasst die Gebereinheit den Generator. Mit anderen Worten ist die Energieeinheit ein Bestandteil der Gebereinheit und die an dem Generator anliegende elektrische Spannung wird als Maß für die Rotationsgeschwindigkeit herangezogen. For example, the transmitter unit comprises the generator. In other words, the energy unit is a component of the transmitter unit and the voltage applied to the generator voltage is used as a measure of the rotational speed.

Besonders bevorzugt jedoch umfasst die Gebereinheit einen Hall-Sensor und vorzugsweise ein Geberrad, das an zumindest einer Stelle magnetisiert ist. Das Geberrad ist hierbei mit der Welle gekoppelt, und die magnetisierte Stelle befindet sich vorzugsweise radial zu der Welle beabstandet, wobei der Hall-Sensor einen gleichen Abstand zu der Welle aufweist. Bei einer Rotationsbewegung der Welle wird die magnetisierte Stelle des Geberrades vergleichsweise nahe an dem Hall-Sensor vorbeibewegt. Bei einer derartigen Bewegung wird das Magnetfeld im Bereich des Hall-Sensors verändert, was an Anschlusskontakten des Hall-Sensors einen elektrischen Strom- und/oder Spannungsimpuls erzeugt. Zur verbesserten Winkelauflösung ist es denkbar, dass das Geberrad eine bestimmte Anzahl von magnetisierten Stellen enthält, die insbesondere umfangsseitig gleichmäßig verteilt sind. However, particularly preferably, the transmitter unit comprises a Hall sensor and preferably a transmitter wheel, which is magnetized at at least one location. The encoder wheel is in this case coupled to the shaft, and the magnetized point is preferably spaced radially to the shaft, wherein the Hall sensor has an equal distance from the shaft. In a rotational movement of the shaft, the magnetized position of the encoder wheel is moved comparatively close to the Hall sensor. In such a movement, the magnetic field is changed in the region of the Hall sensor, which generates an electrical current and / or voltage pulse at terminal contacts of the Hall sensor. For improved angular resolution, it is conceivable that the encoder wheel contains a certain number of magnetized points, which are distributed evenly in particular circumferentially.

Alternativ oder in Kombination hierzu umfasst die Gebereinheit eine Lichtschranke und beispielsweise ein Geberrad, das mittels einer Aussparung durchbrochen ist. Die Aussparung ist dabei relativ zu der Lichtschranke derart angeordnet, dass bei einer Rotationsbewegung des Geberrads ein von einer Lichtquelle der Lichtschranke ausgesandtes Licht je nach Stellung des Geberrades ungehindert durch die Aussparung hindurchtreten kann oder von dem Geberrad vollständig geblockt wird. Dies wird mittels eines Lichtsensors der Lichtschranke detektiert, der sich auf der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite des Geberrads befindet. Zweckmäßigerweise ist das Geberrad mehrmals durchbrochen, beispielsweise 64-mal, um eine besonders hohe Winkelauflösung zu erhalten. Alternatively or in combination with this, the transmitter unit comprises a light barrier and, for example, a transmitter wheel which is perforated by means of a recess. The recess is arranged relative to the light barrier in such a way that during a rotational movement of the encoder wheel emitted from a light source of the light barrier light can freely pass through the recess depending on the position of the encoder wheel or is completely blocked by the encoder wheel. This is detected by means of a light sensor of the light barrier, which is located opposite to the light source Side of the sender wheel. Conveniently, the encoder wheel is broken several times, for example, 64 times to obtain a particularly high angular resolution.

Ebenso ist es denkbar, auf eine Aussparung zu verzichten und das Geberrad vielmehr sternförmig zu gestalten. Zur Funktionsweise ist lediglich wichtig, dass bei einer Rotation des Geberrads das mittels der Lichtschranke emittierte Licht je nach Winkelstellung des Geberrads entweder geblockt oder mittels des Lichtsensors der Lichtschranke detektiert werden kann. Alternativ können an der Position der Aussparungen Spiegel oder Prismen angeordnet sein, mittels derer das Licht der Lichtschranke auf den Lichtsensor gelenkt wird. It is also conceivable to dispense with a recess and to make the donor rather star-shaped. For the operation is only important that during a rotation of the encoder wheel, the light emitted by the light barrier light depending on the angular position of the encoder wheel either blocked or detected by the light sensor of the light barrier. Alternatively, mirrors or prisms can be arranged at the position of the recesses, by means of which the light of the light barrier is directed onto the light sensor.

Das Schienenfahrzeug umfasst zumindest eine Radachse und eine Auswerteeinheit. Mit der Radachse ist ein Wegimpulsgeber gekoppelt. Dabei entspricht die Welle des Wegimpulsgebers der Radachse. Alternativ ist die Welle des Wegimpulsgebers mit der Radachse beispielsweise über eine Kupplung oder ein Lager gekoppelt und wird von dieser angetrieben. Folglich erfasst der Wegimpulsgeber die Rotationsbewegung der Radachse und erstellt hieraus einen Messwert. Der Messwert wird per Funk an die Auswerteeinheit übermittelt, so dass keine Verkabelung des Wegimpulsgebers erforderlich ist. Mittels der Auswerteeinheit wird das empfangene Funksignal ausgewertet. The rail vehicle comprises at least one wheel axle and an evaluation unit. A position encoder is coupled to the wheel axle. The shaft of the Wegimpulsgebers the wheel axle corresponds. Alternatively, the shaft of the Wegimpulsgebers is coupled to the wheel axle, for example via a clutch or a bearing and is driven by this. Consequently, the position encoder detects the rotational movement of the wheel axle and creates a measured value from this. The measured value is transmitted by radio to the evaluation unit, so that no cabling of the position encoder is required. By means of the evaluation unit, the received radio signal is evaluated.

Insbesondere umfasst das Schienenfahrzeug zwei oder mehr Auswerteeinheiten, von denen jede das Funksignal des Wegimpulsgebers empfängt. Dabei sind alle Auswerteeinheiten galvanisch voneinander getrennt, so dass sowohl weder der Wegimpulsgeber noch die Auswerteelektroniken untereinander sich gegenseitig beeinflussen. In particular, the rail vehicle comprises two or more evaluation units, each of which receives the radio signal of the position encoder. All evaluation units are galvanically separated from each other so that neither the position encoder nor the evaluation electronics influence each other.

Vorteilhafterweise umfasst das Schienenfahrzeug aus Redundanzgründen genau zwei Wegimpulsgeber. Hierdurch ist eine Positionsbestimmung des Schienenfahrzeugs auch bei dem Ausfall eines der beiden Wegimpulsgeber sichergestellt. Andererseits sind die Herstellungskosten und Wartungskosten des Schienenfahrzeugs vergleichsweise gering, da lediglich zwei Wegimpulsgeber verwendet werden, unabhängig von der Anzahl der mit dieser gekoppelten Auswerteelektroniken. Advantageously, the rail vehicle for redundancy reasons exactly two Wegimpulsgeber. As a result, a position determination of the rail vehicle is ensured even in the failure of one of the two Wegimpulsgeber. On the other hand, the production costs and maintenance costs of the rail vehicle are comparatively low, since only two position encoders are used, regardless of the number of evaluation electronics coupled to them.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 schematisch einen Wegimpulsgeber, und 1 schematically a position encoder, and

2 ein Schienenfahrzeug mit dem Wegimpulsgeber. 2 a rail vehicle with the position encoder.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In 1 ist in einer perspektivischen Ansicht schematisch ein Wegimpulsgeber 2 mit einem Gehäuse 4 dargestellt, wobei das Gehäuse 4 transparent gezeigt ist. Innerhalb des Gehäuses 4 ist ein Geberrad 6 angeordnet, das starr mit einer Welle 8 verbunden ist. Die Welle 8 selbst ist mittels eines Lagers 10 drehbar gelagert, das an einer Seitenwand des Gehäuses 4 befestigt ist. In 1 is a perspective view schematically a Wegimpulsgeber 2 with a housing 4 shown, wherein the housing 4 is shown transparent. Inside the case 4 is a donor wheel 6 arranged, rigid with a shaft 8th connected is. The wave 8th itself is by means of a warehouse 10 rotatably mounted on a side wall of the housing 4 is attached.

Das Geberrad 6 weist eine Anzahl von Aussparungen 12 auf, die einen konstanten Radius zur Rotationsachse der Welle 8 aufweisen. Der Abstand der Aussparungen 12 untereinander ist dabei gleich, und die Anzahl der Aussparungen 12 kann vierundsechzig (64) betragen. Mit anderen Worten beträgt ein zwischen zwei benachbarten Aussparungen 12 und der Rotationsachse gebildeter Winkel 5,625°. The donor wheel 6 has a number of recesses 12 which has a constant radius to the axis of rotation of the shaft 8th exhibit. The distance of the recesses 12 among themselves is the same, and the number of recesses 12 can sixty-four ( 64 ) amount. In other words, one between two adjacent recesses 12 and the axis of rotation formed angle 5.625 °.

Im Bereich des Geberrads 6 ist eine Lichtschranke 14 angeordnet. Die Lichtschranke 14 umfasst eine Leuchtquelle 16, die als eine LED ausgestaltet ist. Ferner weist die Lichtschranke 14 einen Lichtdetektor 18 auf, der sich auf der der Lichtquelle 16 gegenüberliegenden Seite des Geberrads 6 befindet. Der Abstand der Lichtschranke 14 von der Rotationsachse der Welle 8 beträgt im Wesentlichen dem der Aussparungen 12 zu der Rotationsachse. Das mit den Aussparungen 12 versehene Geberrad 6 und die Lichtschranke 14 sind Bestandteil einer Gebereinheit 20 des Wegimpulsgebers 2. In the area of the encoder wheel 6 is a light barrier 14 arranged. The photocell 14 includes a light source 16 , which is designed as an LED. Furthermore, the photocell points 14 a light detector 18 on, focusing on the light source 16 opposite side of the encoder wheel 6 located. The distance of the light barrier 14 from the axis of rotation of the shaft 8th is essentially that of the recesses 12 to the axis of rotation. The one with the recesses 12 provided donor wheel 6 and the photocell 14 are part of a transmitter unit 20 of the Wegimpulsgebers 2 ,

Bei einer Rotationsbewegung der Welle 8 und somit auch des Geberrads 6 wird ein von der Lichtquelle 16 in Richtung des Geberrads 6 und des Lichtdetektors 18 emittiertes Lichtfeld 22 abwechselnd von dem Geberrad 6 geblockt und von den Aussparungen 12 in Richtung des Lichtdetektors 18 durchgelassen. Aus der Anzahl der mittels des Lichtdetektors 18 erfassten Lichtpulse kann somit ein Messwert erstellt werden, der den Winkel umfasst, um den die Welle 8 während der Rotationsbewegung gedreht wurde. Jeder Puls entspricht hierbei einer Drehung um 5,625°. In a rotational movement of the shaft 8th and thus also the donor wheel 6 becomes one of the light source 16 in the direction of the encoder wheel 6 and the light detector 18 emitted light field 22 alternately from the sender wheel 6 blocked and from the recesses 12 in the direction of the light detector 18 pass through. From the number of means of the light detector 18 detected light pulses can thus be created a measured value, which includes the angle to which the shaft 8th while the rotation was rotated. Each pulse corresponds to a rotation of 5.625 °.

Dieser Messwert wird mittels einer Funkeinheit 24 übertragen. Hierfür wird mittels der Funkeinheit 24 ein Funksignal 26 (s. 2) nach einem WLAN-Standard erstellt, das zudem eine eindeutige Kennung des Wegimpulsgebers 2 enthält. Die eindeutige Kennung ist die Seriennummer des Wegimpulsgebers 2. Zur Versorgung sowohl der die Lichtschranke 14 umfassenden Gebereinheit 20 als auch der Funkeinheit 24 ist eine Energieversorgungseinheit 28 vorgesehen. Die Energieversorgungseinheit 28 weist einen Energiespeicher 30 in Form eines Akkumulators auf, der elektrisch – hier nicht gezeigt – sowohl mit der Funkeinheit 24 als auch der Lichtschranke 14 kontaktiert ist. Der Energiespeicher 30 selbst wird von einem Generator 32 gespeist. Der Generator 32 wird von dem Geberrad 6 bei einer Rotationsbewegung der Welle 8 angetrieben. Die Energiespeicherkapazität des Akkumulators 30 ist derart bemessen, dass bei einer vollständigen Ladung des Akkumulators 30 sowohl die Funkeinheit 24 als auch die Gebereinheit 20 bei einem Stillstand der Welle 8 für einen Zeitraum von mindestens 8 Stunden oder mehreren Tagen betrieben werden kann. This measured value is transmitted by means of a radio unit 24 transfer. For this purpose, by means of the radio unit 24 a radio signal 26 (S. 2 ) created according to a WLAN standard, which also has a unique identifier of the Wegimpulsgebers 2 contains. The unique identifier is the serial number of the position encoder 2 , To supply both the photocell 14 comprehensive transmitter unit 20 as well as the radio unit 24 is a power supply unit 28 intended. The power supply unit 28 has an energy storage 30 in the form of an accumulator, which is electrically - not shown here - both with the radio unit 24 as well as the light barrier 14 is contacted. The energy storage 30 itself is powered by a generator 32 fed. The generator 32 is from the sender wheel 6 during a rotational movement of the shaft 8th driven. The energy storage capacity of the accumulator 30 is dimensioned such that when a full charge of the accumulator 30 both the radio unit 24 as well as the encoder unit 20 at a standstill of the shaft 8th for a period of at least 8 hours or more.

In 2 ist ein Schienenfahrzeug 34 mit zwei Drehgestellen 36 stark vereinfacht gezeigt. Jedes Drehgestell 36 weist zwei Radachsen 38 mit jeweils zwei Rädern 40 auf. Zur Bestimmung der Position des Schienenfahrzeugs 34 mittels Odometrie sind zwei der vier Radachsen 38 mit jeweils einem Wegimpulsgeber 2 gekoppelt. Hierbei ist die Welle 8 des jeweiligen Wegimpulsgebers 2 starr an der zugehörigen Radachse 38 befestigt. Das Gehäuse 4 jedes Wegimpulsgebers 2 ist an dem zugeordneten Drehgestell 36 angebunden, so dass bei einer Bewegung des Schienenfahrzeugs 34 und einer dadurch bedingten Rotationsbewegung der Radachsen 38 die Geberräder 6 relativ zu der jeweiligen Lichtschranke 14 rotieren. In 2 is a rail vehicle 34 with two bogies 36 shown greatly simplified. Every bogie 36 has two axles 38 with two wheels each 40 on. To determine the position of the rail vehicle 34 Odometry is two of the four wheel axles 38 each with a Wegimpulsgeber 2 coupled. Here is the wave 8th of the respective Wegimpulsgebers 2 rigidly on the associated wheel axle 38 attached. The housing 4 every path pulser 2 is on the assigned bogie 36 Tied, so that during a movement of the rail vehicle 34 and a consequent rotational movement of the wheel axles 38 the donor wheels 6 relative to the respective light barrier 14 rotate.

Das Schienenfahrzeug 34 weist sechs Auswerteeinheiten 42 auf, von der jede die Funksignale 26 der beiden Wegimpulsgeber 2 empfängt. Beispielsweise werden mit den unterschiedlichen Auswerteeinheiten 42 verschiedene Positionsbestimmungsalgorithmen ausgeführt, wobei bei zumindest einem der Auswerteeinheiten 42 das in dem Funksignal 26 enthaltene Messsignal in eine Geschwindigkeit umgerechnet wird. Aufgrund der Funkübertragung der Messsignale ist dabei eine Beeinflussung der Auswerteeinheiten 42 untereinander ausgeschlossen. Des Weiteren ist bei einem Ausfall eines der beiden Wegimpulsgeber 2 eine Positionsbestimmung mittels der von dem verbliebenen Wegimpulsgeber 2 ermittelten Messdaten möglich. Wegen der Kodierung der Funksignale 26 mit der Kennung des jeweiligen, das Funksignal 26 erstellenden Wegimpulsgebers 2 kann jeder der Messwerte dem jeweiligen Wegimpulsgeber 2 zuverlässig zugeordnet werden. The rail vehicle 34 has six evaluation units 42 on, each of which the radio signals 26 the two Wegimpulsgeber 2 receives. For example, with the different evaluation units 42 executed different positioning algorithms, wherein at least one of the evaluation units 42 that in the radio signal 26 contained measuring signal is converted into a speed. Due to the radio transmission of the measurement signals is an influence on the evaluation 42 excluded among themselves. Furthermore, in case of failure one of the two position encoders 2 a position determination by means of the remaining position encoder 2 determined measured data possible. Because of the coding of the radio signals 26 with the identifier of the respective, the radio signal 26 creating Wegimpulsgebers 2 Each of the measured values can be assigned to the respective position encoder 2 be assigned reliably.

Die mit den Wegimpulsgebern 2 ermittelte Anzahl von Radumdrehungen werden mit dem in den Auswerteeinheiten 42 hinterlegten Wert für den Durchmesser des jeweiligen Rads 40 multipliziert. Mittels der Auswerteeinheiten 42 wird die derart erstellte Strecke entlang des von dem Schienenfahrzeug 34 befahrenen Gleises projiziert und somit die Position des Fahrzeugs 34 bestimmt. Die Position wiederum wird beim Betrieb eines Zugssicherungssystems herangezogen. The with the Weglerngeber 2 The number of wheel revolutions determined is the one in the evaluation units 42 deposited value for the diameter of the respective wheel 40 multiplied. By means of the evaluation units 42 is the route thus created along the of the rail vehicle 34 traveled track and thus projected the position of the vehicle 34 certainly. The position in turn is used in the operation of a train protection system.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: Wegimpulsgeber odometer pulse
44: Gehäuse casing
66: Geberrad sensor wheel
88th: Welle wave
1010: Lager camp
1212: Aussparung recess
1414: Lichtschranke photocell
1616: Lichtquelle light source
1818: Lichtdetektor light detector
2020: Gebereinheit transmitter unit
2222: Lichtfeld Lichtenfeld
2424: Funkeinheit radio unit
2626: Funksignal radio signal
2828: Energieversorgungseinheit Power supply unit
3030: Energiespeicher energy storage
3232: Generator generator
3434: Schienenfahrzeug track vehicle
3636: Drehgestell bogie
3838: Radachse wheel axle
4040: Rad wheel
4242: Auswerteeinheit evaluation

Claims

Position encoder ( 2 ) of a vehicle ( 34 ), in particular a rail vehicle, both with a transmitter unit ( 20 ) for detecting a rotational movement of a shaft ( 8th ) and for generating a measured value thereof, as well as with a power supply unit ( 28 ), one by means of the shaft ( 8th ) powered generator ( 32 ) and with a radio unit ( 24 ) for the wireless transmission of a radio signal containing the measured value ( 26 ).

Position encoder ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the radio signal ( 26 ) is encoded.

Position encoder ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the power supply unit ( 28 ) an energy store ( 30 ), in particular an accumulator.

Position encoder ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmitter unit ( 20 ) a Hall sensor or a light barrier ( 14 ) having.

Rail vehicle ( 34 ) with a wheel axle ( 38 ), with which a position encoder ( 2 ) is coupled according to one of claims 1 to 4, and with at least one evaluation unit ( 42 ) for receiving the radio signal ( 26 ) of the position encoder ( 2 ).