DE1302125B - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
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-
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-
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung eines auf einer Bahn geführten, mit einem
Antrieb versehenen Körpers auf mindestens einen Punkt seiner Fahrbahn, bei der der Körper einen mit
einer Aufnahmespule versehenen, auf elektromagnetische Wellen ansprechenden Empfänger trägt, in
dem auf Grund von zwei längs der Bahn angeordneten ein elektromagnetisches Feld hervorrufenden
Leitkabeln ein Steuersignal erzeugt wird, wobei von dem Bahnpunkt aus die beiden Leitkabel in entgegengesetzter
Richtung zu den Bahnenden laufen und wobei in dem Bahnpunkt eine Wechselspannungsquelle
mit ihrem einen Pol mit den Leitkabeln verbunden ist, während der andere Pol der Wechselspannungsquelle
mit Rückleitungen von den Kabelenden an den Bahnenden verbunden ist.
Wenn auch die genannte Vorrichtung nach der Hauptanmeldung einwandfrei arbeitet, so ist es doch
möglich, ihre Eigenschaften noch zu verbessern. Wenn der ausgewählte Punkt mitten zwischen den
Enden der Leitkabel liegt, sind die in entgegengesetzten Richtungen fließenden Ströme etwa gleich,
so daß das von der Aufnahmespule erzeugte Signal seine kleinste Größe etwa an dem gewünschten Punkt
annimmt. Wenn der gewählte Punkt jedoch nicht in dem mittleren Bereich der Leitkabel liegt, unterscheiden
sich die Widerstände der beiden Leitkabelenden, so daß die einander entgegengerichteten
Ströme ungleich sind. In diesem Falle entsteht das von der Aufnahmespule erzeugte, minimale Signal
erst, wenn die Spule etwas gegenüber dem gewählten Punkt verschoben ist. In vielen Fällen soll aber die
Vorrichtung ein minimales Signal dann angeben, wenn die Spule ganz genau auf den gewählten Punkt
eingestellt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art
darin, daß ein Abtastglied zur Bildung eines Differenzsignals vorgesehen ist, das der Differenz der
Ströme in den beiden Rückleitungen entspricht, und daß die Aufnahmespule in Reihe zum Abtastglied
derart am Eingang eines Diskriminators liegt, daß eine Kompensation der Differenz der Rückleitungsströme
erzielt ist, und daß ferner am Diskriminatorausgang ein Signal zur Lagesteuerung des Körpers
auf dessen Bahn entsteht.
Es kann zweckmäßig sein, als Abtastglied einen Transformator vorzusehen, dessen zwei Primärwicklungen
in die Rückleitungen von den Bahnenden eingeschaltet sind und dessen Sekundärwicklung in
Reihe zur Aufnahmespule geschaltet ist.
Das Abtastglied kann auch als stromempfindliche Kompensationsschleife ausgebildet sein, die an die
beiden Rückleitungen angekoppelt und zur Aufnahmespule in Reihe geschaltet ist.
Weitere Erfindungsmerkmale, die ebenfalls Gegenstände von Unteransprüchen sind, werden im Zusammenhang
mit Ausführungsbeispielen näher erläutert.
F i g. 1 und 2 zeigen je ein Schaltbild einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
F i g. 3 und 4 zeigen Schaltbilder von Vorrichtungen gemäß F i g. 2, die jedoch Interpolationsmittel
zur Erzielung von Zwischenstellungen zwischen festen Stationen aufweisen.
Wie in F i g. 1 dargestellt, weist ein auf einer nicht dargestellten Bahn geführter mit einem Antrieb versehener
Körper 10 eine Aufnahmespule 18 auf. Der
Körper 10 kann z. B. der Arbeitstisch einer Werkzeugmaschine, ein Förderwagen oder ein Kran sein.
Wenn bei dem Beispiel auch nur eine eindimensionale Bewegung vorgesehen ist, so ist die Erfindung auch
bei mehrdimensionaler Bewegung anwendbar. Dem Körper 10 ist eine Steuerschaltung 12 zugeordnet,
zu der auch ein Motor gehören kann. Zwischen der Aufnahmespule 18 und der Steuerschaltung 12 ist ein
Diskriminator 14 vorgesehen, der für den Motor ein Gleichstromsignal bestimmter Größe und Polarität
bereitstellt. Die Steuerschaltung 12 kann mechanisch mit dem Körper 10 verbunden sein, wie dies durch
eine gestrichelte Linie in F i g. 1 angedeutet ist.
Die Vorrichtung weist ein Leitkabel 16 auf, das sich neben der Bahn befindet, auf der sich der Körper
10 bewegt. Der Körper 10 kann auch ortsfest sein, während sich das Leitkabel 16 bewegt; es ist auch
möglich, sowohl dem Körper 10 als auch das Leitkabel 16 relativ zueinander zu bewegen. Eine Aufnahmespule
18 von z. B. rechteckiger Form, mit oder ohne Kern, ist an dem Körper 10 angebracht, so daß
sie eine etwa konstante Winkelstellung und einen etwa konstanten Abstand von dem Leitkabel 16 beibehält.
Wenn die Aufnahmespule 18 — in der Folge Spule genannt — und das Leitkabel 16 in einer gemeinsamen
Ebene liegen, so ist dies besonders günstig, weil dann die Spule 18 gut auf den Strom in
dem Leitkabel 16 anspricht und somit ein möglichst starkes Signal erzeugt wird. Die beiden Enden des
Leitkabels 16 sind über je einen einstellbaren Begrenzungswiderstand 20 und übereinander ähnliche
Primärwicklungen 23, 24 eines zur Kompensation vorgesehenen Transformators 22 an der einen
Klemme einer Wechselstromquelle angeschlossen, die vorzugsweise einen Wechselstrom mit einer Frequenz
in der Größenordnung von 1600 Hz liefert. Die andere Klemme der Wechselstromquelle ist vorzugsweise
an ein Bezugspotential, z. B. Erde, und an einen verstellbaren Schaltarm 26 eines Wahlschalters
28 angeschlossen. Der bewegbare Arm 26 kommt bei seiner Schwenkung mit mehreren Kontakten in Berührung,
die je mit einem anderen Bahnpunkt oder einer Station an dem Leitkabel 16 verbunden sind.
In den F i g. 1 bis 4 sind beispielsweise zehn Kontakte bzw. Stationen 0 bis 9 dargestellt. Durch den Ort
der Station an dem Leitkabel 16 ist diejenige Stelle festgelegt, die der Körper 10 — genauer: die Spule
18 — einnehmen soll. Wenn die Spule 18 und der Körper 10 z. B. auf die Station 9 eingestellt werden
soll, wird der bewegbare Arm 26 so lange geschwenkt, bis er den Kontakt 9 berührt. Dann fließt ein Strom
längs zweier Wege, die den gemeinsamen Arm 26, die gemeinsame Verbindung vom Kontakt 9 zur
Station 9, je ein Leitkabel 16 zu beiden Seiten der Station 9, je einen Widerstand 20, je eine Primärwicklung
23 und 24 eines Transformators 22 und die gemeinsame Verbindung zwischen diesen Wicklungen
23 und 24 enthalten. Der Strom durch die gemeinsamen Teile dieser beiden Wege ist /„, während die
Ströme in den beiden gesonderten Wegen /, und Ir sind. Die Summe der beiden Ströme Il und Ir entspricht
der Stromstärke /„. Es sei angenommen, daß sich die Wechselstromquelle in demjenigen Teil der
Periode befindet, in der ihr oberer oder geerderter Anschluß positiv zum unteren Anschluß ist. Dann
fließt der Strom Ir, wie durch einen Pfeil angegeben ist, während die Ströme 7, und Ia in die durch entsprechende
Pfeile angegebenen Richtungen fließen.
Die beiden Ströme Il und Ir erzeugen entsprechende
Signalspannungen in der Spule 18, so daß an den Ausgangsklemmen der Spule 18 ein Signal auftritt,
das der Vektorsumme der beiden induzierten Signale entspricht. Dieses Signal wird dem Diskriminator 14
über eine Sekundärwicklung 25 des Transformators 22 zugeführt. Wenn sich die Spule 18 links von der
Station 9 befindet, herrscht im Signal die Wirkung des Stroms Il vor. Von diesem Signal wird über den
Diskriminator 14 eine Bewegung des Körpers 10 und der Spule 18 nach rechts in Richtung auf die Station 9
bewirkt. Wenn sich der Körper 10 und die Spule 18 der Station 9 nähern, wirkt der Strom 1R stärker auf
das Signal ein. Wenn die Spule 18 der Station 9 gegenübersteht, sind die Einwirkungen der beiden
Ströme Il und Ir nahezu gleich. Da diese beiden
Ströme in entgegengesetzter Richtung fließen, wirken sie gegeneinander, so daß das sich ergebende Signal
entweder sehr klein oder null ist. Durch einen entsprechenden Aufbau der Schaltung können der Diskriminator
14 und die Steuerschaltung 12 so unempfindlich gemacht werden, daß eine weitere Einstellbewegung
aufhört, wenn das Signal unter einen vorgegebenen Wert abnimmt. Falls sich die Spule 18
und der Körper 10 rechts von der Station 9 befinden, herrscht im Signal die Wirkung des Stroms Ir vor,
der eine Einstellbewegung nach links in Gang setzt. Wenn sich der Körper 10 und die Spule 18 an einer
anderen Stelle der Bahn als an der gewählten Station befinden, bewirkt das Signal eine Einstellbewegung
in Richtung auf die Station.
Von den Begrenzungswiderständen 20, die vorzugsweise dann eingestellt werden, wenn der bewegbare
Arm 26 einen der beiden mittleren Kontakte 4 oder 5 berührt, werden die Ströme abgeglichen und begrenzt.
Wenn der bewegbare Arm 26 den Kontakt 4 oder 5 berührt, und die Stromquelle eingeschaltet ist, werden
die Widerstände 20 derart verstellt, daß die beiden Ströme/, und Ir gleich sind und die gewünschte
Größe aufweisen. Wenn der bewegbare Arm 26 nach dieser Einstellung einen anderen Kontakt, z. B. den
äußersten Kontakte oder 9 berührt, unterscheidet sich die Größe der Ströme Ir und /*-. was auf die
unterschiedliche Länge der Leitkabel 16 und somit auf ungleiche Impedanzen für die beiden Ströme
zurückzuführen ist. Wenn der bewegbare Arm 26 den Kontakt 0 berührt, so weist der Weg des Stroms Ir
einen größeren Widerstand auf: daher ist der Strom Ir kleiner als der Strom /,. Wenn der bewegbare
Arm 26 den Kontakt 9 berührt, hat der w»t des Stromes /, einen größeren Widerstand, so daß der
Strom /, kleiner als der Strom Ir ist. Di die Ströme
ungleich sind, überträft sich diese Unnle;chheit auf das Siftnal der Spule 18. Falls die Spule 18 räumlich
und elektrisch auf den Mittelpunkt einer gewählten Station eingestellt ist, können die beiden Ströme /„
und I1 eine ungleiche Wirkung ausüben. Fans die
Station 9 gewählt ist, ist der Strom In ? rößer als der
Strom/,. Dieser Strom Ir überwiest im Signal, so daß eine Einstellbewegung nach links erfo'"°n würde.
Wenn die Einstellbewegung nach IinVs ab'ä"ft. wird ein Punkt erreicht, an dem d'e beiden Ströme Ir
und /, gleich groß sind und d'e Finste'ihewegung aufhört. Die endgültige, nach der Eins tCllbewPirrUng
erreichte Lage ist etwas nach ünks von der rewählten 1 Station 9 aus verschoben. In ähnlicher Weise würden
die endgültigen Lagen, d. h. die Laeen in denen die Einstellbewegung beendet ist, für die anderen Sta-
tionen 6 bis 8 etwas nach links und für die Stationen 0 bis 3 etwas nach rechts verschoben sein.
Außerdem würden die endgültig erreichten Lagen von der gewählten Station aus unterschiedlich verschoben
sein, da sich der Unterschied zwischen den beiden Strömen Ir und Il für jede gewählte Station
entsprechend ändert.
Da die endgültig erreichten Lagen um unterschiedliche Beträge versetzt sind, möchte man die ungleichen
Stromstärken kompensieren, so daß die Spuleie stets an dem gleichen Punkt in bezug auf
alle gewählten Stationen das Signal 0 liefert. Gemäß Fig. 1 wird dies mit Hilfe des Transformators 22
erreicht, dessen beide Primärwicklungen 23, 24 über einen verstellbaren Kern 29 an einer Sekundärwicklung
25 angeschlossen sind. Die Polung der Wicklungen 23 bis 25 ist durch Punkte angegeben. Die
über die Primärwicklungen 23, 24 fließenden einander entgegengerichteten Ströme Ir und Il wirken
ao auf die Sekundärwicklung 25 entgegengesetzt ein. Von dieser wird je nach der Größe der beiden Ströme ein
Signal abgegeben, das die Größe der Ströme/^ und Il zueinander, d. h. die Differenz darstellt. Die Sekundärwicklung
25 liegt in Reihe mit der Spule 18, so daß die von der Wicklung 25 und die von der
Spule 18 kommenden Signale dem Diskriminator 14 zugeführt werden. Diese Signale sind einander entgegengerichtet;
wenn in einem Augenblick das Signal das eine Vorzeichen gegenüber dem Diskriminator
14 hat, hat das Signal der Sekundärwicklung das entgegengestezte Vorzeichen. Der Kern 29 wird eingestellt,
daß das von der Sekundärwicklung 25 gelieferte Signal nur dem Teil des Signals gleich ist,
der sich aus der Differenz zwischen der Stärke der Ströme /tund Ir ergibt. Diese Einstellung kann durch
die Einstellung der Widerstände 20 erfolgen, bei der die Spule 18 auf die Mitte einer äußeren Station 0
oder 9 mechanisch und elektrisch eingestellt ist. Der bewegbare Arm 26 ist dabei mit dem entsprechenden
Kontakt 0 oder 9 in Berührung gebracht. Der Kern 29 wird dann so weit verstellt, daß die beiden kombinierten
Signale der Spule 18 und der Sekundärwicklung 25 ein möslichst schwaches Signal oder das
Signal Null an den Diskriminator 14 liefern.
Nachdem eine solche Einstellunri auseefu^t-t ist, wird das minimale oder Nullsignal dem Diskriminator 14 dann zugeführt, wenn sich die Spule genau im Mittelpunkt der betreffenden Station befindet. Im folgenden Beispiel sei angenommen, daß sich die Spule 18 im Mittelpunkt der Station 9 befindet und der Strom Ir 1,1 A und der Strom /,, 0.98 A beträgt. Der Größenunterschied zwischen den beiden Strömen beträgt 0,12 A, wobei der Strom in der Spn'e 18 nach rechts fließt. Die Spule kann in Abhängigkeit von diesem Differenzstrom von 0,12 A eine Ausgangsspannung von etwa 5 V erzeugen. In einem vorgegebenen Augenblick mögen die Ströme /n und // in der durch Pfeile angegebenen Richtung fließen, wobei die Ausgangsspannung von 5 V so eepolt ist, daß die obere Eingannsklemme des Diskrimina fOrs 14 positiv zur unteren Einganesklemme ist. Im selben Beispiel fließen durch die Primärwicklungen 24. 23 des Transformators 22 die gleichen Ströme Ir und /-. Der Größenunterschied zwischen diesen beiden Strömen beträgt noch 0.12 A. so daß eine Sna rmUng an der Sekundärwicklung 25 induziert w'rd. D'ese Spannung wird vom verstellbaren Kern 29 derart abgeändert, daß durch die Sekundärwicklung 25 an
Nachdem eine solche Einstellunri auseefu^t-t ist, wird das minimale oder Nullsignal dem Diskriminator 14 dann zugeführt, wenn sich die Spule genau im Mittelpunkt der betreffenden Station befindet. Im folgenden Beispiel sei angenommen, daß sich die Spule 18 im Mittelpunkt der Station 9 befindet und der Strom Ir 1,1 A und der Strom /,, 0.98 A beträgt. Der Größenunterschied zwischen den beiden Strömen beträgt 0,12 A, wobei der Strom in der Spn'e 18 nach rechts fließt. Die Spule kann in Abhängigkeit von diesem Differenzstrom von 0,12 A eine Ausgangsspannung von etwa 5 V erzeugen. In einem vorgegebenen Augenblick mögen die Ströme /n und // in der durch Pfeile angegebenen Richtung fließen, wobei die Ausgangsspannung von 5 V so eepolt ist, daß die obere Eingannsklemme des Diskrimina fOrs 14 positiv zur unteren Einganesklemme ist. Im selben Beispiel fließen durch die Primärwicklungen 24. 23 des Transformators 22 die gleichen Ströme Ir und /-. Der Größenunterschied zwischen diesen beiden Strömen beträgt noch 0.12 A. so daß eine Sna rmUng an der Sekundärwicklung 25 induziert w'rd. D'ese Spannung wird vom verstellbaren Kern 29 derart abgeändert, daß durch die Sekundärwicklung 25 an
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Einstellung eines auf einer Bahn geführten, mit einem Antrieb versehenen
Körpers auf mindestens einen Punkt seiner Fahrbahn, bei der der Körper einen mit einer Aufnahmespule versehenen auf elektromagnetische
Wellen ansprechenden Empfänger trägt, in dem auf Grund von zwei längs der Balm angeordneten
ein elektromagnetisches.-FeicJ hervorrufenden
Leitkabeln ein Steuersigrial erzeugt wird, wobei von dem Bahnpühkt aus die beiden Leitkabel in
entgegengesetzter Richtung zu den Bahnenden laufen und wobei in dem Bahnpunkt eine
Wechselspannungsquelle mit ihrem einen Pol mit den Leitkabeln verbunden ist, während der andere
Pol der Wechselspannungsquelle mit Rückleitungen von den Kabelenden an den Bahnenden
verbunden ist, nach Patentanmeldung P1296435.1-32, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtastglied zur Bildung eines Differenzsignals
vorgesehen ist, das der Differenz der Ströme in den beiden Riickleitungen (34) entspricht,
und daß die Aufnahmespule (18) in Reihe zum Abtastglied derart am Eingang eines Diskriminators
(14) liegt, daß eine Kompensation der Differenz der Rückleitungsströme erzielt ist,
und daß ferner am Diskriminatorausgang ein Signal zur Lagesteuerung des Körpers (10) auf
dessen Bahn ansteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abtastglied ein Transformator
(22) vorgesehen ist, dessen zwei Primärwicklungen (23, 24) in die Riickleitungen (34) ao
von den Bahnenden eingeschaltet sind und dessen Sekundärwicklung (25) in Reihe zur Aufnahmespule
(18) geschaltet ist. ,
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Abtastglied eine strom- as
empfindliche Kompensationsschleife (32) vorge-
sehen ist, die an die beiden Riickleitungen (34) angekoppelt und zur Aufnahmespule (18) in Reihe
geschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Bahnpunkten
entsprechende Leitkabelstellen (0 bis 9) über einen Wählschalter (28) mit dem einen Pol der
Wechselspannungsquelle (52) verbindbar sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rückleitungen
(34) und dem anderen Pol der Wechselspannungsquelle (52) ein Interpolationswähler (40) vorgesehen
ist, dessen Kontaktarm (42) mit dem anderen Pol der Wechselspannungsquelle (52) und
dessen Kontakte mit Anzapfungen der Rückleitungen (34) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kontaktarm (42)
des Interpolationswählers (40) und den anderen Pol der Wechselspannungsquelle (52) die Primärwicklung
(45) eines Interpolationstransformators (44) eingeschaltet ist, dessen mit Anzapfungen
versehene Sekundärwicklung (46) über eine der Anzapfungen und ein Wicklungsende zur Kompensationsschleife
(32) und zur Aumahmespule (18) in Reihe geschaltet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 90? 583/2
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