DE19620127A1 - Verfahren zur Energieversorgung von elektromagnetischen Signalmarken für Schienenfahrzeuge und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents
Verfahren zur Energieversorgung von elektromagnetischen Signalmarken für Schienenfahrzeuge und Vorrichtung zu seiner DurchführungInfo
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- B61L2003/226—German inductive continuous train control, called 'Linienzugbeeinflussung' [LZB]
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energieversorgung von an
einem zwei Schienen aufweisenden Fahrweg angeordneten Vorrichtun
gen zum Erzeugen von elektromagnetischen Signalmarken für ein den
Fahrweg befahrendes Fahrzeug.
Die Erfindung betrifft im weiteren Sinne ein Verfahren zum Erzeu
gen einer elektromagnetischen Signalmarke am Fahrweg eines Schie
nenfahrzeuges.
Die Erfindung betrifft schließlich eine Vorrichtung zur Durchfüh
rung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie besonders vorteilhafte
Baugruppen der Vorrichtung.
Es sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um Si
gnale an Schienenfahrzeuge zu übermitteln oder die Zugführung zu
steuern.
Eines der ältesten Systeme ist die induktive Zugsicherung, bei der
streckenseitig lediglich passive Bauelemente angeordnet sind.
Nachteilig ist an der induktiven Zugsicherung, daß je Streckenge
rät lediglich ein Signalbegriff übertragen werden kann, der durch
Schließen eines Schalters entweder gesetzt oder nicht gesetzt ist.
Eine Weiterentwicklung ist die punktförmige Zugbeeinflussung, bei
der streckenseitig ein Sender angeordnet ist. Die zur Speisung des
Senders erforderliche Energie wird mit Hilfe einer fahrzeugseitig
angeordneten Sendespule induktiv auf eine streckenseitig angeord
nete Induktionsspule übertragen. Beispiele für diesen Stand der
Technik sind die in der Zeitschrift Signal + Draht 81 (1989) Heft
3 auf den Seiten 54 bis 55 beschriebene punktförmige Zugbeeinflus
sung ZUB 100 und die in der WO 89/00940 beschriebene Anordnung,
bei der die fahrzeugseitige Sendespule zugleich als Empfangsanten
ne dient.
Bekannt ist weiterhin die Linienzugbeeinflussung, kurz LZB, bei
der sich kreuzende Leiterschleifen längs des Fahrweges verlegt
sind. In die Leiterschleifen wird ein Signal eingespeist, wobei
die jeweils am Ende der Leiterschleifen angeordneten Sender strec
kenseitig durch entsprechende Verkabelung mit Energie versorgt
werden müssen. An der Linienzugbeeinflussung mit Linienleitern ist
nachteilig, daß die Kabel einerseits verlegt werden müssen, was
mit Investitionskosten verbunden ist, und daß die Kabel anderer
seits durch Vandalismus und ähnliche Einflüsse gefährdet sind.
Zum Zwecke der Gleisfreimeldung von Gleisabschnitten sind soge
nannte Tonfrequenz-Gleisstromkreise bekannt, bei denen die beiden
Schienen des Fahrweges als Leiter für eine modulierte Tonfrequenz
verwendet werden. Ein Beispiel für diesen Stand der Technik ist
die GB 2199975.
Bei Tonfrequenz-Gleisstromkreisen bestimmen die einzelnen Gleis
stromkreise Gleisabschnitte, die unter bestimmten Voraussetzungen
seitens des den Fahrweg befahrenden Zuges erkannt werden können.
Damit besteht prinzipiell die Möglichkeit, den jeweiligen Fahrort
des Zuges innerhalb eines Gleisabschnittes durch Zählen der seit
Einfahrt in den Abschnitt ausgeführten Radumdrehungen eines vor
zugsweise nicht angetriebenen Fahrzeugrades zu bestimmen. Die ge
naue Kenntnis des jeweiligen Aufenthaltsortes beispielsweise eines
Eisenbahnzuges ist beispielsweise notwendig, um einen automatisch
gesteuerten Zug zentimetergenau an einem Bahnsteig zum Halten zu
bringen.
Obgleich die Zählung bzw. Messung der Radumdrehungen vorzugsweise
an einem nicht angetriebenen Fahrzeugrad vorgenommen wird, kommt
es durch Schlupf und Gleiten zu Abweichungen zwischen dem tatsäch
lichen Aufenthaltsort des Schienenfahrzeuges und dem bestimmten
Aufenthaltsort, die nicht tolerierbar sind, wenn beispielsweise
automatisch gesteuerte Züge betrieben werden.
Es ist aus diesem Grunde wünschenswert, längs des Fahrweges Or
tungsmarken zur Verfügung zu haben, deren Überfahren den Aufent
haltsort des schienengebundenen Fahrzeuges auf dem Fahrweg eindeu
tig identifizierbar machen.
Bei der bekannten Linienzugbeeinflussung mit sich kreuzenden Lei
terschleifen sind die einzelnen Kreuzungen der Leiterschleifen
detektierbar und daher im Prinzip als Ortungsmarken geeignet. Es
ist neben den oben erwähnten Nachteilen des hohen Aufwandes für
die Leiterschleifen jedoch darüber hinaus nachteilig, daß die
Kreuzungsstellen der Leiterschleifen nicht zusätzlich als Signal
marken verwendet werden können. So kann es beispielsweise wün
schenswert sein, daß beim Überfahren einer bestimmten Signalmarke
fahrzeugseitig bestimmte Funktionen, wie beispielsweise die Ansage
der nächsten Haltestelle o. ä., ausgelöst werden.
Längs eines Tonfrequenz-Gleisstromkreises zusätzliche Signal- und
Ortungsmarken bereitzustellen, ließe sich prinzipiell mit Verfah
ren bzw. Vorrichtungen lösen, wie sie von der oben beschriebenen
punktförmigen Zugbeeinflussung bekannt sind.
Hieran ist jedoch nachteilig, daß Fahrzeuge, die mit Antennen und
Einrichtungen ausgestattet sind, die die fahrzeugseitige Erkennung
von Gleisabschnitten und Gleisabschnittswechseln ermöglichen, zu
sätzlich mit Sendeanlagen ausgerüstet werden müssen, um - wie ein
gangs beschrieben - die notwendige Energie für die streckenseitig
angeordneten Geräte der punktförmigen Zugbeeinflussung zu übertra
gen.
Alternativ dazu wäre denkbar, am Fahrweg angeordnete Sender über
Kabel mit Energie zu versorgen, was jedoch mit den bereits oben
beschriebenen Problemen, wie hohen Kosten und Gefährdung gegenüber
mutwilliger Beschädigung o. ä., verbunden ist.
Aus der WO 95/19284 ist eine Einrichtung zur punktförmigen hoch
genauen Ortung eines spurgeführten Fahrzeuges bekannt, bei der die
Detektion einer Ortsmarke geschwindigkeitsabhängig korrigiert
wird.
Wie die streckenseitig angeordnete Vorrichtung zum Erzeugen dieser
Ortsmarke mit Energie versorgt wird, ist nicht Gegenstand dieser
Patentschrift.
Für die Lösung des Problems der Ortung für eine LZB mit Informa
tionsübertragung über Tonfrequenz-Gleisstromkreise ist darüber
hinaus aus der DE-OS 34 35 524 eine Einrichtung bekannt, die die
Ortung dadurch löst, daß das LZB-Streckengerät unmittelbar nach
Erkennung einer Gleisstromkreisbelegung nach dem Einfahren des
Fahrzeugs in einen Gleisstromkreis, eine besondere Kennung auf dem
LZB-Übertragungsweg an das Fahrzeug überträgt, die fahrzeugseitig
besonders schnell erkannt werden kann. Eine Eigenschaft dieser
Einrichtung ist, daß die zeitliche Genauigkeit der Erkennung einer
Gleisstromkreisbelegung und die Übertragungsrate der Informations
übertragung zum Fahrzeug die Ortungsgenauigkeit beeinflußt. Für
eine genaue Ortung werden hohe Anforderungen an die zeitliche Ge
nauigkeit der Belegungserkennung gestellt. Auch durch die relativ
große Verzögerung, die durch die niedrige mögliche Übertragungs
rate bedingt ist - in der Zeitschrift Signal + Draht 81 (1989)
Heft 7/8 auf der Seite 160 wird eine Übertragungsrate von 200 Baud
genannt - entsteht ein zeitlicher Versatz zwischen streckenseiti
ger Belegungserkennung und fahrzeugseitiger Auswertung der in der
DE-OS 34 35 524 beschriebenen Kennung. Ein weiterer Nachteil die
ser Einrichtung ist, daß sie zur Ortung stets Gleisstromkreiswech
sel voraussetzt, d. h. eine ggf. gewünschte mehrfache Ortung inner
halb eines Gleiskreises ist damit nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ener
gieversorgung von an einem zwei Schienen aufweisenden Fahrweg an
geordneten Vorrichtungen zum Erzeugen von elektromagnetischen Si
gnalmarken für ein den Fahrweg befahrendes Fahrzeug zu schaffen.
Die Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß in die
Schienen ein Wechselstrom eingespeist wird, und daß in dem
zwischen den Schienen ausgebildetem magnetischen Wechselfeld eine
Induktionsspule angeordnet wird.
Bevorzugt ist insbesondere vorgesehen, daß als magnetisches Wech
selfeld das in einem bereits existierenden Tonfrequenz-Gleisstrom
kreis ausgebildete Feld verwendet wird.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Erzeugen einer elektromagnetischen Signalmarke am Fahrweg ei
nes Schienenfahrzeuges zu schaffen, das zur Energieversorgung das
beschriebene, zwischen zwei Schienen ausgebildete Wechselfeld ver
wendet.
Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß ein Signal mit einer Frequenz emittiert wird, die sich von der
Frequenz des magnetischen Wechselfelds zwischen den Schienen un
terscheidet. Dabei kann erfindungsgemäß vorteilhaft entweder vor
gesehen sein, daß die Frequenz des magnetischen Wechselfeldes ge
teilt oder vervielfacht wird, oder alternativ und bevorzugt, daß
die in der Induktionsspule induzierte Spannung gleichgerichtet und
zur Speisung eines Senders benutzt wird.
Die bevorzugte, letztgenannte erfindungsgemäße Lösung, bei der die
in einer Induktionsspule induzierte Spannung gleichgerichtet und
zur Speisung eines Senders benutzt wird, soll insbesondere mit
bereits existierenden Tonfrequenz-Gleisstromkreisen verwendet wer
den. Dies ist insofern schwierig, als das bei existierenden Ton
frequenz-Gleisstromkreisen zwischen den Schienen ausgebildete Feld
sehr schwach ist und die induzierten Spannungen in der Größenord
nung von 1,5 V liegen. Herkömmliche und bekannte Schaltungen zum
Gleichrichten einer Wechselspannung solch geringer Amplitude ver
sagen hier. Weiterhin sind die bekannten Schaltungen, wie sie üb
licherweise für Oszillatoren in Sendern benutzt werden, für die
zur Verfügung stehenden kleinen, in der Induktionsspule induzier
ten Leistungen nicht geeignet.
Der Erfindung liegt daher weitergehend die Aufgabe zugrunde, eine
Signal- oder Ortungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungs
gemäßen Verfahrens, insbesondere im Hinblick auf das in einem be
reits existierenden Tonfrequenz -Gleisstromkreis aus gebildete
schwache magnetische Wechselfeld als Energiequelle, zu schaffen.
Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Signal- oder Or
tungsvorrichtung sind in den Ansprüchen 6 bis 81 beschrieben.
Die erfindungsgemäße Signal- oder Ortungsvorrichtung eignet sich
insbesondere als Fein-Ortungssystem (Ortungsmarke) für eine
Linienzugbeeinflussung mit Informationsübertragung über Tonfre
quenz-Gleisstromkreise, wie sie beispielsweise in der Zeitschrift
Signal + Draht 81 (1989) Heft 7/8 auf der Seite 160 unter der Be
zeichnung LZB 700 beschrieben ist. Eine solche LZB weist fahrzeug
seitig als Empfangsantenne zwei in Reihe geschaltete Spulen auf,
die, wie in dem genannten Artikel bildlich dargestellt, vor dem
Fahrzeug, quer zur Fahrtrichtung und mit waagerecht stehender ma
gnetischer Achse jeweils mittig über jeder der beiden Schienen
angeordnet sind. Die Empfangsantenne dieser LZB eignet sich
gleichzeitig als Empfangsantenne der Ortungseinrichtung.
Die Spulen der Sendeschwingkreise der erfindungsgemäßen Vorrich
tung können so angeordnet werden, daß das Schienenfahrzeug die
Signale der Ortungsmarke beim Überfahren der Ortungsmarke mit Hil
fe der LZB-Empfangsantenne empfangen kann. Für eine LZB der be
schriebenen Art bedeutet dies, daß die Integration der erfundenen
Ortungseinrichtung keine Zusatzantennen auf dem Fahrzeug erfor
dert.
Weil für diese LZB Tonfrequenz-Gleisstromkreise grundsätzlich er
forderlich sind, läßt sich die Sendeeinrichtung der erfundenen
Ortungseinrichtung besonders einfach und wirtschaftlich in eine
LZB der beschriebenen Art integrieren. In diesem Fall ist nämlich
das zur Energieversorgung benötigte tonfrequente Magnetfeld, das
die von einem tonfrequenten Strom durchflossenen Schienen umgibt,
aufgrund des für die LZB-Übertragung erforderlichen, mit Hilfe
eines Tonfrequenz-Gleisstromkreises eingespeisten modulierten Ton
frequenzstroms, bereits vorhanden.
Für die Energieversorgung der Ortungsmarke ist es unwesentlich, ob
die Tonfrequenz des Tonfrequenz-Gleisstromkreises, wie bei der
LZB, mit einer Frequenzmodulation mit niedrigem Hub von z. B. 64 Hz
(siehe Zeitschrift Signal+Draht 81 (1989) Heft 7/8, Seite 159)
beaufschlagt ist, weil das aus Induktionsspule 4 und Kondensator 6
gebildete abgestimmte System aufgrund der Belastung durch die
Gleichrichter-Sender-Kombination 3 ausreichend breitbandig ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeichnungen dar
gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfin
dungsgemäßen Signal- und Ortungsvorrichtung,
Fig. 2 den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Oszil
lators,
Fig. 3 den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Gleich
richters,
Fig. 4 eine alternative Ausführungsform gemäß Fig. 1
mit zwei Sendeschwingkreisen,
Fig. 5 eine alternative Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Ortungseinrichtung mit drei in
der Nähe einer Schiene angeordneten, unter
schiedlich abgestimmten Sendeschwingkreisen,
Fig. 6 eine alternative Ausführungsform mit zwei in
der Nähe einer Schiene hintereinander angeord
neten, unterschiedlich abgestimmten Sendesch
wingkreisen, wobei die Induktionsspule ange
zapft ist,
Fig. 7 eine weitere alternative Ausführungsform,
Fig. 8 ein Schaltbild einer Gleichrichter-Sender-Kom
bination,
Fig. 9 ein Schaltbild einer weiteren Gleichrichter-
Sender-Kombination,
Fig. 10 eine weitere alternative Ausführungsform,
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Empfangseinrichtung,
Fig. 12 eine alternative Ausführungsform der Signal
verarbeitung,
Fig. 13 eine weitere Alternative,
Fig. 14 eine weitere alternative Ausführungsform,
Fig. 15 eine erfindungsgemäße Signal- oder Ortungsvor
richtung mit modulierbarem Sender,
Fig. 16 eine alternative Ausführungsform mit einem
unmodulierten Sender und einem modulierbaren
Sender,
Fig. 17 ein Schaltbild einer Gleichrichter-Sender-Kom
bination mit einem modulierbaren Sender.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Signal- oder Ortungsvorrichtung
in ihrer einfachsten Ausführungsform. Zwei Schienen 5 eines Fahr
weges führen einen Wechselstrom I. Das zwischen den Schienen aus
gebildete Wechselfeld durchsetzt eine Induktionsspule 4, die mit
einem Kondensator 6 einen Resonanzkreis bildet. Die gewonnene
Wechselspannung wird zur Energieversorgung einer Gleichrichter-
Sender-Kombination 3 genutzt, die einen Sendeschwingkreis, beste
hend aus einer Sendespule 1 und einem Kondensator 2, erregt.
Da das zwischen den Schienen 5 ausgebildete elektromagnetische
Wechselfeld bei herkömmlichen Tonfrequenz-Gleisstromkreisen sehr
schwach ausgebildet ist, sind spezielle Schaltkreise notwendig.
Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Gleichrichter. Herkömmliche
Brückenschaltungen mit Dioden sind insofern nachteilig, als bei
jeder Halbwelle der Strom durch zwei Dioden fließen muß, so daß an
einem üblichen, mit Dioden aufgebauten Brückengleichrichter ein
Spannungsabfall von ca. 1,4 V auftritt. Bei einer Amplitude von
1,5 V ist somit ein herkömmlicher Brückengleichrichter mit Dioden
zur Gleichrichtung nicht geeignet.
Die in Fig. 3 dargestellte Gleichrichterschaltung vermeidet der
art hohe Spannungsabfälle, indem zur Gleichrichtung zwei Transi
storen T1 und T4 vorgesehen sind, die abwechselnd jeweils bis in
die Sättigung durchgeschaltet werden.
Ist das Potential an der oberen Eingangsklemme positiver als an
der unteren Eingangsklemme der Schaltung, wird bereits ab einer
Potentialdifferenz von 0,6 V der Transistor T2 leitend und schaltet
mit seinem Kollektorstrom den Transistor T1 durch. Weil T1 nun
leitet, kann sich C1 aufladen. R1 begrenzt den Basisstrom von T2.
R2 begrenzt den Basisstrom von T1. Weil T1 bis in die Sättigung
durchgeschaltet wird, kann sich C1 bis auf die Amplitude der Wech
selspannung abzüglich der Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung von
T1 aufladen.
Der mit T3, T4, R3, R4 und C2 aufgebaute Teil der Schaltung ist
aktiv, wenn das Potential an der oberen Eingangsklemme negativer
als an der unteren Eingangsklemme der Schaltung ist. In entspre
chender Weise, wie oben beschrieben, leitet T3, der T4 durchschal
tet und C2 lädt sich auf.
Die Kondensatoren C1 und C2 sind in Serie geschaltet, so daß eine
Spannungsverdopplung erreicht wird. An den Ausgangsklemmen "+"
bzw. "-" liegt dementsprechend eine Spannung an.
An den Eingang der in Fig. 3 dargestellten Gleichrichterbaugruppe
kann eine nicht dargestellte Serienschaltung mehrerer paarweise
antiparallel geschalteter Dioden angeschlossen werden. Durch diese
Maßnahme kann erreicht werden, daß die in Fig. 3 dargestellte
Schaltung vor eingangsseitigen Überspannungen, die möglicherweise
durch starke elektromagnetische Fremdfelder in der Umgebung der
Ortungsvorrichtung hervorgerufen werden, geschützt wird.
Problematisch ist, daß herkömmliche Oszillatoren einen zu geringen
Oszillatorwirkungsgrad aufweisen, um den erfindungsgemäß vorgese
henen Sendeschwingkreis, bestehend aus Spule 1 und Kondensator 2,
mit genügend hoher Ausgangsleistung anzusteuern. Ein weiteres Pro
blem ist, daß bei entsprechender Auslegung eines Oszillators auf
einen brauchbaren Oszillatorwirkungsgrad hin, das Anschwingverhal
ten so schlecht ist, daß eine Betriebssicherheit, wie sie insbe
sondere im Eisenbahnwesen zu fordern ist, nicht erreicht wird.
Erfindungsgemäß ist daher eine Oszillatorschaltung gemäß Fig. 2
vorgesehen, bei der während des Anschwingens ein höherer Verstär
kungsfaktor eingestellt wird, als im eingeschwungenen Zustand des
Oszillators.
Die Oszillatorschaltung gemäß Fig. 2 besteht zunächst in an sich
bekannter Weise aus einem rückgekoppelten Verstärker, im wesentli
chen bestehend aus T5 und einer im Gegentaktverfahren betriebenen
Leistungsstufe, bestehend im wesentlichen aus T7 und T10 nebst der
entsprechenden Beschaltung. Der Verstärker treibt einen Sende
schwingkreis, bestehend aus CX und LX.
Der Verstärkerstufe T5 ist ein Impedanzwandler T6 nachgeschaltet.
Am Anfang des Anschwingvorgangs sind in der Schaltung alle Wech
selspannungen klein. Weil demzufolge auch die Amplitude am Emitter
von T6 klein ist, bleibt T9 gesperrt. T8 ist über R14 durchge
schaltet, und durch die Dioden D3 und D4 fließt ein Strom, der im
wesentlichen durch R13 begrenzt wird. Aufgrund dieses Stromes ha
ben D3 und D4 einen Arbeitspunkt, in dem sie einen endlichen Wi
derstand aufweisen. Dieser arbeitspunktabhängige Widerstand der
beiden Dioden ist über C6 wechselstrommäßig zu R8 parallelgeschal
tet. Dadurch ist die Verstärkung der mit T5 aufgebauten Stufe zu
nächst vergleichsweise hoch. Weil die Verstärkung der mit T5 auf
gebauten Stufe als Faktor in die Gesamtverstärkung der Schaltung
eingeht, ist ebenso die Gesamtverstärkung hoch, wodurch der An
schwingvorgang schnell abläuft und weitgehend unempfindlich von
Umwelteinflüssen ist.
Ab einer bestimmten Amplitude am Emitter von T6 wird T9 periodisch
durchgeschaltet und entlädt C7. Weil die aus R14 und C7 bestehende
Schaltung eine Zeitkonstante aufweist, die groß gegenüber der Pe
riode der erzeugten Schwingspannung ist, kann sich C7 nur wenig
aufladen und T8 sperrt. Durch D3 und D4 fließt kein Strom und der
arbeitspunktabhängige Widerstand dieser Dioden ist fast unendlich.
Damit wird jetzt die Verstärkung der mit T5 aufgebauten Verstär
kerstufe im wesentlichen durch das Verhältnis von R7 zu R8 be
stimmt und ist vergleichsweise niedrig.
Durch diese Technik des Umschaltens zwischen zwei verschiedenen
Verstärkungsfaktoren ergibt sich folgender Vorteil. Die Dimensio
nierung für den eingeschwungenen Zustand (T8 sperrt) kann weitge
hend dahin optimiert werden, daß möglichst wenig Verzerrungen der
Schwingkreisspannung entstehen. Diese Dimensionierung erfordert im
allgemeinen niedrige Verstärkung und wird durch das Verhältnis von
R7 zu R8 eingestellt. Neben dem maximalen Wirkungsgrad erreicht
man weiterhin, daß die Nichtlinearitäten des Verstärkers nicht in
Erscheinung treten und daher auch nicht die Frequenz des Oszilla
tors beeinflussen können. Dieses Kriterium ist wichtig, weil die
Nichtlinearitäten immer stark temperaturabhängig sind. Die Fre
quenz des Oszillators soll allein durch die linearen Bauteile Lx
und Cx bestimmt sein.
Die in Fig. 2 dagestellte Oszillatorschaltung zeichnet sich daher
dadurch aus, daß sie mit der zur Verfügung stehenden Speiselei
stung im Temperaturbereich von -40 °C bis 85 °C stets zuverlässig
und schnell anschwingt und die Amplitude des Stroms in der Spule
Lx des Sendeschwingkreises Lx, Cx nahezu unabhängig von der Tempe
ratur ist. Dabei weist diese Schaltung einen hohen Oszillatorwir
kungsgrad auf. Dadurch wird eine hohe Ausgangsleistung bei kleiner
Speiseleistung (kleine Stromaufnahme) ermöglicht. Die Schaltung
arbeitet bereits mit sehr kleinen Betriebsspannungen, beispiels
weise mit 2,5 Volt. Dadurch kann bei vorgegebener Leistungsaufnah
me eine niederohmige Dimensionierung erreicht werden. Beides hat
zur Folge, daß die Funktion der Schaltung durch Feuchtigkeit nicht
beeinflußt wird. Diese Eigenschaften der Schaltung in bezug auf
Temperaturschwankungen und Feuchtigkeit sind Voraussetzung für den
permanenten Einsatz am Gleiskörper an allen Orten auf der Welt.
Die Resonanzfrequenz des Sendeschwingkreises Lx, Cx wird durch die
Oszillatorschaltung nur unwesentlich beeinflußt. Daraus ergibt
sich, daß das Temperaturverhalten der Oszillatorfrequenz wesent
lich durch das Verhalten der Sendespule Lx und der parallelge
schalteten Kapazität Cx bestimmt wird. Der Temperaturgang der Sen
despule Lx kann durch Wahl bzw. Zusammenschaltung eines Kondensa
tors Cx mit passendem Temperaturgang kompensiert werden.
Die Spulen 1 der Sendeschwingkreise können als Luftspulen ausge
führt werden, wodurch eine billige Herstellung dieser Spulen mög
lich ist.
Die in Fig. 3 gezeigte Gleichrichterschaltung und die in Fig. 2
gezeigte Oszillatorschaltung sind in Fig. 1 zu der Gleichrichter-
Sender-Kombination 3 zusammengefaßt.
Die Energieversorgung erfolgt über die Induktionsspule 4 mit der
parallelgeschalteten Kapazität 6.
Wie Fig. 4 zeigt, können zwei auf verschiedene Resonanzfrequenzen
abgestimmte Sendeschwingkreise, bestehend jeweils aus einer Spule
1 und einer Kapazität 2 vorhanden sein, um dem überfahrenden Fahr
zeug die Ortungsinformation gleichzeitig mit zwei verschiedenen
Frequenzen zu übertragen (zweikanalig übertragener Ortungsimpuls,
siehe auch Fig. 14). Für jeden Sendeschwingkreis muß die Gleich
richter-Sender-Kombination 3 einen Oszillator aufweisen.
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der drei un
terschiedlich abgestimmte Sendeschwingkreise in Fahrtrichtung des
Zuges hintereinander in der Nähe einer Schiene 5 angeordnet sind.
Durch Ein- oder Ausschalten des jeweiligen Signals lassen sich so
insgesamt acht verschiedene Nachrichten übermitteln. Ferner ist es
mit dieser Ausführungsform möglich, ein 12-Bit-Datenwort auf das
Fahrzeug zu übertragen, wenn m=4 gewählt wird.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die Induk
tionsspule 4 eine Anzapfung aufweist, so daß mit zwei unter
schiedlichen Kapazitäten 6 zwei unterschiedliche Resonanzkreise
aufgebaut werden können. Dies ist vorteilhaft für Tonfrequenz-
Gleisstromkreise, die zwei verschiedene Tonfrequenzen aufweisen
können. Die Gleichrichter-Sender-Kombination 3 kann hierzu zwei
Gleichrichter enthalten, die ausgangsseitig parallelgeschaltet
sind.
Die Induktionsspule kann als Luftspule mit rechteckigen Quer
schnitt ausgeführt werden, wodurch eine einfache und billige Her
stellung möglich ist.
Die einfachste Ausführung der Ortungsmarke läßt sich mit genau ei
nem Sendeschwingkreis aufbauen, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
Diese Ausführung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die
Ortungseinrichtung in Verbindung mit einer LZB lediglich dazu die
nen soll, einen im LZB-Telegramm angekündigten Ortungspunkt zu
bestätigen. Die skizzierte Gleichrichter-Sender-Kombination 3 kann
vorteilhaft mit der in Fig. 8 oder in Fig. 9 dargestellten
Schaltung aufgebaut werden. Die in Fig. 9 dargestellte Schaltung
weist am Eingang einen Transformator 9 auf; dadurch kann die Win
dungszahl der Induktionsspule 4 in Fig. 1 verringert werden -
gegebenenfalls sogar bis auf eine einzige Windung. Die fahrzeug
seitige Auswertung kann durch Vergleich der Pegel am Ausgang von
zwei Bandpässen BP, von denen der erste auf die Mittenfrequenz des
Tonfrequenz-Gleisstromkreises und der zweite auf die Resonanzfre
quenz des Sendeschwingkreises abgestimmt ist, erfolgen. Nur dann,
wenn die LZB-Empfangsantenne die Spule 1 des Sendeschwingkreises
überfährt, ist der Pegel am Ausgang des zweiten Bandpasses BP grö
ßer als am Ausgang des ersten Bandpasses BP. Mit Hilfe der genann
ten amplitudenvergleichenden Schaltung AVS kann entschieden wer
den, welcher der beiden Bandpaßausgänge den größeren Pegel auf
weist. Die Empfangseinrichtung auf dem Fahrzeug kann mit vorhan
dene Komponenten der LZB vorteilhaft realisiert werden. In den An
sprüchen 43. bis 45. werden mögliche Ausführungen der Empfangsan
tenne EA beschrieben. Die Ansprüche 46. bis 48. beschreiben Mög
lichkeiten, die von der Empfangsantenne EA gelieferte Spannung zu
verstärken. Für die Selektion empfiehlt sich aus wirtschaftlichen
Gründen gemäß Anspruch 55. die Verwendung eines digitalen Signal
prozessors DSP, weil dieses Bauteil in der heutigen Zeit die Rea
lisierung von billigen, störunempfindlichen, von Alterung und Um
welteinflüssen unabhängigen, einfach zu projektierenden digitalen
Filtern ermöglicht. Hierzu kann gemäß Anspruch 51. am Ausgang des
Verstärkers ein Abtast-Halte-Glied S angeschlossen werden, des
sen Ausgang mit dem Eingang eines Analog-Digital-Umsetzers ADU
verbunden ist. Der DSP kann an den Ausgang des ADUs angeschlossen
werden.
Weitere mögliche Ausführungen der Ortungsmarke lassen sich gemäß
den Ansprüchen 21. bis 33. mit mehreren Sendeschwingkreisen auf
bauen. Die Spulen 1 der Sendeschwingkreise können dabei gemäß An
spruch 32. zwischen den beiden Schienen 5 eines Gleises, symme
trisch zur Gleismitte und in der Nähe beider Schienen 5 angeordnet
sein, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Eine weitere Möglichkeit ist
die Anordnung der Spulen 1 der Sendeschwingkreise gemäß Anspruch
33. zwischen den beiden Schienen 5 eines Gleises, in der Nähe von
einer der beiden Schienen 5 und in Fahrtrichtung hintereinander,
wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Eine Kombination der
beiden letztgenannten Ausführungen ist ebenfalls möglich, wie in
Fig. 7 dargestellt ist.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung kann insbesondere dann vor
teilhaft sein, wenn die Forderung besteht, die Ortungseinrichtung
mit zwei unabhängigen Kanälen zu realisieren. Hierzu können die
beiden Sendeschwingkreise auf verschiedene Resonanzfrequenzen ab
gestimmt werden und fahrzeugseitig gemäß Anspruch 57. zwei Band
paßfilter BP für diese Resonanzfrequenzen sowie ein weiteres Band
paßfilter BP, das auf die Mittenfrequenz des in die Schienen 5
eingespeisten Wechselstroms I abgestimmt ist, vorgesehen werden.
Der Ausgang des letztgenannten Bandpaßfilters BP kann an je einen
Eingang von zwei amplitudenvergleichenden Schaltungen AVS ange
schlossen werden, deren zweite Eingänge jeweils an die Ausgänge
der beiden erstgenannten Bandpaßfilter angeschlossen sind, wie in
Fig. 14 dargestellt ist. Wenn die Ausgänge der beiden amplituden
vergleichenden Schaltungen AVS beim Überfahren der Ortungsmarke
eine logische "1" und sonst eine logische "0" aufweisen, können
diese Ausgänge an die beiden Eingänge eines Und-Gatters ange
schlossen werden. Am Ausgang des Und-Gatters steht ein zweikanalig
über den Luftspalt übertragener Ortungsimpuls zur Verfügung, der
von weiteren auf dem Fahrzeug angeschlossenen Systemen, wie von
einem LZB-Fahrzeuggerät oder von anderen Komponenten, die insbe
sondere den Radimpulsgeber zur Wegmessung lesen, ausgewertet wer
den kann.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführung kann insbeson
dere dann vorteilhaft sein, wenn die Forderung besteht, daß das
Fahrzeug beim Überfahren der Ortungsmarke einen in der Ortungsmar
ke gespeicherten Code lesen soll. Mit Hilfe dieses Codes kann das
Fahrzeug eine bestimmte Ortungsmarke eindeutig identifizieren.
Damit kann das Fahrzeug folglich seinen Absolutort innerhalb einer
Anlage feststellen. Die Spulen 1 der Sendeschwingkreise können
hierzu gemäß Anspruch 33. in der Nähe einer der beiden Schienen 5
und in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sein. Dadurch wer
den die von den Spulen 1 abgestrahlten Felder von der Empfangsan
tenne EA eines darüberfahrenden Fahrzeugs nacheinander empfangen.
Die Sendeschwingkreise können gemäß Anspruch 22. auf Resonanzfre
quenzen abgestimmt werden, die aus einer Menge von n verschiedenen
Frequenzen gewählt werden. Wird n gemäß Anspruch 23. als Zweierpo
tenz von m festgelegt, d. h. n=2m, kann man gemäß Anspruch 24. jedes
aus m binären Stellen bestehende Datenwort eindeutig einer der n
Frequenzen zuordnen. Damit ist es möglich, mit jedem der Sendeschwing
kreise m binäre Stellen zu übertragen. Gemäß Anspruch 25. kann
ein Datenwort, das aus p Bitstellen besteht, wobei p ein ganzzah
liges Vielfaches von m ist, d. h. p = k·m, in k Datenworte zu
jeweils m Stellen aufgeteilt werden. Wenn man k Sendeschwingkreise
in einer Ortungsmarke vorsieht, kann man ein in der Ortungsmarke
gespeichertes Datenwort, das aus p Bitstellen besteht, an ein dar
überfahrendes Fahrzeug übertragen, indem jeder der k Sendeschwing
kreise mit einer Resonanzfrequenz projektiert wird, die einem der
k m-stelligen Datenworte gemäß der Zuordnung in Anspruch 24 ent
spricht. Um Übertragungsfehler zu erkennen, die zu fehlerhaft emp
fangenen Datenworten führen, kann gemäß Anspruch 26 vorgesehen
werden, daß in den Ortungsmarken einer Anlage nur solche Datenwör
ter gespeichert sind, die zueinander eine Hamming-Distanz von min
destens d aufweisen. Dadurch können bis zu d-1 fehlerhafte Bits
eines fehlerhaft übertragenen Datenwortes erkannt werden. Durch
Festlegung einer geeigneten Hamming-Distanz d ist die Übertragung
des Codes selbst mit sicherungstechnischer Qualität problemlos
realisierbar. Gemäß Anspruch 27 kann das Datenwort aus Nachrich
tenstellen und einem Codesicherungsanhang bestehen.
Überfährt ein Fahrzeug eine nach dem oben beschriebenen Verfahren
codierte Ortungsmarke, kann die fahrzeugseitige Auswertung der
beim Überfahren empfangenen Signale auf dem Fahrzeug gemäß An
spruch 60. mit Hilfe der in Fig. 11 dargestellten Schaltung er
folgen. In dem Speicher S ist stets die Nummer n der zuletzt am
stärksten empfangenen Frequenz abgelegt. Überfährt das Fahrzeug
die Spule 1 eines Sendeschwingkreises, dessen Resonanzfrequenz zu
einer anderen Nummer gehört, gibt der erste logische Vergleicher
LV1 eine logische "1" aus, weil sich die beiden an seinen Eingän
gen anliegenden Nummern unterscheiden. Damit wird die Logik
schaltung LS aktiviert und gibt daraufhin soviel Impulse an den
Takteingang T des Schieberegisters SR aus, wie nötig sind, um alle
Bitstellen der empfangenen Nummer vollständig und ohne Lücke an
das im Schieberegister SR gespeicherte Wort anzuhängen. Die Logik
schaltung LS gibt die am Ausgang der amplitudenvergleichenden
Schaltung AVS aus gegebene Nummer an den Dateneingang E des
Schieberegisters SR aus und schreibt diese Nummer abschließend in
den Speicher S. Am Ausgang A des Schieberegisters SR steht das
nach diesem Verfahren empfangene komplette Datenwort zur Verfü
gung.
Das empfangene komplette Datenwort kann mit einer der folgenden
Schaltungen logisch weiterverarbeitet werden, um die Ortungsmar
kennummer und eine Information über die Gültigkeit des empfangenen
Datenwortes durch Auswertung des Codesicherungsanhangs zu ermit
teln.
Gemäß Anspruch 61. kann der Ausgang A des Schieberegisters SR an
die Adreßleitungen eines Festwertspeichers ROM angeschlossen wer
den, wie in Fig. 11 dargestellt ist. Der Festwertspeicher ROM
kann für diejenigen Adressen, die gültigen Datenwörtern entspre
chen, d. h. solche Datenwörter, die in Ortungsmarken gespeichert
sind, als Inhalt eine eindeutig zugeordnete Nummer enthalten. Für
alle anderen Adressen kann der Inhalt einen konstanten Wert, z. B.
den Wert "0" aufweisen. Werden die Datenleitungen des Festwert
speichers ROM von einem weiteren System, das die Ortungsinforma
tion verarbeiten soll, gelesen, wird diesem System damit bekannt
gemacht, ob eine gültige Ortungsinformation vorliegt, und falls
ja, welche anlagenweit einer Ortungsmarke eindeutig zugeordnete
Nummer empfangen wurde.
Eine weitere Möglichkeit für die Schaltung zur logischen Weiter
verarbeitung des empfangenen Datenwortes ist in den Ansprüchen 62.
und 63. spezifiziert und in Fig. 12 dargestellt. Eine mögliche
Realisierung besteht darin, einen Festwertspeicher ROM vorzusehen,
in dem für jede Adresse, die einer Ortungsmarkennummer entspricht,
als Inhalt der zugehörige Codesicherungsanhang abgespeichert ist.
Die Adreßleitungen des Festwertspeichers ROM können an diejenigen
Stellen A1 des Ausgangs A des Schieberegisters SR angeschlossen
werden, die bei fehlerfreier vollständiger Übertragung die Or
tungsmarkennummer enthalten. An den Datenleitungen des Festwert
speichers ROM wird der erwartete Wert des Codesicherungsanhangs für
die empfangene Ortungsmarkennummer ausgegeben. Dieser Wert kann,
wie in Fig. 12 dargestellt ist, mit den übrigen Stellen A0 des
Ausgangs A des Schieberegisters SR verglichen werden, um die Gül
tigkeit der empfangenen Ortungsinformation zu ermitteln. Dieser
Vergleich kann mit Hilfe eines zweiten logischen Vergleichers LV2
erfolgen, der wie der erste logische Vergleicher LV1 aufgebaut
sein kann. Am Ausgang des zweiten logischen Vergleichers LV2 wird
eine logische "0" ausgegeben, wenn eine gültige Ortungsinformation
empfangen wurde; ansonsten wird eine logische "1" ausgegeben.
Eine weitere Möglichkeit für die Schaltung zur logischen Weiter
verarbeitung des empfangenen Datenwortes ist in Anspruch 64. spe
zifiziert und in Fig. 13 dargestellt. Eine mögliche Realisierung
besteht darin, für jede Nachrichtenstelle j der i Nachrichtenstel
len, mit denen die Ortungsmarkennummer dargestellt wird, einen
Speicher WS vorzusehen, der zwei Speicherworte enthält:
- 1. Für die Adresse "1" als Inhalt den Codesicherungsanhang, den ein gültiges Datenwort aufweist, dessen Nachrichtenstelle j den Wert "1" aufweist und dessen andere Nachrichtenstellen den Wert "0" aufweisen.
- 2. Für die Adresse "0" als Inhalt den Wert "0".
Die Ausgänge aller Datenwortspeicher WS können an die Eingänge
eines Paritätsgenerators PG angeschlossen werden. Am Ausgang des
Paritätsgenerators PG wird der erwartete Codesicherungsanhang aus
gegeben. Wie bei der zuvor beschriebenen Schaltung (Fig. 12) kann
der erwartete Codesicherungsanhang mit den entsprechenden Stellen
A0 des Ausgangs A des Schieberegisters SR mit Hilfe eines zweiten
logischen Vergleichers LV2 verglichen werden, um die Gültigkeit
der empfangenen Ortungsinformation zu ermitteln.
Die beschriebenen Schaltungen und Verfahren zum Empfang und zur
Auswertung der von der Empfangsantenne aufgenommenen Signale las
sen sich insbesondere dann besonders wirtschaftlich in eine vor
handene LZB integrieren, wenn die hierzu erforderliche Hardware im
Fahrzeug bereits vorhanden ist. Neben der Möglichkeit, gemäß An
spruch 45. die Empfangsantennen der LZB zu nutzen, bietet sich
weiter die Möglichkeit, einen ggf. zur Selektion und Demodulation
des modulierten LZB-Telegramms vorhandenen digitalen Signalprozes
sor DSP zur Realisierung der für den Empfang der Ortungsinforma
tionen benötigten Bandpaßfilter zu nutzen. Hierzu ist lediglich
die Software des digitalen Signalprozessors DSP entsprechend zu
ändern, um die für die Empfangseinrichtung der Ortungseinrichtung
erforderlichen Filterfunktionen zu realisieren. Wenn bei der LZB
die weitere Verarbeitung der demodulierten LZB-Telegramme mit Hil
fe eines programmierbaren Rechners erfolgt, kann die weitere Aus
wertung der empfangenen Ortungsinformationen ggf. durch Änderung
der Software dieses Rechners in die LZB integriert werden. Im
wirtschaftlich günstigsten Fall kann die Empfangseinrichtung der
Ortungseinrichtung also ohne Änderungen der Hardware auf dem Fahr
zeug in die LZB integriert werden.
Die Ortungsmarke kann gemäß Anspruch 40 in einem Gehäuse eingebaut
werden, das vollständig geschlossen ist und keine Zuleitungen hat.
Wird ein quaderförmiges Gehäuse gewählt, werden die Abmessungen
des Gehäuses im wesentlichen durch die Induktionsspule 4 bestimmt,
da alle anderen Komponenten der Ortungsmarke innerhalb der Induk
tionsspule 4 angeordnet werden können. Das Gehäuse kann beispiels
weise auch derart gestaltet sein, daß ein kleiner Kasten die
Gleichrichter-Sender-Kombination 3 und alle Sendeschwingkreise
enthält und an diesem Gehäuse ein Rohr angebracht ist, das die
Form eines rechteckigen Rings aufweist. In diesem Rohr kann die
Induktionsspule 4 untergebracht sein.
Eine weitere Möglichkeit besteht gemäß Anspruch 41 in der Verwen
dung eines Gehäuses, das ausschließlich die Gleichrichter-Sender-
Kombination 3 und die Sendeschwingkreise aufnimmt. Diese Lösung
ist dann die wirtschaftlichste, wenn es bereits bei der Herstel
lung gelingt, die Induktionsspule 4 durch Verwendung geeigneter
Materialien wasserdicht und witterungsbeständig auszuführen und
die Abdichtung des Anschlusses der Induktionsspule 4 an das Gehäu
se gegen Wasser keine Probleme bereitet.
Das Gehäuse der Ortungsmarke kann gemäß Anspruch 42. aus Kunst
stoff bestehen. Wesentlich für das Material des Gehäuses ist, daß
es wasserdicht ist, mechanische Stabilität bietet und für Magnet
felder durchlässig ist.
Fig. 15 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die durch
die Induktionsspule 4 aufgenommene Energie verwendet wird, um eine
Gleichrichter-Sender-Kombination 10, die einen modulierbaren Sen
der enthält, an dem eine Funkantenne 11 angeschlossen ist, zu speisen.
Vorteilhaft ist insbesondere eine Ausführungsform gemäß Fig. 16,
bei der die in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschriebene
Gleichrichter-Sender-Kombination 3, die einen unmodulierten Sender
enthält, und die Gleichrichter-Sender-Kombination 10, die einen
modulierbaren Sender enthält, von derselben Induktionsspule 4 mit
Energie versorgt werden. Während die durch die Lage der Sendespule
1 gebildete feste Ortsmarke zur Kalibrierung der Streckenzählung
des Schienenfahrzeuges bzw. zur Aufenthaltsortsbestimmung dienen
kann, kann mit Hilfe des modulierbaren Senders der Gleichrichter-
Sender-Kombination 10 eine wesentlich komplexere Nachricht gesen
det werden, die zudem auch den forteilenden Zug erreichen kann,
während die Wirkung des Signals in der Sendespule 1 der Gleich
richter-Sender-Kombination 3 auf den unmittelbaren Nahbereich re
duziert ist.
Um die für den wesentlich höhere Leistungen erfordernden modulier
baren Sender 13 notwendigen Leistung kurzfristig bereitstellen zu
können, ist vorteilhaft insbesondere vorgesehen, für die Gleich
richter-Sender-Kombination 10 eine Schaltung gemäß Fig. 17 zu
verwenden.
Ein Kondensator genügender Kapazität 15 ist an den Ausgang des an
sich bekannten Gleichrichters 12 geschaltet. Dieser entspricht
beispielsweise der in Fig. 3 gezeigten Schaltung.
Eine Steuereinheit 14 erkennt ein Abfallen der Eingangsspannung am
Eingang. Das Abfallen wird verursacht durch den die Induktionsspu
le 4 überfahrenden Zug. Ein Schalter 16 wird von der Steuereinheit
14 betätigt umgelegt, so daß die im Kondensator 15 gespeicherte
Energie zur Speisung des modulierbaren Senders 13 zur Verfügung
steht.
Mit Hilfe eines Telegrammgenerators 17, der in Fig. 17 skizziert
ist, kann die zu übertragende komplexe Nachricht in einen bitse
riellen Datenstrom - ein Telegramm - gewandelt werden, mit dem der
Sender 13 beispielsweise durch Frequenzumtastung (FSK) oder Pha
senumtastung (PSK) moduliert wird. Der Telegrammgenerator 17 er
zeugt zweckmäßigerweise Telegramme, die einen Codesicherungsanhang
enthalten, der z. B. mit Hilfe eines zyklischen Codes gebildet
wird. Dadurch können fahrzeugseitig Übertragungsfehler erkannt und
fehlerhafte Telegramme verworfen werden. Der Telegrammgenerator 17
wiederholt die Ausgabe eines Telegramms entweder so lange, bis der
Kondensator 15 so weit entladen ist, daß die am Kondensator 15
anstehende Spannung einen Grenzwert unterschreitet oder für eine
im Telegrammgenerator 17 projektierte Anzahl von Wiederholungen.
Durch diese Telegrammwiederholung wird die Wahrscheinlichkeit, daß
ein zu übertragendes Telegramm den fahrenden Zug mindestens einmal
fehlerfrei erreicht, wesentlich erhöht.
Die zu übertragende Nachricht kann dabei aus Informationen beste
hen, die in der jeweiligen Sendeeinrichtung fest projektiert sind
und/oder aus veränderlichen Informationen, die der Sendeeinrich
tung beispielsweise über elektrische Leitungen oder Lichtwellen
leiter zugeführt werden. Fest projektierte Informationen können
insbesondere Informationen sein, die spezifisch für den befahren
en Streckenpunkt sind, wie beispielsweise die Entfernung zur
nächsten Haltestelle, die Bezeichnung der nächsten Haltestelle,
Lage und Werte von festen Langsamfahrstellen, Streckenabschnitte
mit Steigung, Gefälle und Tunneldurchfahrten. Veränderliche Infor
mationen können beispielsweise Informationen über ein aktuelles
Soll-Geschwindigkeitsprofil sein, welchem der Zug folgen sollte,
um beispielsweise energieoptimiert oder zeitoptimiert zu fahren
oder so zu fahren, daß unter Berücksichtigung der anderen Fahrzeu
ge in dieser Anlage ein optimaler Betriebsablauf in der gesamten
Anlage erzielt wird (z. B. zur schnellen Ausregelung von Verspätun
gen).
Claims (81)
1. Verfahren zur Energieversorgung von an einem zwei Schienen
aufweisenden Fahrweg angeordneten Vorrichtungen zum Erzeugen
von elektromagnetischen Signalmarken für ein den Fahrweg be
fahrendes Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß in die
Schienen (5) ein Wechselstrom eingespeist wird, und daß in
dem zwischen den Schienen ausgebildetem magnetischen Wechsel
feld eine Induktionsspule (4) angeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
magnetisches Wechselfeld das in einem bereits existierenden
Tonfrequenz-Gleisstromkreis ausgebildete Feld verwendet wird.
3. Verfahren zum Erzeugen einer elektromagnetischen Signalmarke
am Fahrweg eines Schienenfahrzeuges unter Verwendung eines
Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Signal mit einer Frequenz emittiert wird, die sich
von der Frequenz des magnetischen Wechselfeldes zwischen den
Schienen (5) unterscheidet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Frequenz des magnetischen Wechselfeldes geteilt oder verviel
facht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in
der Induktionsspule (4) induzierte Spannung gleichgerichtet
und zur Speisung eines Senders (8, 13) benutzt wird.
6. Signal- oder Ortungsvorrichtung zur Durchführung eines Ver
fahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet
durch eine zwischen den beiden Schienen (5) eines Gleises
anordbare Induktionsspule (4).
7. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Gleichrichter umfaßt.
8. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Sender umfaßt, der
von dem Gleichrichter mit einer Versorgungsspannung beliefert
wird.
9. Gleichrichterschaltung, insbesondere für eine Signal- oder
Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung einen ersten
Transistor (T1) aufweist, dessen Kollektoranschluß an den
ersten Anschluß eines ersten Kondensators (C1) angeschlossen
ist, der Basisanschluß des ersten Transistors (T1) an den
Kollektoranschluß eines zweiten Transistors (T2) angeschlos
sen ist, der Basisanschluß des zweiten Transistors (T2) an
den ersten Anschluß eines ersten Widerstands (R1) angeschlos
sen ist, der Emitteranschluß des zweiten Transistors (T2) an
den ersten Anschluß eines zweiten Widerstands (R2) ange
schlossen ist, der zweite Anschluß des zweiten Widerstands
(R2) an den zweiten Anschluß des ersten Kondensators (C1), an
den ersten Anschluß eines dritten Widerstands (R3) und an den
ersten Anschluß eines zweiten Kondensators (C2) angeschlossen
ist, der zweite Anschluß des dritten Widerstands (R3) an den
Emitteranschluß eines dritten Transistors (T3) angeschlossen
ist, der Basisanschluß des dritten Transistors (T3) an den
ersten Anschluß eines vierten Widerstands (R4) angeschlossen
ist, der Kollektoranschluß des dritten Transistors (T3) an
den Basisanschluß eines vierten Transistors (T4) angeschlos
sen ist, der Kollektoranschluß des vierten Transistors (T4)
an den zweiten Anschluß des zweiten Kondensators (C2) ange
schlossen ist, der Emitteranschluß des vierten Transistors
(T4) an den zweiten Anschluß des vierten Widerstands (R4), an
den zweiten Anschluß des ersten Widerstands (R1) und an den
Emitteranschluß des ersten Transistors (T1) angeschlossen
ist, die erste Eingangsklemme durch den Emitteranschluß des
ersten Transistors (T1) gebildet wird, die zweite Eingangs
klemme durch den zweiten Anschluß des ersten Kondensators
(C1) gebildet wird, die erste Ausgangsklemme durch den ersten
Anschluß des ersten Kondensators (C1) gebildet wird und die
zweite Ausgangsklemme durch den zweiten Anschluß des zweiten
Kondensators (C2) gebildet wird.
10. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß parallel zum Eingang der Gleichrichterschaltung
eine Serienschaltung aus mehreren paarweise antiparallel ge
schalteten Dioden angeschlossen ist.
11. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6
bis 8, umfassend eine Gleichrichterschaltung nach einem der
Ansprüche 9 oder 10.
12. Oszillator, mit einem rückgekoppelten Verstärker und einem
Resonator (Schwingkreis), insbesondere zur Verwendung in ei
ner Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Verstärker eine Beschaltung aufweist,
die den Verstärkungsfaktor bei einer bestimmten Ausgangsspan
nung von einem hohen Verstärkungsfaktor auf einen niedrigeren
Verstärkungsfaktor schaltet.
13. Oszillator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er
einen ersten Transistor (T5) aufweist, dessen Kollektoran
schluß an den ersten Anschluß eines ersten Widerstands (R7)
und an den Basisanschluß eines zweiten Transistors (T6) ange
schlossen ist, der Emitteranschluß des ersten Transistors
(T5) an den ersten Anschluß eines zweiten Widerstands (R8)
und an den ersten Anschluß eines ersten Kondensators (C6)
angeschlossen ist, der Emitteranschluß des zweiten Transi
stors (T6) an den ersten Anschluß eines dritten Widerstands
(R9), an den ersten Anschluß eines zweiten Kondensators (C4),
an den ersten Anschluß eines dritten Kondensators (C9) und an
den ersten Anschluß eines vierten Kondensators (C8) ange
schlossen ist, der zweite Anschluß des zweiten Kondensators
(C4) an den Basisanschluß eines dritten Transistors (T7) an
geschlossen ist, der Emitteranschluß des dritten Transistors
(T7) an den ersten Anschluß eines vierten Widerstands (R12)
angeschlossen ist, der zweite Anschluß des dritten Kondensa
tors (C9) an den Basisanschluß eines vierten Transistors
(T10) angeschlossen ist, der Emitteranschluß des vierten
Transistors (T10) an den ersten Anschluß eines fünften Wider
stands (R18) angeschlossen ist, der Kollektoranschluß des
dritten Transistors (T7) an den Kollektoranschluß des vierten
Transistors (T10) und an den ersten Anschluß eines fünften
Kondensators (C11) angeschlossen ist, der zweite Anschluß des
fünften Kondensators (C11) an den ersten Anschluß eines sech
sten Kondensators (C3) angeschlossen ist, der zweite Anschluß
des sechsten Kondensators (C3) an den Basisanschluß des er
sten Transistors (T5) angeschlossen ist, der zweite Anschluß
des ersten Kondensators (C6) an den ersten Anschluß eines
sechsten Widerstands (R13) angeschlossen ist, der zweite An
schluß des sechsten Widerstands (R13) an den Kollektoran
schluß eines fünften Transistors (T8) angeschlossen ist, der
Basisanschluß des fünften Transistors (T8) an den ersten An
schluß eines siebten Kondensators (C7), an den Kollektoran
schluß eines sechsten Transistors (T9) und an den ersten An
schluß eines siebten Widerstands (R14) angeschlossen ist, der
Basisanschluß des sechsten Transistors (T9) an den ersten
Anschluß eines achten Widerstands (R15) angeschlossen ist,
der zweite Anschluß des achten Widerstands (R15) an den zwei
ten Anschluß einer ersten Diode (D5) und an den zweiten An
schluß des vierten Kondensators (C8) angeschlossen ist, der
zweite Anschluß des ersten Widerstands (R7) an eine Spannung
oder an das Bezugspotential angeschlossen ist, der Kollektor
anschluß des zweiten Transistors (T6) an eine Spannung oder
an das Bezugspotential angeschlossen ist, der zweite Anschluß
des vierten Widerstands (R12) an eine Spannung oder an das
Bezugspotential angeschlossen ist, der zweite Anschluß des
fünften Widerstands (R18) an eine Spannung oder an das Be
zugspotential angeschlossen ist, der zweite Anschluß des
zweiten Widerstands (R8) an eine Spannung oder- an das Bezugs
potential angeschlossen ist, der zweite Anschluß des dritten
Widerstands (R9) an eine Spannung oder an das Bezugspotential
angeschlossen ist, der Emitteranschluß des fünften Transi
stors (T8) an eine Spannung oder an das Bezugspotential ange
schlossen ist, der Emitteranschluß des sechsten Transistors
(T9) an eine Spannung oder an das Bezugspotential angeschlos
sen ist, der zweite Anschluß des siebten Kondensators (C7) an
eine Spannung oder an das Bezugspotential angeschlossen ist,
der zweite Anschluß des siebten Widerstands (R14) an eine
Spannung oder an das Bezugspotential angeschlossen ist, der
erste Anschluß der ersten Diode (D5) an eine Spannung oder an
das Bezugspotential angeschlossen ist, der zweite Anschluß
des fünften Kondensators (C11) die erste Klemme zum Anschluß
eines Parallelresonanzkreises (Lx, Cx) bildet und das Bezugs
potential oder eine Spannung die zweite Klemme zum Anschluß
des Parallelresonanzkreises (Lx, Cx) bildet.
14. Oszillator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Anschluß des sechsten Widerstands (R13) an den zweiten
Anschluß einer zweiten Diode (D3) angeschlossen ist und der
erste Anschluß der zweiten Diode (D3) an eine Spannung oder
an das Bezugspotential angeschlossen ist.
15. Oszillator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Anschluß des sechsten Widerstands (R13) an den zweiten
Anschluß einer zweiten Diode (D3) angeschlossen ist, der er
ste Anschluß der zweiten Diode (D3) an den zweiten Anschluß
einer dritten Diode (D4) angeschlossen ist und der erste An
schluß der dritten Diode (D4) an eine Spannung oder an das
Bezugspotential angeschlossen ist.
16. Oszillator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Anschluß des sechsten Widerstands (R13) an den zweiten
Anschluß einer Serienschaltung von mindestens drei Dioden
angeschlossen ist und der erste Anschluß der Serienschaltung
an eine Spannung oder an das Bezugspotential angeschlossen
ist.
17. Oszillator nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Basisanschluß des ersten Transistors
(T5) an den ersten Anschluß eines neunten Widerstands (R5)
und an den ersten Anschluß eines zehnten Widerstands (R6) an
geschlossen ist, der zweite Anschluß des zehnten Widerstands
(R6) an den ersten Anschluß einer vierten Diode (D1) ange
schlossen ist, der Basisanschluß des dritten Transistors (T7)
an den ersten Anschluß eines elften Widerstands (R11) und an
den ersten Anschluß eines zwölften Widerstands (R10) ange
schlossen ist, der zweite Anschluß des zwölften Widerstands
(R10) an den zweiten Anschluß einer fünften Diode (D2) ange
schlossen ist, der Basisanschluß des vierten Transistors
(T10) an den ersten Anschluß eines dreizehnten Widerstands
(R16) und an den ersten Anschluß eines vierzehnten Wider
stands (R17) angeschlossen ist, der zweite Anschluß des vier
zehnten Widerstands (R17) an den ersten Anschluß einer sech
sten Diode (D6) angeschlossen ist, der zweite Anschluß des
neunten Widerstands (R5) an eine Spannung oder an das Bezugs
potential angeschlossen ist, der zweite Anschluß der vierten
Diode (D1) an eine Spannung oder an das Bezugspotential ange
schlossen ist, der zweite Anschluß des elften Widerstands
(R11) an eine Spannung oder an das Bezugspotential ange
schlossen ist, der erste Anschluß der fünften Diode (D2) an
eine Spannung oder an das Bezugspotential angeschlossen ist,
der zweite Anschluß des dreizehnten Widerstands (R16) an eine
Spannung oder an das Bezugspotential angeschlossen ist und
der zweite Anschluß der sechsten Diode (D6) an eine Spannung
oder an das Bezugspotential angeschlossen ist.
18. Oszillator nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch ge
kennzeichnet, daß zu dem vierten Widerstand (R12) ein achter
Kondensator (C5) parallel geschaltet ist und zu dem fünften
Widerstand (R18) ein neunter Kondensator (C10) parallel ge
schaltet ist.
19. Oszillator nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß der fünfte Kondensator (C11) durch eine
Drahtbrücke ersetzt ist.
20. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6
bis 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sender
mit einem Oszillator nach einem oder mehreren der Ansprüche
12 bis 19 aufweist, sowie weiter einen aus einer Spule (1)
und einer Kapazität (2) bestehenden Sendeschwingkreis.
21. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß k Sendeschwingkreise vorhanden sind und k
eine natürliche Zahl größer eins ist.
22. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz jedes der k Sende
schwingkreise aus einer Menge von n verschiedenen Frequenzen
gewählt wird, wobei n eine natürliche Zahl größer eins ist.
23. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß n als Zweierpotenz einer natürlichen Zahl m
gewählt ist.
24. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß jede mögliche Kombination der Bits eines in
stelligen binären Datenwortes eindeutig je einer der n Fre
quenzen zugeordnet wird, ferner jeder der k Sendeschwingkrei
se nach diesem Verfahren ein m-stelliges Datenwort sendet.
25. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Datenwort, das im Sendeteil gespeichert
ist und p = k·m Bitstellen aufweist, in k Datenworte mit
jeweils m Stellen aufgeteilt wird und jedes der k m-stelligen
Datenworte durch je einen der k Sendeschwingkreise gesendet
wird.
26. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge
kennzeichnet, daß das im Sendeteil gespeicherte p-stellige
binäre Datenwort aus einer Menge von bestimmten p-stelligen
Datenworten gewählt wird, wobei jedes Element dieser Menge zu
jedem anderen Element dieser Menge eine Hamming-Distanz von
mindestens d aufweist und d eine natürliche Zahl größer eins
ist.
27. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch ge
kennzeichnet, daß das p-stellige Datenwort aus i Nachrichten
stellen und aus einem Codesicherungsanhang, der p-i Stellen
aufweist, besteht.
28. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 26 oder 27,
dadurch gekennzeichnet, daß d = 6 gewählt wird.
29. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 27
oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß p = 16 und i = 7 gewählt
wird.
30. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22
bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß n = 16 gewählt wird.
31. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21
bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß k = 4 gewählt wird.
32. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21
bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (1) der Sen
deschwingkreise zwischen den beiden Eisenbahnschienen (5)
eines Gleises, symmetrisch zur Gleismitte und in der Nähe der
beiden Eisenbahnschienen (5) angeordnet sind.
33. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21
bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (1) der Sen
deschwingkreise zwischen den beiden Eisenbahnschienen (5)
eines Gleises, in der Nähe von einer der beiden Eisenbahn
schienen und in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind.
34. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (1) jedes Sen
deschwingkreises als Luftspule ausgeführt ist.
35. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche
der Spule (1) jedes Sendeschwingkreises ein Rechteck ist,
dessen Seitenlängen im Bereich von 2 bis 30 Zentimetern lie
gen.
36. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule (4)
eine Luftspule mit rechteckiger Querschnittsfläche ist.
37. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21
bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzfrequenz je
des Sendeschwingkreises im Bereich von 1 kHz bis 10 MHz
liegt.
38. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (2) jedes
Sendeschwingkreises durch einen Kondensator (Cx) gebildet
wird, dessen Kapazität einen solchen Temperaturgang aufweist,
daß der Temperaturgang der Resonanzfrequenz jedes Sende
schwingkreises im betrieblich relevanten Temperaturbereich
minimal ist.
39. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 38, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Kondensator (Cx) durch Serien- und/
oder Parallelschaltung von mindestens zwei Kondensatoren, de
ren Kapazitäten einen unterschiedlichen Temperaturgang auf
weisen, gebildet wird.
40. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die komplette Sendeein
richtung einschließlich sämtlicher Induktionsspulen (4) in
einem Gehäuse eingebaut ist, das wasserdicht und witterungs
beständig ist.
41. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeschwingkreise,
der Sender und der Gleichrichter in einem Gehäuse eingebaut
sind, das wasserdicht und witterungsbeständig ist.
42. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 40
bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus Kunst
stoff besteht.
43. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Fahrzeug an
geordnete Empfangseinrichtung als Empfangsantenne (EA) min
destens eine Spule aufweist, die vor der in Fahrtrichtung er
sten Achse des Zuges angeordnet ist und in der beim Überfah
ren der Sendeeinrichtung eine Wechselspannung induziert wird.
44. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsantenne (EA)
der auf dem Fahrzeug angeordneten Empfangseinrichtung durch
zwei in Reihe geschaltete Spulen gebildet werden, von denen
je eine der Spulen im Abstand von einigen Zentimetern über je
einer der beiden Schienen des Gleises angeordnet ist und die
magnetische Achse jeder der beiden Spulen in einer zur Fahrt
richtung senkrechten Ebene tangential an einen Kreisbogen um
den Schwerpunkt des Querschnitts der jeweiligen Schiene
steht.
45. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsantenne (EA)
der Empfangseinrichtung durch die Empfangsantenne einer Li
nienzugbeeinflussung gebildet wird.
46. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug die von
der Empfangsantenne (EA) der Empfangseinrichtung gelieferte
Spannung mit Hilfe eines Verstärkers verstärkt wird, der
Hochpaßcharakter aufweist und Frequenzen unterdrückt, die
unterhalb der niedrigsten Resonanzfrequenz der Sendeschwing
kreise der Sendeeinrichtung liegen.
47. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug die von
der Empfangsantenne (EA) der Empfangseinrichtung gelieferte
Spannung mit Hilfe eines Verstärkers verstärkt wird, der
Hochpaßcharakter aufweist und Frequenzen unterdrückt, die
unterhalb der anlagenweit niedrigsten Frequenz der Tonfre
quenz-Gleisstromkreise liegen.
48. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 47 für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, deren An
triebsströme über die Schienen abfließen, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf dem Fahrzeug die von der Empfangsantenne
(EA) der Empfangseinrichtung gelieferte Spannung mit Hilfe
eines Verstärkers verstärkt wird, der die Frequenzen der über
die Schienen abfließenden Antriebsströme unterdrückt.
49. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 20
bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß für jede projektierte
Resonanzfrequenz der Sendeschwingkreise der Sendeeinrichtung
auf dem Fahrzeug je ein Bandpaßfilter (BP), dessen Mittenfre
quenz je einer der projektierten Resonanzfrequenzen ent
spricht, angeordnet ist.
50. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 49, dadurch ge
kennzeichnet, daß zusätzlich mindestens ein Bandpaßfilter
(BP) vorhanden ist, dessen Mittenfrequenz der Frequenz des in
die Schienen eingespeisten Wechselstroms (1) entspricht.
51. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 49
oder 50, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Verstär
kers der Eingang eines Abtast-Halte-Glieds (S), am Ausgang
des Abtast-Halte-Glieds (S) der Eingang eines Analog-Digi
tal-Umsetzers (ADU) und am Ausgang des Analog-Digital-Umset
zers ein digitales Filter angeschlossen ist, das die Bandpaß
filter (BP) enthält.
52. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 51, dadurch ge
kennzeichnet, daß jedes der Bandpaßfilter (BP) als nichtre
kursives FIR-Filter ausgeführt ist.
53. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 51, dadurch ge
kennzeichnet, daß jedes der Bandpaßfilter (BP) als rekursives
IIR-Filter ausgeführt ist.
54. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 53, dadurch ge
kennzeichnet, daß jedes der rekursiven IIR-Filter von der
Ordnung zwei ist.
55. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 51
bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Filter mit
Hilfe eines digitalen Signalprozessors (DSP) realisiert wird.
56. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 49
bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß eine amplitudenverglei
chende Schaltung (AVS) vorhanden ist, die mindestens zwei
Eingänge aufweist und die an ihrem Ausgang die Nummer desje
nigen Eingangs ausgibt, an dem das Signal mit der größten
Amplitude aller Eingänge anliegt und die Eingänge der ampli
tudenvergleichenden Schaltung (AVS) an die Ausgänge der Band
paßfilter (BP) angeschlossen sind.
57. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 50
bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß zwei amplitudenverglei
chende Schaltungen (AVS) vorhanden sind, die je zwei Eingänge
aufweisen und die an ihrem Ausgang jeweils die Nummer desje
nigen Eingangs ausgeben, an dem das Signal mit der größten
Amplitude beider Eingänge anliegt, ein erstes Bandpaßfilter
(BP) vorhanden ist, das auf die Frequenz des in die Schienen
eingespeisten Tonfrequenzstroms abgestimmt ist, sowie ein
zweites und ein drittes Bandpaßfilter (BP) vorhanden sind,
die auf die Resonanzfrequenzen zweier Sendeschwingkreise ab
gestimmt sind, der Ausgang des ersten Bandpaßfilters (BP) an
den ersten Eingang der ersten amplitudenvergleichenden Schal
tung (AVS) und an den ersten Eingang der zweiten amplituden
vergleichenden Schaltung (AVS) angeschlossen ist, der Ausgang
des zweiten Bandpaßfilters (BP) an den zweiten Eingang der
ersten amplitudenvergleichenden Schaltung (AVS) angeschlossen
ist, der Ausgang des dritten Bandpaßfilters (BP) an den zwei
ten Eingang der zweiten amplitudenvergleichenden Schaltung
(AVS) angeschlossen ist, ein Und-Gatter (&) mit zwei Eingän
gen vorhanden ist, der Ausgang der ersten amplitudenverglei
chenden Schaltung (AVS) an den ersten Eingang des Und-Gatters
(&) angeschlossen ist und der Ausgang der zweiten amplituden
vergleichenden Schaltung (AVS) an den zweiten Eingang des
Und-Gatters (&) angeschlossen ist.
58. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 56
oder 57, dadurch gekennzeichnet, daß die amplitudenverglei
chende Schaltung (AVS) mit Hilfe eines programmierbaren Rech
ners realisiert wird.
59. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 56
bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster logischer Ver
gleicher (LV1), der die Gleichheit zweier an seinen beiden
Eingängen anliegender Datenworte feststellen kann und gemäß
dem Ergebnis dieses Vergleichs an seinem Ausgang bei Gleich
heit eine logische "0" sonst eine logische "1" liefert, vor
handen ist, der Ausgang der amplitudenvergleichenden Schal
tung (AVS) an einen der beiden Eingänge des ersten logischen
Vergleichers (LV1) angeschlossen ist und der zweite Eingang
des logischen Vergleichers (LV1) an den Ausgang eines
Schreib-Lese-Speichers (S), der ein Datenwort speichern kann,
angeschlossen ist.
60. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 59, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Schieberegister (SR) vorhanden ist und
eine Logikschaltung (LS), die an den Ausgang der amplituden
vergleichenden Schaltung (AVS), an den Ausgang des ersten
logischen Vergleichers (LV1), an den Takteingang (T) des
Schieberegisters (SR), an den Dateneingang (E) des Schiebe
registers (SR) und an den Eingang des Schreib-Lese-Speichers
(S) angeschlossen ist und die Logikschaltung (LS) beim Anlie
gen einer logischen "1" am Ausgang des ersten logischen Ver
gleichers (LV1) m Impulse an den Takteingang (T) des Schiebe
registers (SR) ausgibt, dabei gleichzeitig die m Stellen des
am Ausgang der amplitudenvergleichenden Schaltung (AVS) an
liegenden Datenwortes in das Schieberegister (SR) einschiebt
und anschließend das am Ausgang der amplitudenvergleichenden
Schaltung (AVS) anliegende Datenwort in den Schreib-Lese-
Speicher (S) schreibt, wobei das Datenwort m Stellen auf
weist.
61. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 60, dadurch ge
kennzeichnet, daß das am Ausgang (A) des Schieberegisters
(SR) anliegende Datenwort an die Adreßleitungen eines Fest
wertspeichers (ROM) angeschlossen ist und der Festwertspei
cher (ROM) für jede Adresse, die als Datenwort in einer der
Sendeeinrichtungen gespeichert ist, als Inhalt eine im gesam
ten Festwertspeicher (ROM) einzigartige Kennzeichnung enthält
und für alle anderen Adressen als Inhalt einen Wert aufweist,
der für alle diese Adressen gleich ist.
62. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 60, dadurch ge
kennzeichnet, daß einige Stellen (A1) des am Ausgang (A) des
Schieberegisters (SR) anliegenden Datenworts an die
Adreßleitungen eines Festwertspeichers (ROM) angeschlossen
sind und der Festwertspeicher (ROM) für jede Adresse als In
halt den Sollwert derjenigen Stellen (A0) des Datenworts ent
hält, die nicht an die Adreßleitungen des Festwertspeichers
(ROM) angeschlossen sind und dieser Sollwert zusammen mit den
an den Adreßleitungen anliegenden Stellen (A1) ein Datenwort
ergibt, das in einer der Sendeeinrichtungen gespeichert ist.
63. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 62, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein zweiter logischer Vergleicher (LV2)
vorhanden ist, dessen erster Eingang an den Ausgang des Fest
wertspeichers (ROM) angeschlossen ist und dessen zweiter Ein
gang an die Stellen (A0) des Ausgangs (A) des Schieberegi
sters (SR) angeschlossen ist, die nicht an die Adreßleitungen
des Festwertspeichers (ROM) angeschlossen sind.
64. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 60, dadurch ge
kennzeichnet, daß für jede der i Nachrichtenstellen, die Be
standteil der in den Sendeeinrichtungen gespeicherten p-stel
ligen Datenworte sind, ein Speicher (WS) vorhanden ist, der
bei Anliegen der Adresse "1" den zu dieser Nachrichtenstelle
gehörenden Codesicherungsanhang am Ausgang ausgibt und sonst
den Wert "0" ausgibt, jede Adreßleitung eines der Datenwort
speicher (WS) an je eine Bitstelle des Ausgangs (A) des
Schieberegisters (SR) angeschlossen ist, jedes auf den Daten
leitungen des Datenwortspeichers (WS) ausgegebene Datenwort
p-i Stellen aufweist, die Datenleitungen je eines Datenwort
speichers (WS) an je einen Eingang eines Paritätsgenerators
(PG) angeschlossen sind, der Paritätsgenerator (PG) ein Da
tenwort ausgibt, das p-i Stellen aufweist und eine Bitstelle
q des am Ausgang des Paritätsgenerators (PG) ausgegebenen
Datenwortes genau dann den Wert "1" aufweist, wenn die Summe
der Werte der Bitstelle q der am Eingang des Paritätsgenera
tors (PG) anliegenden Datenworte ungerade ist, der Ausgang
des Paritätsgenerators (PG) an den ersten Eingang eines zwei
ten logischen Vergleichers (LV2) angeschlossen ist und dieje
nigen p-i Stellen des Ausgangs (A) des Schieberegisters (SR),
die nicht an einen Datenwortspeicher (WS) angeschlossen sind,
an den zweiten Eingang des zweiten logischen Vergleichers
(LV2) angeschlossen sind.
65. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Sender (8) ein unmoduliertes Signal
sendet.
66. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Sender ein modulierbarer Sender (13)
ist.
67. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach den Ansprüchen 65 und
66, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung
mindestens einen Sender (8), der ein unmoduliertes Signal
sendet, und mindestens einen modulierbaren Sender (13) mit
Energie versorgt.
68. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 66
bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß der modulierbare Sender
(13) durch einen bitseriellen Datenstrom moduliert wird.
69. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 68, dadurch
gekennzeichnet, daß der bitserielle Datenstrom durch eisen
bahnsignaltechische Signalbegriffe beeinflußt werden kann.
70. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 69, dadurch
gekennzeichnet, daß die Signalbegriffe über elektrische Lei
tungen oder über Lichtwellenleiter der Sendeeinrichtung zu
geführt werden.
71. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 69, dadurch
gekennzeichnet, daß die Signalbegriffe in der Sendeeinrich
tung fest projektiert sind.
72. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 68 bis 71, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor
richtung einen Telegrammgenerator (17) umfaßt, der zu über
tragende Informationen (Signalbegriffe) in einen bitseriellen
Datenstrom wandelt.
73. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 66 bis 72, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Aus
gang des modulierbaren Senders eine Antenne angeschlossen
ist.
74. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 73, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antenne eine Dipolantenne ist.
75. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 66 bis 74, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende
frequenz des modulierbaren Senders (13) im Bereich von 10 MHz
bis 1 GHz liegt.
76. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 66 bis 75, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende
einrichtung einen Kondensator (15), eine Steuereinheit (14)
und einen von der Steuereinheit (14) gesteuerten Schalter
(16), der den Kondensator (15) zwischen den Ausgangsanschlüs
sen der Gleichrichterschaltung (12) und den Versorgungsspan
nungsanschlüssen des modulierbaren Senders (13) umschaltet,
umfaßt.
77. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 76, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schalter (16) und die Steuereinheit
(14) durch eine Halbleiterschaltung gebildet werden.
78. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 76 oder 77,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (14) auf den
beim Überfahren eines Zuges an der Induktionsspule (4) entste
henden Spannungsabfall reagiert.
79. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der vorgenannten
Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Induktionsspu
le (4) ein Kondensator (6) parallelgeschaltet ist.
80. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach Anspruch 79, dadurch
gekennzeichnet, daß der aus der Induktionsspule (4) und dem
Kondensator (6) gebildete Resonanzkreis auf die Mittenfre
quenz des in die Schienen (5) eingespeisten Wechselstroms (1)
abgestimmt ist.
81. Signal- oder Ortungsvorrichtung nach einem der vorgenannten
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen
Transformator (9) umfaßt, der primärseitig an die Induk
tionsspule (4) angeschlossen ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19654911A DE19654911A1 (de) | 1996-05-18 | 1996-05-18 | Oszillator |
DE19620127A DE19620127A1 (de) | 1996-05-18 | 1996-05-18 | Verfahren zur Energieversorgung von elektromagnetischen Signalmarken für Schienenfahrzeuge und Vorrichtung zu seiner Durchführung |
DE19654912A DE19654912A1 (de) | 1996-05-18 | 1996-05-18 | Gleichrichterschaltung |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19654911A DE19654911A1 (de) | 1996-05-18 | 1996-05-18 | Oszillator |
DE19620127A DE19620127A1 (de) | 1996-05-18 | 1996-05-18 | Verfahren zur Energieversorgung von elektromagnetischen Signalmarken für Schienenfahrzeuge und Vorrichtung zu seiner Durchführung |
DE19654912A DE19654912A1 (de) | 1996-05-18 | 1996-05-18 | Gleichrichterschaltung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19620127A1 true DE19620127A1 (de) | 1997-11-20 |
Family
ID=26032908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19620127A Ceased DE19620127A1 (de) | 1996-05-18 | 1996-05-18 | Verfahren zur Energieversorgung von elektromagnetischen Signalmarken für Schienenfahrzeuge und Vorrichtung zu seiner Durchführung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19620127A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1489717A1 (de) * | 2003-06-17 | 2004-12-22 | Siemens Schweiz AG | Verfahren zur Versorgung von Gleiskomponenten mit elektrischer Energie |
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DE3490076C1 (de) * | 1983-02-21 | 1988-05-26 | Walter Dipl.-Phys. Cureglia Ch Jaeger | |
CH679991A5 (en) * | 1988-12-28 | 1992-05-29 | Jaeger Walter | Track-to-train transmission of information and control signals - using evenly spaced transmitter elements along track providing coded pulse signal to moving train |
FR2713574A1 (fr) * | 1993-12-08 | 1995-06-16 | Gec Alsthom Transport Sa | Balise au sol alimentée par rayonnement. |
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1996
- 1996-05-18 DE DE19620127A patent/DE19620127A1/de not_active Ceased
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