DE19512235A1 - Rail contact unit in railway protection system using light barrier principle - Google Patents

Rail contact unit in railway protection system using light barrier principle

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Abstract

The unit is designed so that the transmitted light beam (LT) and/or the light beam reflected from the reflection surface (RF), is interrupted by a passing or a stationary rim (SP) of the wheel (RD). The light transmitter (LS) is supplied across an optical distributor (OV). Several combinations, light transmitters/light receivers (LS,LE) are arranged one behind the other in the travel direction. Lenses (SL) are arranged at the endface (SF) of the light conductors (LL). The lenses (SL) are rod lenses and are securely fixed with the endfaces of the light conductors by splicing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schienenkontakteinrichtung sowie ein Verfahren zur Signalerzeugung in Eisenbahnsicherungsanlagen und ist anwendbar insbesondere für Ankündigungsanlagen von Rottenwarnsystemen unter Ausnutzung des Prinzips der zweifach modulierten Reflexionslichtschranke. Die Funktionsweise der Erfindung beruht auf einer an einer Schiene des zu überwachenden Gleises befindlichen optischen Reflexionsfläche und einem lösbar angebrachten Gehäuse, in dem mindestens ein Lichtsender, und mindestens ein Lichtempfänger sowie vorzugsweise ein optischer Verzweiger enthalten sind, deren Informationen Auswerteeinrichtungen zugeführt werden. The invention relates to a rail contact device and a method for signal generation in Railway protection systems and is applicable especially for announcement systems from Rottenwarn systems using the principle of double-modulated retro-reflective sensor. The Operation of the invention is based on one Rail of the track to be monitored optical reflection surface and a detachable attached housing in which at least one Light transmitter, and at least one light receiver as well an optical branching device is preferably contained, whose information is supplied to evaluation devices will.  

Aus dem Stand der Technik bekannte Schienenkontakteinrichtungen nutzen die durch vorbeirollende Eisenräder hervorgerufene dynamische Beeinflussung eines Permanentmagnetkreises und die damit verbundene Spannungsinduzierung in einer Spule.Known from the prior art Rail contact devices use the through rolling iron wheels evoked dynamic Influencing a permanent magnet circuit and the related voltage induction in a coil.

Weiterhin sind Schienenkontakt-(Achszähl)-Einrichtungen bekannt, bei denen das von einem Sendeschwingkreis erzeugte zeitlich periodisch veränderliche elektromagnetische Feld, durch die Eisenräder beeinflußt, im Empfangsschwingkreis geringfügige Amplituden- und Phasenänderung der Empfangsspannung hervorruft.There are also rail contact (axle counting) devices known in which the from a broadcasting circuit generated periodically changing periodically electromagnetic field, through the iron wheels influenced, slight in the receiving resonant circuit Change in amplitude and phase of the received voltage evokes.

In Anlehnung an diese Grundprinzipien sind verschiedene Änderungen und Weiterentwicklungen vorgeschlagen worden.Following these basic principles are different Changes and further developments suggested been.

Allen gemeinsam ist jedoch der Nachteil, daß in einer in unmittelbarer Nähe des Schienenkörpers angebrachten Spule eine Spannung induziert wird.Common to all, however, is the disadvantage that in one attached in the immediate vicinity of the rail body Coil a voltage is induced.

Hieraus resultiert eine große Störbeeinflussung infolge starker elektromagnetischer Streufelder, hervorgerufen durch Schienenfahrzeuge bzw. die Zerstörung der Spulen bei Einsatz von Wirbelstrombremstechnik.This results in a major interference strong stray electromagnetic fields by rail vehicles or the destruction of the coils when using eddy current braking technology.

Bei dem aus der DE 24 25 642 bekannten optischen Verfahren wird davon Gebrauch gemacht, in 2 m Höhe über der Schienenoberkante, eine Reflexionslichtschranke zu installieren. Nachteilig ist hierbei die Störanfälligkeit durch hohe Aufbauten und der Einfluß von Fremdkörpern. In the optical known from DE 24 25 642 The procedure is used at a height of 2 m the top edge of the rail, a reflection light barrier to install. The disadvantage here is that Susceptibility to failure due to high structures and the influence of foreign bodies.  

Eine Schienenkontakteinrichtung nach dem Prinzip der Gleichlichtschranke ist aus der DE 33 34 155 bekannt. Nachteilig bei dieser bekannten Einrichtung ist die durch das Wirkprinzip der Unterbrechung eines Licht­ strahls durch den Spurkranz eines Rades bedingte Gehäu­ seform. Der Einsatz dieser Schienenkontakteinrichtung in Eisenbahnsicherungsanlagen ist nicht zulässig, weil ein Teil der an der Schiene angebrachten Einrichtung höher als die Schienenoberkante ist und dadurch bei Einsatz von Balkenräumern oder Mehrwegfahrzeugen zer­ stört wird.A rail contact device based on the principle of Uniform light barrier is known from DE 33 34 155. A disadvantage of this known device is that by the principle of interruption of a light beam caused by the wheel flange of a wheel seform. The use of this rail contact device in railway protection systems is not permitted because part of the equipment attached to the rail is higher than the top edge of the rail and therefore at Use of bar scrapers or reusable vehicles is disturbed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Schienenkontakteinrichtung der eingangs benannten Gattung die Nachteile der nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen bei gleichzeitiger Reduzierung der Masse und des Volumens sowie der Herstellungskosten zu überwinden und ein Verfahren zur Signalerzeugung zu schaffen, welches zuverlässig, reproduzierbar und wartungsarm arbeitet.The invention is therefore based on the object a rail contact device of the aforementioned Genre the disadvantages of the prior art known devices while reducing the mass and volume as well as the manufacturing costs to overcome and a method for signal generation create which is reliable, reproducible and works with little maintenance.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 11 in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved by the features in the characterizing part of claims 1 and 11 in Released with the features in the preamble. Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims included.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß aufgrund der Einbeziehung der Schiene und der Hintereinanderanordnung der beiden Lichtschranken eine permanente Kontrolle der richtigen Lage und der Funktionsweise der Schienenkontakteinrichtung gewährleistet ist sowie in den Auswerteeinrichtungen die Fahrtrichtung und -geschwindigkeit ermittelt werden kann, indem jeweils mindestens zwei Lichtsender/Lichtempfängerpaare so gegenüber der Schienenkopfkante angebracht sind, daß die über eine Reflexionsfläche an der Schienenkopfkante in Fahrtrichtung hintereinanderliegenden, geschlossenen, mit einer Kennung modulierten Reflexionslichtschranken durch passierende Spurkränze zeitlich nacheinander unterbrochen werden.A particular advantage of the invention is that due to the inclusion of the rail and the Arranging the two light barriers one behind the other permanent control of the correct location and the Operation of the rail contact device is guaranteed as well as in the evaluation facilities the direction and speed of travel can be determined can by adding at least two each  Light transmitter / light receiver pairs compared to the Rail head edge are attached that the one Reflective surface on the rail head edge in Direction of travel one behind the other, closed, with an identifier modulated retro-reflective sensors through passing flanges one after the other to be interrupted.

Eine vorteilhafte und effektive Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Lichtsender über einen optischen Verzweiger von einem gemeinsamen Lichtleiter gespeist werden.An advantageous and effective embodiment of the Invention is that the light transmitter over a optical branch from a common light guide be fed.

Es erweist sich als besonders zweckmäßig und vorteilhaft, daß sowohl der Lichtsender als auch der Lichtempfänger eine fest mit dem Lichtleiter verbundene Linse enthalten. Diese Ausführungsform ist besonders robust. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform ist die Verbindung der außerhalb des Gleises angebrachten Lichtquelle und Auswerteeinrichtungen mit den Lichtsendern bzw. Lichtempfängern über Lichtleiter.It proves to be particularly useful and advantageous that both the light transmitter and the Light receiver a firmly connected to the light guide Lens included. This embodiment is special robust. Another advantageous embodiment is the connection of those placed outside the track Light source and evaluation devices with the Light transmitters or light receivers via light guides.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von teilweise in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is intended to be described in part in the following the embodiments shown in more detail are explained. Show it:

Fig. 1 Eine Draufsicht auf die Schiene und die nebengeordnete Schienenkontakteinrichtung Fig. 1 is a plan view of the rail and the adjacent rail contact device

Fig. 2 Eine Schnittdarstellung durch Schiene und Schienenkontakteinrichtung. Fig. 2 is a sectional view through the rail and rail contact device.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt schematisch eine Schiene (SE) als Draufsicht mit dem Schienensteg (SS), dem Schienenkopf (SK) und einem darauf befindlichen Rad (RD) mit dem Spurkranz (SP). Der Spurkranz (SP) befindet sich teilweise in dem Spalt zwischen Schiene (SE) und Gehäuse (GE), welches mechanisch vereinigt und optisch justiert, zwei Lichtsender (LS), die über einen optischen Verzweiger (OV) von einem Lichtleiter (LL) gespeist werden und zwei Lichtempfänger (LE) mit je einem Lichtleiter (LL) verbunden, enthält.The illustration in FIG. 1 shows schematically a rail (SE) as a top view with the rail web (SS), the rail head (SK) and a wheel (RD) with the wheel flange (SP) located thereon. The flange (SP) is partially in the gap between the rail (SE) and housing (GE), which combines mechanically and optically adjusts two light transmitters (LS), which are fed by an optical fiber (LL) via an optical splitter (OV) and two light receivers (LE), each with a light guide (LL), contains.

Die Lichtsender (LD) bestehen im wesentlichen aus der Lichtleiterstirnfläche (SF), welche durch Spleißung fest mit der Stablinse (SL) verbunden ist. Die Lichtempfänger (LE) bestehen ebenso aus der Lichtleiterstirnfläche (SF) und der damit fest verbundenen Stablinse (SL). Die Lichtsender (LS), einschließlich des optischen Verzweigers (OV) und die Lichtempfänger (LE), sind über Lichtleiter (LL) mit der außerhalb des Gleises in einem Gleisanschlußgehäuse (GH) installierten Lichtquelle (LQ) bzw. den Auswerteeinrichtungen (AE) verbunden. In den Auswerteeinrichtungen (AE) werden die von den Spurkränzen (SP) der Räder (RD) unterbrochenen Lichtstrahlen (LT) und die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems ausgewertet und über Übertragungsstrecken (Ü1) bzw. (Ü2) an nachfolgende Achszähleinrichtungen weitergeleitet.The light transmitter (LD) consist essentially of the Fiber optic face (SF), which by splicing is firmly connected to the rod lens (SL). The Light receivers (LE) also consist of the Fiber optic face (SF) and thus fixed connected rod lens (SL). The light transmitter (LS), including the optical splitter (OV) and the Light receivers (LE) are connected to the light guide (LL) outside the track in a track junction box (GH) installed light source (LQ) or the Evaluation devices (AE) connected. In the Evaluation devices (AE) are those of the Wheel flanges (SP) of the wheels (RD) interrupted Light rays (LT) and the functionality of the Overall system evaluated and over transmission links (Ü1) or (Ü2) to subsequent axle counting devices forwarded.

Die beiden Lichtsender-(LS)-/Lichtempfänger-(LE)-Paare sind in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet, um die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln.The two light transmitter (LS) / light receiver (LE) pairs are arranged one behind the other in the direction of travel Direction of travel and the speed of the vehicle too determine.

Fig. 2 zeigt schematisch die Schnittdarstellung der Schiene (SE), des Rades (RD) und des Gehäuses (GE) einschließlich eines von zwei Paaren Lichtsender (LS) und Lichtempfänger (LE) sowie die Führung der Lichtstrahlen (LT) mit der Reflexionsfläche (RF). Die Reflexionsfläche (RF) ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einem Farbanstrich versehen. Fig. 2 shows schematically the sectional view of the rail (SE), the wheel (RD) and the housing (GE) including one of two pairs of light transmitter (LS) and light receiver (LE) and the guidance of the light beams (LT) with the reflective surface ( RF). The reflecting surface (RF) is provided with a coat of paint in the present exemplary embodiment.

Der Verfahrensablauf bei der Signalerzeugung ist wie folgt:
Es wird mindestens ein Lichtstrahl in Richtung der Schiene, vorzugsweise in Richtung der Kante am Schienenkopf gesendet. Dort befindet sich eine Reflexionsfläche, welche den Lichtstrahl derart reflektiert, daß er von mindestens einem Lichtempfänger empfangen wird. Tritt nun ein Rad vorzugsweise mit seinem Spurkranz in den Strahlengang des gesendeten Lichtstrahls, so erreicht dieser nicht mehr die Reflexionsfläche und kann vom Lichtempfänger nicht mehr empfangen werden und/oder der reflektierte Lichtstrahl kann wegen der Abschaltung durch das Rad nicht mehr empfangen werden.The procedure for signal generation is as follows:
At least one light beam is sent in the direction of the rail, preferably in the direction of the edge on the rail head. There is a reflection surface which reflects the light beam in such a way that it is received by at least one light receiver. If a wheel now preferably enters the beam path of the transmitted light beam with its wheel flange, it no longer reaches the reflection surface and can no longer be received by the light receiver and / or the reflected light beam can no longer be received by the wheel because it is switched off.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination der Merkmale weitere Ausführungsbeispiele zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to that described here Embodiments limited. Rather it is possible by combining the features more Realize embodiments without the frame to leave the invention.

BezugszeichenlisteReference list

SK Schienenkopf
SS Schienensteg
GE Gehäuse
LQ Lichtquelle
AE Auswerteeinrichtung
OV optischer Verzweiger
LL Lichtleiter
SL Stablinse
LS Lichtsender
LT Lichtstrahl
LE Lichtempfänger
RD Rad
SP Spurkranz
GA Gleisanschlußgehäuse
SE Schiene
SF Stirnfläche
RF Reflexionsfläche
Ü1 Übertragungsstrecke 1
Ü2 Übertragungsstrecke 2 SK rail head
SS rail web
GE housing
LQ light source
AE evaluation device
OV optical splitter
LL light guide
SL rod lens
LS light transmitter
LT light beam
LE light receiver
RD wheel
SP wheel flange
GA rail connection housing
SE rail
SF face
RF reflection surface
Ü1 transmission link 1
Ü2 transmission path 2

Claims (12)

1. Schienenkontakteinrichtung in Eisenbahnsicherungs­ anlagen unter Anwendung des Prinzips der Licht­ schranke, deren Signale Auswerteeinrichtungen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Lichtsender (LS) und mindestens ein Lichtempfänger (LE) so gegenüber einer am Schienenkopf (SK) befindlichen Reflexionsfläche (RF) angebracht sind, daß der gesendete und/oder der von der Reflexionsfläche (RF) reflektierte Lichtstrahl (LT) durch passierende oder stehende Spurkränze (SP) der Räder (RD) unterbrochen wird.1. Rail contact device in railway safety systems using the principle of the light barrier, the signals of which are fed to evaluation devices, characterized in that at least one light transmitter (LS) and at least one light receiver (LE) are opposite a reflection surface (RF) located on the rail head (SK). are attached that the transmitted and / or the light beam (LT) reflected by the reflection surface (RF) is interrupted by passing or standing wheel flanges (SP) of the wheels (RD). 2. Schienenkontakteinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender (LS) über optische Verzweiger (OV) gespeist werden.2. Rail contact device according to claim 1. characterized, that the light transmitter (LS) via optical splitters (OV) are fed. 3. Schienenkontakteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kombinationen, Lichtsender (LS)/Lichtempfänger (LE) in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind.3. rail contact device according to claim 1, characterized, that multiple combinations, light emitters (LS) / light receiver (LE) in the direction of travel are arranged one behind the other. 4. Schienenkontakteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnflächen (SF) der Lichtleiter (LL) Linsen (SL) angeordnet sind.4. rail contact device according to claim 1, characterized,  that at the end faces (SF) of the light guide (LL) Lenses (SL) are arranged. 5. Schienenkontakteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen (SL) Stablinsen (SL) sind und mit den Stirnflächen (SF) der Lichtleiter (LL) durch Spleißung fest verbunden sind.5. rail contact device according to claim 4, characterized, that the lenses (SL) are rod lenses (SL) and with the end faces (SF) of the light guide (LL) through Splices are firmly connected. 6. Schienenkontakteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Verzweiger (OV) und die Lichtempfänger (LE) über Lichtleiter (LL) mit der außerhalb des Gleises im Gleisanschlußgehäuse (GA) untergebrachten Lichtquelle (LQ) bzw. den Auswerteeinrichtungen (AE) verbunden sind.6. Rail contact device according to one of the claims 1 to 5, characterized, that the optical splitters (OV) and the Light receiver (LE) via light guide (LL) with the outside the track in the track connection housing (GA) housed light source (LQ) or the Evaluation devices (AE) are connected. 7. Schienenkontakteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtrichtung und -geschwindigkeit ermittelt wird.7. Rail contact device according to one of the claims 1 to 6, characterized, that the direction and speed of travel is determined. 8. Schienenkontakteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke eine zweifach modulierte Reflexionslichtschranke ist. 8. rail contact device according to claim 1, characterized, that the light barrier modulated two Retro-reflective sensor is.   9. Schienenkontakteinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender (LS) und Lichtempfänger (LE) in einem lösbar an der Schiene (SE) angebrachten Gehäuse (GE) angeordnet sind.9. rail contact device according to claim I, characterized, that the light transmitter (LS) and light receiver (LE) in one detachably attached to the rail (SE) Housing (GE) are arranged. 10. Schienenkontakteinrichtung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht funktionsgerechte Position des Gehäuses (GE) durch permanente Unterbrechung der Lichtstrahlen signalisiert wird.10. rail contact device according to claim 1 or 9, characterized, that the position of the Housing (GE) by permanent interruption of the Light rays are signaled. 11. Verfahren zur Signalerzeugung an Schienenkontakteinrichtungen in Eisenbahnsicherungsanlagen unter Anwendung des Prinzips der Lichtschranke, deren Signale Auswerteeinrichtungen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - mindestens ein Lichtstrahl in Richtung der Schiene gesendet wird,
  • - dieser Lichtstrahl bei Nichtvorhandensein eines Rades im Strahlengang auf eine Reflexionsfläche an der Schiene trifft und der reflektierte Lichtstrahl empfangen wird oder
  • - dieser Lichtstrahl bei Vorhandensein eines Rades im Strahlengang nicht auf die Reflexionsfläche an der Schiene trifft und nicht empfangen wird und/oder
  • - der reflektierte Lichtstrahl bei Vorhandensein eines Rades nicht empfangen wird.
11. A method for signal generation on rail contact devices in railway safety systems using the principle of the light barrier, the signals of which are fed to evaluation devices, characterized in that
  • - at least one light beam is sent in the direction of the rail,
  • - In the absence of a wheel in the beam path, this light beam strikes a reflection surface on the rail and the reflected light beam is received or
  • - In the presence of a wheel in the beam path, this light beam does not strike the reflection surface on the rail and is not received and / or
  • - The reflected light beam is not received when a wheel is present.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen der Lichtsender permanent mit der Kennung der Schienenkontakteinrichtung moduliert sind, so daß über die geschlossene Schleife zu den Lichtempfängern die Kontrolle der Funktionstüchtigkeit der Schienenkontakteinrichtung gewährleistet ist sowie der Einfluß von Fremdlicht ausgeschlossen wird.12. The method according to claim 10, characterized, that the light rays of the light emitter are permanently with the identifier of the rail contact device are modulated so that over the closed Loop to control the light receivers Functionality of the rail contact device is guaranteed as well as the influence of extraneous light is excluded.
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