DE19717939A1 - Zugsensor zur Warnung von Personen im Gleisbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einen Zugsensor zur Warnung von Personen im Gleisbereich mit den in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 6 angegebenen Merkmalen.

Bekannt sind Zugsensoren zur Warnung von Personen im Gleisbereich vor herannahenden Zügen, deren der Warngebung dienenden Signale über einen Nachrichtenkanal an Warnstationen im Arbeitsbereich von Personen geleitet werden, die entsprechend den Signalen eine Warnung abgeben (LENGEMANN, "Von der Erkennung bis zur Alarmgebung - die zukünftige Rottenwarnung bei der Deutschen Bundesbahn" in Elektrische Bahnen, 1983, H.6, S. 204-209; DE-AS 17 55 589). Es werden induktive Sensoren oder Vibrationssensoren genannt. Vibrationssensoren sind untauglich, da sie langsam fahrende Züge wegen zu geringer Erschütterungen nicht detektieren. Um eine Warnanlage in Betrieb zu nehmen, muß ein Monteur in langwieriger Arbeit die induktiven Sensoren dem Schienentyp anpassen, an die Schiene montieren und justieren. Dabei muß der Monteur selbst vor herannahenden Zügen gewarnt werden. Bei langsam wandernden Baustellen ist durch diese notwendige Sicherung der Nutzen einer Warnanlage nicht mehr gegeben. Außerdem sind induktive Sensoren anfällig gegen magnetische Felder durch Bremsen und Triebströme; eine Detektierung von Rädern aus NE-Metall ist nicht möglich.

Bekannt sind Meßeinrichtungen zur Feststellung des Gewichtes von Eisenbahnfahrzeugen, wobei die Durchbiegung der Schiene infolge des auf dem Zugrad lastenden Gewichts mit einer am Schienenfuß angeschraubten Druckkammer gemessen wird. Die nächstliegenden Schwellen sind zur richtigen Funktion der Druckkammer fest gelagert und versteift (DE-PS 8 22 019). Die Schrift gibt aber keinen Hinweis, das aus ihr bekannte "Gewichtsmeßprinzip" auf eine Einrichtung zur Warnung von Menschen anzuwenden. Sicherheitsprinzipien sind nicht angegeben. Eine schnelle Montage ist mit dieser Einrichtung auch nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Zugsensor anzugeben, durch dessen Signale es möglich ist, Personen im Gleisbereich vor herannahen Zügen zu warnen, wobei der Zugsensor die erforderliche Sicherheit aufweist, unempfindlich gegen magnetische Felder ist und schnell montiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem gattungsgemäßen Zugsensor durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 6 gelöst.

Der Zugsensor ist einfach aufgebaut. Zur Montage muß man sich nicht oder nur kurze Zeit im Gefahrenbereich aufhalten, da jegliche Verschraubung mit der Fahrschiene entfällt. Die Anbringung unter dem Schienenfuß bewahrt den Zugsensor vor Beschädigung durch vom Zug herabhängende Gegenstände. Die Sicherheit gegen Fremdeinflüsse wird durch vorgegebene Druckschwellen erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Überwachung des Druckes gewährleistet die Erkennung des Versagens oder des gefährlichen Entfernens des Zugsensors.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung der Zugsensoren,

Fig. 2 eine Anordnung der Druckkammer.

In Fig. 1 ist eine typische Anordnung von zwei Zugsensoren 21, 41, 61, 13 mit ihrer Verbindung 11 zu einer Warnstation 15 dargestellt. Eine Fahrschiene 1, 66 ist durch Schwellen 3 auf einen Unterbau 2, 62 abgestützt. Bei der Überfahrt eines Zugrades werden sowohl die Fahrschiene 1, 66 als auch die Schwellen 3 und der Unterbau 2, 62 unter den Schwellen 3 belastet. Bei der Belastung ändert sich die Entfernung des Schienenfußes zum Unterbau 2, 62 in der Mitte zwischen den Schwellen 3 am meisten und ist wesentlich größer als die Durchbiegung der Fahrschiene 1, 66 allein. Diese Eigenschaft wird bei dem Zugsensor zur Erlangung störungsfreier, großer Druckänderungen in Druckkammern 21, 41, 61 genutzt, indem die Druckkammern 21, 41, 61 an dieser Stelle eingeschoben werden. Es ist lediglich auf einen kraftschlüssigen Sitz zu achten, was im einfachsten Fall durch Unterschieben von Keilen erreicht werden kann. Eine Anpassung an den Schienentyp und eine Justage entfällt. Damit ist der Aufenthalt im Gefahrenbereich bei der Montage der Druckkammern 21, 41, 61 auf ein Minimum beschränkt. In besonderen Fällen wie bei Brückenbauwerken kann der Unterbau 2, 62 unabhängig von den örtlichen Verhältnissen angebracht werden. Die übrigen Bestandteile 13 des Zugsensors werden zweckmäßigerweise in einem vom Gleis entfernt befindlichen Gehäuse zusammengefaßt; sie sind nicht elektrisch mit der Fahrschiene 1, 66 verbunden und daher keinen Störungen durch Triebströme und magnetischen Feldern ausgesetzt. Die Druckkammer 21, 41, 61 ist über einen Druckschlauch 27, 47 mit einem Drucksensor 23, 43 verbunden. An dem Drucksensor stehen proportional zu dem Druck in der Druckkammer 21, 41, 61 elektrische Signale 31, 51 an, die auf einen Auswerter 5a, 5b geführt sind. Die Drucksignale 31, 51 ändern sich positiv bei Belastung der Druckkammer 21, 41, 61 durch ein Zugrad. Bei der Entlastung nach dem Überfahren entsteht eine negative Änderung des Drucksignals 31, 51. Diese Druckänderungen werden als ein Rad kennzeichnendes Radsignal vom Auswerter 5a, 5b gewertet, wenn die Druckänderung einen dem Auswerter 5a, 5b an seinem Eingang vorgegebenen Wert einer Druckänderung 7 entweder in positiver oder negativer Richtung überschreitet; dies sichert vor Störungen und Trittbeeinflussungen von Mensch und Tier. Die positive Druckänderung wird bevorzugt da sie auch stehende Zugräder erfaßt. Ein solchermaßen erkanntes Radsignal wird vom Auswerter 5a, 5b in bekannter Weise über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Nachrichtenkanal 11 an Warnstationen 15 geleitet, die direkt oder indirekt entsprechend der Signale des Nachrichtenkanals 11 eine Warnung 17 an die zu warnenden Personen im Gleisbereich abgeben. Ein Zugsensor 21, 41, 61, 13 kann zum Beispiel den Zug ankündigen, ein weiterer nicht dargestellter Zugsensor 21, 41, 61, 13 in der Nähe der zu warnenden Personen den Zug wieder abmelden, indem beide Zugsensoren auf die Warnstation 15 einwirken.

Besonders einfach und sicher ist es, einen Druckverlust des Zugsensors 21, 41, 61, 13 oder die unerwünschte Entfernung der Druckkammer 21, 41, 61 oder weiterer Bestandteile 13 des Zugsensors zu überwachen. Da bei Fehlern der Druck abnimmt, wird dies vom Auswerter 5a, 5b erkannt, wenn der Druck unter einen an seinem Eingang vorgegebenen Druckwert 9 sinkt. Der Auswerter 5a, 5b gibt ein entsprechendes Störungssignal an den Nachrichtenkanal 11 ab.

Anstatt den Zug aufgrund der Räderfassung über den Nachrichtenkanal 11 zu melden, kann ein umlaufender Zähler 10 die Radsignale zählen und der Auswerter 5a, 5b den Zähierstand über den Nachrichtenkanal 11 abgeben. So können Züge exakter erfaßt werden.

Auch kann die Zugrichtung vom Auswerter 5a, 5b erfaßt werden, indem der Auswerter 5a die Radsignale vom Zugsensor 21, 23 und der Auswerter 5b die Radsignale vom benachbarten Zugsensor 41, 43 erfaßt. Die zeitliche Abfolge der Radsignale ist ein Maß für die Richtung des Zuges, das der Auswerter 5a, 5b an den Nachrichtenkanal 11 direkt abgibt oder als Vorzeichen mit dem Zählerstand 10 verknüpft. Solchermaßen können mit mehreren, nicht dargestellten Zugsensoren 21, 41, 61, 13 komplexe Gleisbilder bei der Erfassung von Zügen beherscht werden.

Die sicherheitsrelevanten Teile 23, 5a, bzw. 43, 5b des Zugsensors sind zweckmäßig zu verdoppeln und die Ergebnisse des Auswerters 5a mit denen des Auswerters 5b über eine Verbindung 6 zeitabhängig zu vergleichen, wobei eine Karenzzeit 8 am Eingang des Auswerters 5a, 5b vorgegeben ist. Bei Fehlern in einem der beiden parallenen Zweige stellt der Auswerter 5a, 5b nach Ablauf der Karenzzeit 8 eine Ungleichheit fest und gibt ein Störungssignal an den Nachrichtenkanal 11 ab. In gleicher Weise läßt sich ein Zugsensor mit nur einer Druckkammer 21 sichern, wobei diese Druckkammer mit beiden Drucksensoren 23 und 43 verbunden ist (nicht dargestellt).

Die Montage wird wesentlich erleichtert, wenn die Druckkammern 21, 41, 61 und die Drucksensoren 23, 43 mit verschließbaren Füllöffnungen 25, 45 für ein flüssiges oder gasförmiges Medium verbunden sind und die Druckkammern 21, 41, 61 als Hubzylinder, vorzugsweise als Balgzylinder ausgebildet sind. Das Einschieben der Druckkammer 21, 41, 61 unter den Schienenfuß kann bei drucklosem Zylinder mit einem Handgriff erfolgen und ohne sich einer Gefahr auszusetzen. Anschließend wird die Druckkammer 21, 41, 61 über die Füllöffnung 25, 45 solange gefüllt, bis sich der gewünschte Druck einstellt, bzw. die Druckkammer 21, 41, 61 kraftschlüssig zwischen dem Fuß der Fahrschiene 1, 66 und dem Unterbau 2, 62 eingeklemmt ist.

In Fig. 2 ist eine typische Anordnung einer Druckkammer 21, 41, 61 zwischen dem Fuß der Fahrschiene 1, 66 und dem Unterbau 2, 62 dargestellt. Dem Fuß der Fahrschiene 1, 66 angepaßte Führungen 64 an der Oberseite der Druckkammer 21, 41, 61 verhindern ein seitliches Verrutschen der Druckkammer 21, 41, 61 und eine weitere Erleichterung der Montage.

Claims (12)

1. Zugsensor zur Warnung von Personen im Gleisbereich vor herannahenden Zügen dessen der Warngebung dienende Signale über einen Nachrichtenkanal 11) an Warnstationen (15) im Arbeitsbereich von Personen geleitet werden, die entsprechend den Signalen eine Warnung (17) abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer kraftschlüssig zwischen dem Fuß der Fahrschiene (1, 66) und einem Unterbau (2, 62) befindlichen, geschlossenen Druckkammer (21, 41, 61) auftretende Druckänderung infolge der Be- und/oder Entlastung bei der Überfahrt eines Zugrades als ein das Rad kennzeichnendes Radsignal gewertet (23, 43, 5a, 5b) und an den Nachrichtenkanal (11) abgegeben wird, wenn eine vorgegebene Druckänderung (7) überschritten wird.

2. Zugsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten eines vorgegebenen Druckwertes (9) in der mit Überdruck beaufschlagten Druckkammer (21, 41, 61) ein Störungssignal an den Nachrichtenkanal (11) abgegeben wird.

3. Zugsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gezahlten Radsignale (10) an den Nachrichtenkanal (11) abgegeben werden.

4. Zugsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zeitliche Abfolge der Radsignale eines Zugsensors (21, 23, 5a) und der Radsignale mindestens eines weiteren gleichartigen Zugsensors (41, 43, 5b) die Fahrtrichtung des Zuges bestimmt (5a, 5b) und an den Nachrichtenkanal (11) abgegeben wird.

5. Zugsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abweichungen verglichener Ergebnisse (6) von verdoppelten Auswerteteilen (23, 43, 5a, 5b) über eine vorbestimmte Zeit (8) hinaus ein Störungssignal an den Nachrichtenkanal (11) abgegeben wird.

6. Zugsensor zur Warnung von Personen im Gleisbereich vor herannahenden Zügen, dessen der Warngebung dienende Signale an Warnstationen (15) im Arbeitsbereich von Personen geleitet werden, die entsprechend den Signalen eine Warnung (17) abgeben, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Zugsensor eine geschlossene Druckkammer (21, 41, 61), einen Drucksensor (23, 43) und einen Auswerter (5a, 5b) aufweist,
• - daß die Druckkammer (21, 41, 61) kraftschlüssig zwischen dem Fuß der Fahrschiene (1, 66) und einem Unterbau (2, 62) angeordnet ist,
• - daß die Druckkammer (21, 41, 61) über einen Schlauch (27, 47) mit einem Drucksensor (23, 43) verbunden und dessen Ausgangssignale (31, 51) an den Auswerter (5a, 5b) geführt sind,
• - daß die Änderung des Druckes in der Druckkammer (21, 41, 61) Infolge der Be- und/oder Entlastung bei dem Überfahren eines Zugrades vom Drucksensor (23, 43) erfaßt und an den Auswerter (5a, 5b) geleitet wird, und
• - daß der Auswerter (5a, 5b) ein Überschreiten der Druckänderung über einen dem Auswerter (5a, 5b) vorgegebenen Wert einer Druckänderung (7) als ein das Rad kennzeichnendes Radsignal wertet und an den Nachrichtenkanal (11) abgibt.

7. Zugsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Druckkammer (21, 41, 61) mit einem Überdruck beaufschlagt ist, und
• - daß der Auswerter (5a, 5b) bei Absinken des Druckes unter einen dem Auswerter (5a, 5b) vorgegebenen Druckwert (9) ein Störungssignal an den Nachrichtenkanal (11) abgibt.

8. Zugsensor nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Zugsensor eine verschließbare Füllöffnung (25, 45) aufweist,
• - daß die Druckkammer (21, 41, 61) und der Drucksensor (23, 43) mit der Füllöffnung (25, 45) für ein flüssiges oder gasförmiges Medium verbunden sind, und
• - daß die Druckkammer (21, 41, 61) als Hubzylinder ausgebildet ist.

9. Zugsensor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (21, 41, 61) an ihrer Oberseite dem Fuß der Fahrschiene (1, 66) angepaßte Führungen (64) aufweist.

10. Zugsensor nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Zugsensor einen umlaufenden Zähler (10) aufweist,
• - daß der Zähler die Radsignale aus dem Auswerter (5a, 5b) zahlt, und
• - daß der Auswerter (5a, 5b) ein den Zählerstand des Zählers (10) abbildendes Signal an den Nachrichtenkanal (11) abgibt.

11. Zugsensor nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

• - daß neben einem Zugsensor (21, 23, 5a) mindestens ein weiterer gleichartiger Zugsensor (41, 43, 5b) angeordnet ist, und
• - daß der Auswerter (5a, 5b) durch die zeitliche Abfolge der Radsignale die Fahrtrichtung des Zuges bestimmt und an den Nachrichtenkanal (11) abgibt.

12. Zugsensor nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksensoren (23, 43) und die Auswerter (5a, 5b) doppelt angeordnet sind, daß die Auswerter ihre Ergebnisse (6) gegenseitig vergleichen und bei Abweichungen über eine vorgegebene Zeit (8) hinaus ein Störungssignal an den Nachrichtenkanal (11) abgeben.