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Anordnung zum Identifizieren von Fahrzeugen auf Fahrbahnen, insbesondere
Schienenfahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Identifizieren von
Fahrzeugen auf Fahrbahnen, insbesondere Schienenfahrzeugen, bestehend aus Fahrzeuggeräten
mit abgestimmten Resonanzkreisen, sowie aus mindestens einem damit über eine Fahrbahnspule
induktiv koppelbaren Abfragegerät, das ein eine Anzahl von m Frequenzen erzeugendes
Generatorsystem aufweist und Symbolgeber eines Meldesystems steuert.
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Eine bekannte Schaltanordnung der oben definierten Art weist für jede
im Abfragegerät erzeugte Frequenz einen auf diese abgestimmten Resonanzkreis auf,
durch den nach einem bestimmten Code mindestens zwei von der Anzahl m Frequenzen
des Abfragegeräts entsprechende Antwortsender des Fahrzeuggeräts steuerbar sind.
Die. Antwortsender arbeiten mit Frequenzen, die sich von den Abstinunfrequenzen
der Resonanzkreise unterscheiden. Für jeden der im Fahrzeuggerät vorgesehenen Antwortsender
ist jeweils wiederum ein auf dessen Frequenz abgestimmter Empfänger im Abfragegerät
vorgesehen, das den der empfangenen Frequenz entsprechenden Symbolgeber des Meldesystems
steuert. Da für die Anzahl der im Abfragegerät erzeugten Frequenzen eine gleich
große Anzahl Resonanzkreise, Antwortsender und Empfänger erforderlich sind, ist
diese bekannte Schafanordnung überaus aufwendig in der Fertigung, Montage und Wartung.
Die Vielzahl der Sende- und Empfangseinheiten bedingt auch eine große Störanfälligkeit.
Außerdem erfolgt die Abfrage des Fahrzeuggeräts mit den m Frequenzen nicht gleichzeitig,
sondern diesen jeweils zugeordneten Generatoreinheiten im Abfragegerät werden nacheinander
durch einen Taktgeber und ein Schieberregister auf die Fahrbahnspule übertragen.
Diese muß daher im Hinblick auf die hohen Fahrgeschwindigkeiten und den immerhin
gedehnten Zeitraum für die aufeinanderfolgende Durchgabe sämtlicher Frequenzen eine
große Länge aufweisen, so daß die Anlage der Koppelspule noch einen zusätzlichen
erheblichen Aufwand erfordert.
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Noch aufwendiger ist eine zum Identifizieren von Schienenfahrzeugen
weiterhin bekannte Anordnung, die gleichfalls mit einer der Anzahl der. m Frequenzen
entsprechenden Zahl -von Sendern ausgestattet ist. Diese werden nacheinander durch
eine Kippstufengruppe über Relais an die Koppelspule geschaltet. Die von den Fahrzeuggeräten
empfangenen Signale werden durch Transfluxören gespeichert und bei Abfrage auf transistorisierte
Antwortsender übertragen. Trotz des enorm hohen Bau- und Wartungsaufwandes dieser
bekannten Schaltanordnungen besteht bei beiden derselben die Möglichkeit von Fehlcodierungen,
so daß bei jeder Durchgabe eines Codes eine Kontrolle durch einen Prüfcode vorgenommen
werden muß. Dadurch wird nicht nur das Abfragegerät, sondern auch die Koppelspule
wesentlich verteuert, die infolge der weiteren Dehnung der Abfrage- und Antwortzeiten
:eine noch größere Länge aufweisen müß. Außerdem haftet beiden Schaltanordnungen
der gemeinsame Nachteil an, daß die Anzahl der Codes auf die Anzahl m der durch
das Generatorsystem erzeugten Frequenzen beschränkt ist, die beispielsweise bei
der zuerst erläuterten Schaltanordnung jeweils von den zugeordneten Resonanzkreisen
des Fahrzeuggerätes über - ein fest verschaltetes Vielfach auf zwei oder drei Komponentensender
des entsprechenden Codes übertragen werden.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine baulich einfache und daher
billig zu erstellende. Schaltanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch
die mit hoher Betriebssicherheit eine große Anzahl von Codes übertragbar ist. Dies
wird dadurch erreicht, ;daß die Fahrbahnspule ein Impedanzglied einer gleichzeitig
mit den m Frequenzen beaufschlagten und normalerweise abgeglichenen Wechselstrombrücke
bildet, daß die Resonanzkreise der Fahrzeuggeräte zumindest: auf zwei dieser m Frequezen
abgestimmt sind und daß ein mit m Resonanzkreisen versehener Decoder. auf Grund
der bei der Abtastung an der Wechselstrombrücke auftretenden Störspannung den abgetasteten
Frequenzen zugeordnete Symbolgeber steuert.
Die erfindungsgemäße
Anordnung ist billig zu erstellen und überaus betriebssicher, da lediglich für jede
der m Frequenzen eine Generatoreinheit, jedoch ansonsten weder Sender- noch Empfängereinheiten
erforderlich sind.
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Insbesondere die Koppelbereiche der Fahrbahnspulen und demzufolge
deren Dimensionen können sehr ldeiii gehalten weiden, da die simultane Ainkopplung
sämtlicher in Ptetlüenzen das Überträgen der Code in allerkürzester Zeit ermöglicht.
Die neue Schaltanordnung gewährleistet auch eine große Zahl von Codierungen, die
beispielsweise bei zwei abgestimmten Resonanzkreisen des Fahrzeuggerätes und -m-
verschiedenen -Frequenzen
Kombina:= tionen entspricht. Für die Fahrzeuggeräte werden weder Energiequellen
noch Röhren öder- Transistoren, sondern lediglich fest abgestimmte Resonanzkreise
benötigt, die unbegrenzt haltbar und mit kleinen Einbaumaßen billig zu fertigen
sind. - -' -Für Anordnungen der oben beschriebenen Art mit Speicherzellen des-Abffägegäräts
ist" es besonders vorteilhaft, wenn die Speicherzellen durch den Symbolgebern zugeordnete
Selbsthalterelais gebildet sind. Derart ausgebildete Speicherzellen sind billig
und betriebssicher.
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Eine zweckdienliche Weiterbildung der Anordnung wird dadurch gewährleistet,
daß zwei voneinander unabhängig und rechtwinkelig - zuelnander -.aügeördnete Fahrbahnspülen
vöfhaiiden sjrtd, denen an jedem Fahrzeug zwei unabhängig voneinander und reit rechtwinkelig
zueinander -liegenden Achsen- der Resonanzkreisspulen angeordnete Fahrzeuggeräte
zugeordnet sind. Eine solche Anordnung ermöglicht das Übertragen vietzgriger Code
auf das Meldesysteüi.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erßndüng ist in den Zeichnungen dargestellt.
In diesen zeigt -F i g.1 ein Schaltschema einet Anördtiütig zum Übertragen zweiziffriger
Codebezeichnungen von Fahrzeugen auf ein Meldesystem und F i g. 2 eine schematisch
dargestellte Draufsicht auf eine Schienenbahn für Schienenfahrzeuge mit gegen-Tiber
P -i g. 1 abgeänderten Ausführungsformen von Fahrzeuggeräten und diesen zugeordneten
Pahrbahnspülen.
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Gemäß F i g.1 weist eine Anordnung zum Identifizieren von Fahrzeugen
auf-Fahrbahnen, insbesondere .Schienenfahrzeugen, ein Geneiatorsystem 1 auf, durch
das gleichzeitig m Frequenzen erzeugbar sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel
sind dem Generatorsystem 1 für m = 15 entsprechend viele Prequenzgeneratoren
f 1; f 2 . . . - f 15 zugeordnet, die in Parallelschaltung einen Verstärker
P ansteuern. Das Generatörsystem 1 ist Bestandteil eines Abfragegeräts, das weiterhin
eine später noch näher beschriebene Wechselstrombrücke 2 sowie einen Decoder-.3
aufweist und durch .eine der" Wechselströmbrncke 2 zugeordnete Fahrbahnspule L2.
induktiv mit Fahrzeuggeräten 4 kuppelbar ist.- Von den letzteren ist jeweils
mindestens eines an jedem der zu identifizieren--den Fahrzeuge (nicht eingezeichnet)
angeordnet und weist abgestimmte Resonanzkreise S1., K1 und 52,-X2 auf, die mit
gegenseitiger Überlappung der Resonänzkreisspulen S13,51, jedoch ohne gegenseitige
induktive lleeinflussung nebeneinander angeordnet sind.
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-. Durch das Abfragegerät 1, 2, 3 ist ein Meldesystem steuerbar, das
der Anzahl der m Frequenzen des .Generatotsystems 1 entsprechende Symbolgeber aufweist,
die beim dargestellten Aiisfühtungsbeispiel duröh Relais Tl, T2 .. .T15 gebildet
Und im Bereich des Decoders 3 eingezeichnet sied.
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Nach der Erfindung ist die Fahrbahnspule L2 ein Impedanzglied der
Wechselstrombrücke 23 die simultan mit sämtlichen ]Prequenzen des Geüerä;törsystes,1
beaufschlägbar und normalerweise abgeglichen ist. Den Indikator der Wechselstrombrücke
2 bildet ein zwisehen deren Punkten A, B geschalteter Decoder 3. Außerdem
sind die Resonanzkreise S1, K1 und S2, K2 der Fahrzeuggeräte 4 jeweils auf
zwei der m Frequenzen abgestimmt und wirken, sobald sie in den Koppelbereich der
Fahrbahnspule L2 gelangen, als _SiörgröBe des Brüc __enabgleichs, w abei durch den
als Indikator der Wechselstrombrücke 2 geschalteten Decoder 3 die den Frequenzen
der Resonanzkreise S1, K1 und S2, K2 zugeordnete Symbolgeber Tly T2. . .
T'15
steüerbär'.sind, Die Wechselstrombrücke 2 weist in bekannter Weise zwei Ohmsche
Widerstände ,R und einen kapazitiven Widerstand C sowie außer dem durch die Fahrbahnspule
gebildeten Impedanzglied L2 ein mit diesem be,-züglich des Kennlimenverläufs identisches
weiteres ImpedänzgliedL1 auf, das über eine Sekundärwicklung G in einen geschlossenen
magnetischen Kreis des zwischen die Punkte A, :$ der Wechselströmbrücite 2 geschalteten
IDecoders 3 eingeschlossen ist..
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Im Decoder 3 sind zwischen dessen Verbindungsleitungen zu den Punkten
A, S der Wechselstrom= Krücke 2 der Anzahl der m Prequenzen entsprechende `oteritiömeterwiderstände
R 1, -R$ ... P,19 geschaltet, an deren Abgriffen jeweils einer von
entsprechend violen Resonanzkreisen P1,. P2 ... .P15 angeschlossen und auf
eine der m Frequenzen abgestimmt ist. Die P`esoiianzkreise 14'1N _'2 ...
F'15 steuern jeweils einen von entsprechenden Phasendemodulatoren, beispielsweise
Dl, D2 . . . _DIS, die unmittelbar vom zugeordneten Ptequenzgenerator
f l , f 2 ... /15 - des -Generatörsystems
1 durch eine derart phasenverschobene Spannung beaufschlagbar sind, daß die Spannung
an den Demodulatorausgängen dann, wenn sich keines der Fahrzeuggeräte
4 im Koppelbereich der Fahrhahn spule L2 befindet, gleich Nu11 ist.- Die
Phasendeniodu Iatoreii .D 1, I52 ... 1315 steuern über Verstärker A., -2
... E'15 bei einer Störung des Gleichgewichts der Wechselstrombrücke 2 durch
ein in den Koppelbereich der Fahrbahnspule L2 gelangendes Pahrzeuggerät
4
die dessen kesonanzfrequenzen entsprechenden Symbolgeber 1"1, T2 . . . Y15
des Meldesystems. -Bei der nachfolgenden- Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung
wird vorausgesetzt, daß der Verstärker P mit sämtlichen durch die Frequenzgeneratoreil
f 1, f 2 ... f15 .erzeugten Frequenzen des Greneratorsystems-1 beaüfschlt.gt
ist und daß sich im Koppelbereich der Fahrbahnspule .,f ein Fahrzeug finit einem
der Fahrzeuggeräte 4 befindet, dessen Resonanzkreise g1, .91 und ,5'2, K2
auf eine der Frequenzen der Prequenzgeneratoren f 1 und f 2 abgestiiilmt
sind.. -für diese beiden Frequenzen wird dann das Brüekengleichgewicht zwischen
den Punkten A, B der Wechsel strombrücke 2 gestört.
wobei W .die Werte W1 und W2 annimmt.
Wird mit K der Kopplungskoeffizient
zwischen der Fahrbahnspule L2 und dem Fahrzeuggerät 4 sowie mit Q der Überspannungskoeffizient
dieses Fahrzeuggeräts 4 bezeichnet, dann ergibt sich für die Spannung zwischen
den Punkten A, B der Wechselstrombrücke 2 beim Durchgang einer Doppelspule
der Wert:
wobei wiederum W die Werte W1 und W2 annimmt. Diese Spannung setzt
sich also aus zwei Komponenten zusammen, von denen die eine, die Nutzspannung, mit
dem Strom I in Phase ist, während die andere sich als Quadrat der parasitären Spannung
darstellt.
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Die Aufgabe des Decoders 3 besteht nun darin, für jede Frequenz die
Komponente der Spannung U herauszufinden, die mit dem Strom 1 in Phase ist. Im vorausgesetzten
Fall, in dem die Resonanzkreise S1, K1 und S2, K2 auf die Frequenzen der Generatoren
f 1, f 2 abgestimmt sind, werden daher die Relais T1 und T2 vorübergehend erregt,
während die restlichen Relais T3 ... T15 in Ruhestellung bleiben.
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Die beiden Arbeitskontakte der Relais T1 und T2 sind in Reihe geschaltet,
d. h., es wurde die Codekombination f 1, f 2 am Fahrzeug abgetastet.
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Es ist auch möglich, die vorübergehende Erregung der beiden Relais
T1, T2 und somit das Vorbeifahren eines bestimmten Fahrzeugs zu speichern, indem
z. B. die Relais T1, T2 ... T15 als Selbsthalterelais ausgebildet
werden. Es können jedoch auch andere Speichermittel Anwendung finden. Ebenso könnte
die Decodifizierung in der Weise vorgenommen werden, daß man eine Diodenmatrize
speist, die ausgehend von den aus den Phasendemodulatoren D1, D2
... D15 kommenden Gleichspannungen die Symbolgeber des Meldesystems
steuert. Durch die beschriebene Vorrichtung sind
Fahrzeuge zu identifizieren, wobei in der obigen Arbeitsbeschreibung n =
2 und m = 15 gewählt war. Im Prinzip besteht jedoch keine obere Grenze für
m und n.
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Soll eine größere Zahl von Fahrzeugen mit beispielsweise jeweils vier
Kennziffern identifiziert werden, ist es vorteilhaft, zwei gleiche Vorrichtungen
gemäß F i g. 1 nach der in F i g. 2 dargestellten Weise zu kombinieren. Gemäß der
letzteren sind im Bereich einer Schienenbahn V1, V2 zwei Fahrbahnspulen L2,
L'2 mit den Längsachsen rechtwinkelig, vorzugsweise T-förmig, zueinander angeordnet,
so daß keine gegenseitige Beeinflussung erfolgt. Ebenso sind an jedem Fahrzeug zwei
Fahrzeuggeräte 4, 4' unabhängig voneinander mit rechtwinkelig zueinander
angeordneten Achsen der Resonanzkreisspulen S1, S2 und S'1, S'2 vorgesehen, so daß
keine gegenseitige Beeinflussung vorhanden ist und die Spulen S1, S2 nur auf die
Fahrbahnspule L2 sowie die Spulen S'1, S'2 nur auf die Fahrbahnspule L'2 einwirken.
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Die beiden Vorrichtungen gemäß F i g. 2 sind völlig unabhängig voneinander
angeordnet und ergeben durch Kombination der Decodersignale eine vierstellige Kennziffer
des jeweiligen Fahrzeugs.