DE1530357B2

DE1530357B2 - Verfahren zur einstellung einer weiche oder der simultanen einstellung mehrerer weichen vom fahrzeug aus

Info

Publication number: DE1530357B2
Application number: DE19651530357
Authority: DE
Inventors: Horstmar Dipl.-Ing. 1000 Berlin Wilke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-05-28
Filing date: 1965-05-28
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE1530357A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Weiche oder der simultanen Einstellung mehrerer Weichen in einem Streckenbereich (Gesamtstrecke, Teilbereich) vom Fahrzeug aus, bei dem das Fahrzeug über einen Sender mit induktiver Sendeantenne verfügt, durch die in ortsfeste induktive Empfangsschleifen während der Vorbeifahrt ein Signal übertragen werden kann.

Ein früher geübtes Verfahren zur Einstellung von Weichen, insbesondere bei Straßenbahnen, war das Einstellen von Hand: Der Fahrer brachte vom Fahrzeug aus mittels einer Einstellstange unter Einsatz seiner physischen Kraft die Weichenzungen in die für die gewünschte Fahrtrichtung passende Stellung. Um dieses Manöver durchführen zu können, mußte das Fahrzeug unmittelbar vor der Weiche zum Halten gebracht werden. Dazu mußte der Fahrer eine geschickte Zielbremsung durchführen und hernach wieder anfahren, war also erheblich belastet. Ferner brachte die Haltezeit für die Weicheneinstellung eine erhebliche Verminderung der Reisegeschwindigkeit mit sich.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ging man zu Verfahren über (DT-OS 15 30 357), bei denen ein Halten vor der Weiche nicht nötig war, und bei denen die Weiche durch Servokräfte gestellt wurde, welche vom Fahrzeug aus gesteuert wurden. Insbesondere sind Verfahren üblich, bei denen die Umstellung einer Weiche mittels Servokraft durch die Unterbrechung des Fahrstromes innerhalb eines bestimmten Streckenabschnittes vor der Weiche bewirkt wurde. Aber auch mit diesem Verfahren ist immer noch der Nachteil verbunden, daß der Fahrer insbesondere auf Steigungen sehr geschickt fahren muß, um sein Fahrzeug mit — hinreichender lebendiger Energie über den fahrstromlos ^ zu überfahrenden Streckenabschnitt und hernach mit möglichst ruckarmer Beschleunigung über die Weiche zu bringen.

Es ist bekannt, Fahrzeuge mit einem Sender auszurüsten, dem eine induktive Sendeantenne nachgeschaltet ist, durch die in ortsfeste induktive Empfangsschleifen während der Vorbeifahrt ein Signal übertragen werden kann. Dieses Signal kann insbesondere auch zu einer Weichenstellung dienen.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden (DT-Patent 1158 100), daß vom Fahrer eines Fahrzeuges zwecks bestimmter Weichenstellung eine Wechselspannung bestimmter Frequenz als Steuersignal ausgesendet

■ wird. Dabei wird der Fahrer gezwungen, vor dem Überfahren der Weiche mit Hilfe eines Schaltmittels (bestimmte Frequenz) die Weiche zu stellen; er muß neben der Betätigung des Schaltmittels ermitteln, wie er die Weiche zu stellen hat, beide Faktoren lenken ihn von der Beobachtung seiner Fahrstrecke ab.

Es ist schließlich bekannt, auf einem Fahrzeug ein

Fahrstraßenprogramm vorzuspeichern und dieses dem ζ_^ J jeweiligen Fahrzeug zugeordnete Programm induktiv ~ auf jeweils vor den Weichen angeordneten Empfänger ; zu übertragen, so daß aus den vorgespeicherten ' Kennzeichen Einstellbefehle für die einstellenden Weichen abgeleitet werden (US-PS 23 20 150). Hier entstehen jedoch erhebliche technische Schwierigkeiten, bei Vorhandensein einer größeren Anzahl von auf den Fahrzeugen befindlichen Codeelementen diese auf bestimmte ortsfeste Empfängerelemente einwirken zu lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einstellung von Weichen, insbesondere aller Weichen in einem Schienennetz, vom Fahrzeug aus während der Fahrt automatisch zu bewirken (insbesondere ohne daß irgendein Einfluß durch den Fahrer auf den Fahrstrom nötig ist); es soll dabei möglich sein, die simultane Einstellung mehrerer dicht benachbarter Weichen, über welche sich die Strecke in mehr als zwei Fortsetzungen gabelt, zu bewirken.

Die genannte Aufgabe tritt insbesondere bei der Automatisierung von Unterpflaster-Straßenbahnen auf.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur

Einstellung einer Weiche oder der simultanen einstel-

lung mehrerer Weichen vom Fahrzeug aus diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

1) für den jeweiligen Streckenbereich in dem auf dem Fahrzeug befindlichen Sender als zu übertragendes Signal Fahrstraßenkennzeichen voreingestellt werden,

2) das Fahrzeug diese Fahrstraßenkennzeichen in dem betreffenden Streckenbereich über seine induktive Sendeantenne dauernd abstrahlt,

3) die Fahrstraßenkennzeichen in die vor den Weichen liegenden, diesen zugeordneten induktiven Empfangsschleifen bei der Vorbeifahrt eingestrahlt werden und

4) aus den eingestrahlten Fahrstraßenkennzeichen in an die Empfangsantennen angeschlossene Empfangseinrichtungen Steuerbefehle für eine bestimmte Weichenstellung hergeleitet werden.

Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden an Hand der F i g. 1 — 5 in den nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung technischer Mittel für die Durchführung des Verfahrens zur Einstellung einer einzelnen Weiche;

F i g. 2 zeigt eine Anordnung technischer Mittel für die Durchführung des Verfahrens zur simultanen Einstellung von zwei dicht benachbarten Weichen;

F i g. 3 zeigt Mittel, mit denen aus dem Fahrstraßenkennzeichen die Sollstellung für eine bestimmte Weiche abgeleitet wird,

F i g. 4 eine entsprechende Einrichtung zur simultanen Einstellung von zwei Weichen;

F i g. 5 zeigt eine Kontrolleinrichtung für die Besetzung einer Weiche.

In Fig. 1 ist mit 11 eine induktive Empfangsantenne in Gestalt einer langgestreckten vor der Weiche zwischen den Schienen verlegten Schleife, in welche das Kennzeichen für die gewünschte Weichenstellung vom Fahrzeug her eingestrahlt wird, bezeichnet. Die Schleife ist an einen Empfänger 12 angeschlossen, der eine Einrichtung enthält, mittels der aus dem empfangenen Kennzeichen die Steuerbefehle abgeleitet werden, welche einen Stellmotor 13 zur Einstellung der Weiche in die gewünschte Stellung veranlassen.

In F i g. 2 ist mit 21 ebenfalls eine induktive Empfangsantenne und mit 22 der daran angeschlossene Empfänger bezeichnet. Er enthält hier Einrichtungen, welche aus dem empfangenen Kennzeichen gleichzeitig die Steuerkommandos für zwei den simultan einzustellenden Weichen zugeordneten Stellmotore 231 und 232 ableiten.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Kennzeichen für Sollstellungen der Weichen zu bilden, welche sich mit Hilfe induktiver Antennen übertragen lassen. Man kann z. B. Kennzeichen in Gestalt binärer Telegramme verwenden, welche mit den Mitteln der Wechselstromtelegraphie übertragen werden könnten. Dabei müßte man aber im Interesse der Übertragungssicherheit die Telegramme redundant kodieren und brauchte am Empfangsort umfangreiche Dekodierungseinrichtungen sowie Kontrolleinrichtungen, welche dafür sorgen, daß nur störfrei empfangenen Kennzeichen Folge geleistet wird. Es ist vorteilhafter, statt die Codeelemente der Kennzeichen sukzessiv in Form von redundanten Telegrammen zu übertragen, die Codeelemente simultan während der ganzen Zeitdauer zu übertragen, während welcher sich die Fahrzeugantenne im Wirkungsbereich der Empfangsantenne am Gleiskörper befindet. Als Codeelemente eignen sich dabei Frequenzen.

Es sollen also die verschiedenen Kennzeichen verschiedene Frequenzen oder Frequenzkombinationen sein.

Insbesondere sollen die Kennzeichen Tonfrequenzen oder Tonfrequenzkombinationen sein, mit denen eine Trägerfrequenz moduliert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren der simultanen Übertragung der Codelemente des Kennzeichens in Form von Frequenzen über eine verhältnismäßig längere Zeitdauer bietet den Vorteil, daß man eine sehr hohe Übertragungssicherheit dadurch erreichen kann, daß man das Anliegen der Codeelemente über diese Zeitdauer integriert und das Integral zur Erkennung der Codeelemente benutzt. Dieses Integral wird durch Störungen, die ja im allgemeinen relativ kurzzeitig sind, kaum so beeinflußt, daß die Erkennbarkeit eines Codeelementes wesentlich beeinträchtigt wird.

Es sollen, wie bereits erwähnt, die Kennzeichen, welche von den Fahrzeugen ausgestrahlt und auf die Empfangseinrichtungen vor den Weichen übertragen werden, Kennzeichen für von den Fahrzeugen einzuhaltenden Fahrstraßen sein; aus diesen Fahrstraßenkennzeichen sollen die Einstellbefehle für die Weichen abgeleitet werden. Dabei werden die Fahrstraßenkennzeichen von den Fahrzeugen dauernd ausgestrahlt.

Es sind Mittel vorgesehen, die die Ausstrahlung im Fahrzeug kontrollieren und dem Fahrer ein Versagen der Ausstrahlung durch Alarmsignale melden.

Stehen insgesamt η Frequenzen zur Verfügung, von denen jeweils bestimmte k Frequenzen als Kennzeichen für eine bestimmte Fahrstraße ausgestrahlt werden, so

kann man insgesamt (P) verschiedene Fahrstraßen

Vv

kennzeichnen. Beispielsweise kann man durch Auswahl von zwei Frequenzen aus fünf zur Verfügung stehenden Frequenzen insgesamt (^ J=IO verschiedene Fahrstraßen kennzeichnen.

Im folgenden soll an Hand von Fig.3 erläutert werden, mit welchen Mitteln aus den Fahrstraßenkennzeichen die Sollstellung für eine bestimmte Weiche abgeleitet werden kann. Es wird davon ausgegangen, daß für die Fahrzeuge insgesamt 10 Fahrstraßen in Frage kommen, von welchen jede durch 2 Frequenzengekennzeichnet ist, welche aus den 5 zur Verfügung stehenden Frequenzen f\, ß. /3, /4, fs ausgewählt sind. Es wird dabei vorausgesetzt, daß die für die Weiche vorgesehenen Empfangseinrichtungen mit Diskriminatoren für diese Frequenzen ausgerüstet sind, welche imstande sind, die in F i g. 3 gezeigten den Frequenzen zugeordneten Relaisspulen 31,32,33,34,35 zu erregen, sofern die betreffenden Frequenzen anliegen. Zu den Relaisspulen gehören Kontaktsätze, über welche den Eingängen 311, 312, 313, 314, 315 einer Diodenmatrix positive oder negative Potentiale erteilt werden, je nachdem, ob die zugehörigen Relaisspulen erregt sind oder nicht. Die Diodenmatrix hat die 10 Ausgänge 321, 322... 328,329,320. Jedem dieser Ausgänge ist eine der 10 in Frage kommenden Fahrstraßen zugeordnet. Werden 2 einer bestimmten Frequenzkombination und damit einem bestimmten Fahrstraßenkennzeichen zugeordnete Relaisspulen, z. B. die Relaisspulen 32 und 34, erregt, so vermag der entsprechende Ausgang der Diodenmatrix, ζ. B. der Ausgang 326, Strom abzugeben. Es sind nun die beiden Sammelleitungen 331 und 332 vorhanden. Man kann festsetzen, daß Strom in der

Sammelleitung 331 eine Weichenstellung nach links, Strom in der Sammelleitung 332 eine Weichenstellung nach rechts bewirken soll. Über Dioden und wahlweise zu steckende Stecker sind nun alle Ausgänge, welche Fahrstraßen zugeordnet sind, welche eine Weichenstellung nach links verlangen, an die Sammelleitung 331 und alle Ausgänge, welche Fahrstraßen zugeordnet sind, welche eine Weichenstellung nach rechts verlangen, an die Sammelleitung 332 angeschlossen. Beispielsweise ist der stromabgebende Ausgang 326 an die Sammelleitung 331 angeschlossen, damit ist für die durch die Frequenzen h und U gekennzeichnete Fahrstraße eine Weichenstellung nach links kommandiert. Die beiden an die Sammelleitungen 331 bzw. 332 angeschlossenen Relaisspulen 341 bzw. 342 mit ihren Kontaktsätzen sind Bestandteile eines Speichers mit den Ausgängen 351 bzw. 352. Er speichert das Kommando für die Weichenstellung, hier das Kommando »Weiche nach links« und signalisiert dies durch ein positives Signal am entsprechenden Ausgang, hier am Ausgang 351 so lange, bis ein Fahrstraßenkennzeichen empfangen wird, welches eine Weichenstellung in entgegengesetzter Richtung verlangt.

Das eben beschriebene Beispiel bezieht sich auf die Einstellung einer einzelnen Weiche. Es ist nicht schwierig, Einrichtungen zu erstellen, welche Entscheidungen für die simultane Einstellung mehrerer Weichen zu treffen vermögen. Fig.4 zeigt beispielsweise eine Einrichtung, welche Entscheidungen für die simultane Einstellung von 2 Weichen in einer Anordnung gemäß F i g. 2, bei welcher sich die Strecke in 3 Fortsetzungen verzweigt, zu treffen vermag. Wiederum sind Relaisspulen 41, 42, 43, 44, 45 vorhanden, welche gemäß den Frequenzkombinationen der empfangenen Fahrstraßenkennzeichen erregt werden und über deren Kontaktsätze den Eingängen 411, 412, 413, 414, 415 einer Diodenmatrix positive bzw. negative Potentiale eingeprägt werden. Die Diodenmatrix hat die Ausgänge 421, 422...428, 429, 420, die den einzelnen Fahrstraßen zugeordnet sind. Statt 2, wie im vorigen Beispiel, sind hier jedoch 3 Sammelleitungen 431,432,433 vorhanden, welche den 3 Fortsetzungen der Strecke zugeordnet sind, an welche die Ausgänge der Diodenmatrix entsprechend der für die betreffenden Weichen gültigen Vorschrift über Dioden und wahlweise einsteckbare Stecker angeschlossen sind: Je nachdem, in welche der 3 Sammelleitungen Strom von der Diodenmatrix her eingespeist wird, danach richtet es sich, welche Kombinationen von Sollstellungen der Weichen in den beiden Relaisspeichern mit den Relaisspulen 551 und 552 bzw. 561 und 562 gespeichert und durch entsprechende Signale an den Speicherausgängen 571 und 572 bzw. 581 und 582 dargestellt werden. Im Beispiel gemäß Fig.4 ist ein Zustand gezeigt, in welchem die Relaisspulen 42 und 43 erregt sind. Positive Potentiale werden infolgedessen den Eingängen 412 und 413 der Diodenmatrix eingeprägt. Infolgedessen fließt ein Strom aus dem Ausgang 425 in die Sammelleitung 432. Er bewirkt Speicherzustände, bei denen nur die Speicherausgänge 572 und 581 Signale führen.

Die den gespeicherten Sollstellungen der Weichen entsprechenden Signale an den Ausgängen der Speicher dienen als Steuerbefehle, welche den Stellmotoren der Weichen erteilt werden müssen, damit das auf die Weichen zufahrende Fahrzeug in die richtige Fortsetzung seiner Fahrstraße gelangen kann. Nun darf aber diesen Steuerbefehlen aus Sicherheitsgründen nur dann Folge geleistet werden, wenn sich kein voranfahrendes Fahrzeug mehr auf den Weichen befindet Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird deshalb die Weitergabe von Steuerbefehlen an die Stellmotoren in Abhängigkeit von Signalen, welche von besonderen Kontrolleinrichtungen her die Besetzung der Weichen durch Fahrzeuge melden, blockiert.

Die Kontrolle der Besetzung der Weichen durch Fahrzeuge erfolgt durch Mittel, welche darauf beruhen, daß die Metallmassen eines Fahrzeuges die Kopplung zwischen einer am Gleiskörper angebrachten induktiven mit Wechselstrom gespeisten Sendeantenne und

jo einer oder mehrerer ebenfalls am Gleiskörper angebrachter induktiver Empfangsantennen ändern. Insbesondere sind die Sende- und Empfangsantennen derart zueinander orientiert, daß die Metallmassen eines Fahrzeuges eine Verringerung der Kopplung bewirken.

Eine derartige Kontrolleinrichtung für die Besetzung einer Weiche sei an Hand von F i g. 5 erläutert Es ist 54 eine von einem Wechselstromgenerator gespeiste im Bereich der Weiche zwischen den Schienen verlegte Leiterschleife. 541, 542, 543 sind Spulen, welche ebenfalls zwischen den Schienen angebracht sind, und zwar so, daß sie mit der Leiterschleife über eine gewisse Gegeninduktivität gekoppelt sind. Die in den Spulen daraufhin induzierten elektromotorischen Kräfte werden in der Einrichtung 55 überwacht 51 ist die Empfangsschleife, in welche von einem auf die Weiche zufahrenden Fahrzeug her die Kennzeichen für die Sollstellung der Weiche eingestrahlt werden, 52 der Empfänger, in welchem die den eingestrahlten Kennzeichen entsprechenden Steuerbefehle für den Stellmotor 53 der Weiche abgeleitet werden. Die Steuerbefehle können nur über die Torschaltung 56 zum Stellmotor gelangen. Die Einrichtung 55 wirkt nun auf die Torschaltung 56 in dem Sinne, daß Steuerbefehle zum Stellmotor 53 nur dann durchgelassen werden, wenn die Pegel der in den Spulen 541, 542, 543 induzierten elektromotorischen Kräfte hinreichend groß sind. Befindet sich nun ein Fahrzeug über einer der Spulen, dann wirken dessen Metallmassen abschirmend und verringern die koppelnde Gegeninduktivität der betreffenden Spule mit der Schleife 54 so, daß der Pegel der in der Spule induzierten elektromotorischen Kraft unter das für die öffnung des Tores 56 hinreichende Maß absinkt, d. h. die Einrichtung 55 beeinflußt dann das Tor 56 so, daß die Steuerbefehle vom Empfänger 52 nicht mehr zum Stellmotor 53 durchgelassen werden. Die Weiche bleibt bestimmt so lange in Ruhe,l)is sie frei von jedem Fahrzeug ist.

Für die Ansprüche 2—6 wird Patentschutz nur in Verbindung mit dem Anspruch 1 beansprucht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Einstellung einer Weiche oder der simultanen Einstellung mehrerer Weichen in einem Streckenbereich (Gesamtstrecke, Teilbereich) vom Fahrzeug aus, bei dem das Fahrzeug über einen Sender mit induktiver Sendeantenne verfügt, durch die in ortsfeste induktive Empfangsschleifen während der Vorbeifahrt ein Signal übertragen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrstraßen-Kennzeichen in Gestalt von verschiedenen Frequenzen oder Frequenzkombinationen übertragen werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstrahlung des Fahrstraßenkennzeichens im Fahrzeug kontrolliert und in einer für den Fahrzeugführer wahrnehmbaren Weise gemeldet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß die Besetzung einer einzelnen Weiche oder einer von mehreren simultan verstellbaren Weichen durch ein Fahrzeug kontrolliert und im Falle der Besetzung jegliche Weichenverstellung blockiert wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle der Besetzung durch Mittel erfolgt, welche darauf beruhen, daß die Metallmassen eines Fahrzeuges die Kopplung zwischen einer am Gleiskörper angebrachten induktiven Sendeantenne und einer oder mehrerer am Gleiskörper angebrachter induktiver Empfangsantennen ändern.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeantennen und die Empfangsantennen derart angebracht sind, daß die Metallmassen eines Fahrzeugs eine Verringerung der Kopplung bewirken.