DE2064811B2 - Anlage zur automatischen steuerung von auf der strasse fahrenden fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung be ti if It eine Anlage /in automatischer· Stiiueruni' von auf dei Straße fahrenden Fahrzeugen, die aus i!'.indesU'ii> einem in der Fahrbahn lim.· der Straße - erteilten Magneten besteht.

Es ist eine Anordnung zur automatischen Steuerung von Straßenfahrzeugen durch unter der Straßenoberfläche befindliche, längs der Straße verlaufende Leiter bekannt (deutsche Auslegeschrift 1271245), wobei in der Umgebung der Leiter erzeugte magnetische und/oder elektrische Felder derart auf Steuervorrichtungen in den Fahrzeugen einwirken können, daß diese in einer festgelegten Spur geführt um' auf einer vorgegebenen Geschwindigkeit gehalten wcr-

den. die derart ausgebildet ist, daß ein einzelner Leiter unter jeder für automatische Steuerung ausgerüsteten Fahrbahn verlegt ist und daß dieser Leiter zwecks Erzeugung eines "sich in Fahitrichtung periodisch ändernden Feldes auf Grund eines ihn durchfließenden Stromes rohrförmige, ihn umschließende Steuermarken aus ferromagnetische!!! und/oder leitendem Material aufweist, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Ferner ist zu jedem Steuerleiter ein Ruckleiter außerhalb des unter der Fahrbahn hegt η den Raumes verlegt

Neben der Tatsache, daß jedem Steuerleiter c<r. Ruekleiterzuzuoidnen ist. erweist sich diese bekannt Anordnung als daduich nachteilig, daß die Leitei unier jeder Fahrbahn vor dem Verlegen oder unmme!·

bar beim Verlegen an !en zu bestimmenden Stein:· mit den röhrenförmigen Steuermarken zu umgeben sind und daß sich, die ei forderliche K. anal brei te ment nach dem Leiterdurchmesber. sondern nach de,: Durchmesser der röhrenförmigen S'euermaiken /1.

ricnten hat. was die gewünschte dauerhafte Lage de--Leiters beeinträchtigen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ar. lage /iir automatischen Steuerung von auf der Sttaikfahrenden Fahrzeugen der eingangs erwähnten An hinsichtlich ihier Herstellung zu verbilligen und ihrer, Einbau zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgei.ir.ß dadurch gelöst, iLißder Magnet aus einer zähen organischen und polymerischen Masse mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm besteht, in welcher Partikel eines magnet isierbaren Materials gieichmabig verteilt ■ -nd. Die Anlage nach der Erfindung erweis, sich insbesondere dadurch als vorteilhaft, daß die den Magnet bildende zähe, organische undpolymeiische Masse in vielfältiger Weise

}5 formbar ist und eine hohe Bruchfestigkeit aufweist, si) daß eine geeignete Handhabung und Anbringung an Straßen und I .ihrbahnen sowie in einer von einem Schleifwerkzeug in die Straßendecke eingeschnittenen Nut iicwährieistet ist. Auch zeigt sich das Material infolge seinei Elastizität den in der Straßendecke auf Grund der Verkehrsbelastung sowie der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen erzeugten Spannungen gewachsen, so daß die Magnete eine lange Lebensdaueraufweisen. Hinzu kommt, daß die Magnete auf Polymerbasis im Vergleich zu herkömmlichen Permanentmagneten beträchtlich billiger sind.

Vorteilhafterweise zeichnet sich die Anlage dadurch aus, daß die Partikel die Form von Plättchen aufweisen und aus Ferriten des Bariums und/oder des

Strontiums und oder des Bleis bestehen, deren bevorzugte Magnetachsen senkrecht zu den Ebenen der Plättchen verlaufen, und daß die Partikel so orientiert sind, daß der Magnet anisotropisch ist.

Der Magnet kann vorzugsweise hochkant in eine in der Straße vorgesehene Nut eingelagert sein, die Form eines Bandes oder eines Dreiecks aufweisen, und die Magnetachsen der Partikel im Magneten können bevorzugt parallel zur Oberfläche der Straße ver-

laufen.

Die Anlage nach der Erfindung kann sich ferner durch eine Reihe von Magneten auszeichnen, die in die Fahrhahn in einer parallel zur Verkehrsrichtung der Suaßc verlaufende Nut so verlegt sind, daß benachbarte Magnete entgegengesetzte Polarität aufweisen and daß Magnete mit derselben Polarität einen Abstand voneinander aufweisen, der mindestens so groß ist wie ein vorbestimmter Abstand der Magnetflußsensoren an Fahrzeugen, die die Straße befahren, _vonde: Straßenoberfläche, wobei der Abstand jedoch nicht mehr als 2,5 m beträgt.

Beim Einsatz für Einbahnstraßen zeichnet sich die Anlage dadurch aus, daß der Magnet quer zur Verlcehr->r;;:htung auf der Straße verläuft, und daß die Nord -.ind Südpole des Magneten in der LängserstrcAung einen Abstand voneinander aufweisen.

De; Μ.-.μηοΐ kann schließlich asymmetrisch in bezug auf en ν- Lji.icr /ur Längserstreekungder Straße verlaufende :.üiie ausgestaltet sein sowie eine Feldstärke von minderen·* ItIO Gauß aufweisen.

Zv, L-\..H/ugen sind Elastomere und andere PoIymeii.. in-- den Magneten etwas elastisch und biegsam rnachcii. und insbesondere Nitril- und SilikonguminiMiMei) Aegen ihrer ausgezeichneten Widerstandsfestisikeit gegen Öle und andere Substanzen, die auf Stnii-v:.-; häufig anzutreffen sind. E^v könne» auch andere ! iihmere. wie Pol\vinylchlorid, verwendet werden, üii-be^ondere solche Polymere, die plastiziert oder auf andere Weise behandelt worden sind, <.i daß tie elastomer sind. Die Partikel liegen mit einem hohe:! Anteil in der poiynienschen Masse dispergiert vui, und fur die Zwecke der Erfindung beträgt der voiu.ncnmaßige Anteil des magnetisierbaren Materials mindestens 50 %. F.s ist jedoch schwierig, diesen Anteil auf mehr ah 75 '.'< /u erhöhen. Uni die stärksten Magnetkräfte erhalten zu können, sollen die Partikel aus anisotropischen Partikeln bestehen, wobei die bevorzugten magnetischen Achsen im wesentlichen parallel zu einander verlaufen sollen, so daß der Magnet iclbst anisotropisch ist. Neben den zu bevorzueenden Ferriten des Bariums, des Strontiums und de-- B'eis können auch andere Materialien benutzt were; w, die die Eigenschaften von Permanentmagneten aufweiten, wie Eisenoxid-, Mangan-, Wismutodei Eisenpartikel, die gegen eine Oxidation geschützt sind.

Die Magnete werden im allgemeinen in eine Nut S'.; eingelegt. daR rlerrn Oberseite etwas unter der Oberseite dei Straßendecke gelegen ist. Eine in die Nut eingegossene Abdichtungsmasse hält die Magnete in der Nut fest und bedeckt oftmals die Oberseite der Magnete. Als Abdichtungsmasse wird vorzugsweise ein Material gewählt, das nach dem Trocknen oder Ausharten etwas biegsam und ei?istisch ist. Wegen der erhöhten Dauerhaftigkeit wird das Magnetband in die Nut vorzugsweise hochkant eingelegt und daher in diesem besser festgehalten, so daß es bei den Verkehrsbelastungen der Straßendecke nicht so leicht gelockert oder versetzt werden kann. Ferner kann das auf diese Weise eingesetzte Magnetband vom Verkehr nicht so leicht abgenutzt oder z. B. von Schneepflügen oder Straßenkel.·maschinen entfernt werden. Ein hochkant eingesetztes Magnetband ist auch deswegen vorzuziehen, da die Nut rasch eingeschliffen werden kann.

Die Magnetbänder gemäß der Erfindung werden im alleemeinen in der Mitte der Fahrbahnen verletit.

auf denen der Verkehr geregelt werden soll. Sie können jedoch auch an der Seite oder neben den Fahrbahnen verlegt werden, wobei die Magnetnußsensoren an den Fahrzeugen an einer entsprechenden Seite angebracht werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1, 3, 4, 5 je eine schaubildliche Darstellung einer Anlage nach der Erfindung und

ίο Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die in der Fig. 1 dargestellte Anlage nach der Linie 2-2 in der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt ein magnetisches Band 10, das hochkant in eine Nut 12 eingesetzt ist, die quer zur

»5 Fahrtrichtung auf der Straße 11 verläuft. Im Band 10 sind anisotropische Partikel so orientiert, daß deren bevorzugte Magnetachsen parallel zur Oberfläche der ': aüt 11 verlaufen, wobei der Magnet an der einen großflächigen Seite einen "'irdpol und an der cntgegengesetzten Seite einen vidool aufweist

Die Fig. 2 stellt einen vergrößert gezeichneten Querschnitt durch die Straßendecke dar. Wie dargestellt, befindet sich das Band 10 in aer Nut 12, die lit einer Füllmasse 13 abgedichtet und verschlossen ist.

Bei der in der F ig. 3 dargestellten Anlage befindet sich das Band 15 gemäß der Erfindung flachliegend in einem flachen Kanal, dei quer zur Fahrtrichtung auf der Straße 11 verläuft. Die anisotrope !-.en Partike! sind im Band !5 so orientiert, daß deren bevorzugte Magnetachsen parallel zur Oberfläche der Straße 11 verlaufen, wobei an der einen Kante des, Bandes 15 sich ein Nordpol und an der entgegengesetzten Kante ein Sudpol befindet. Die Fig. 4 zeigt ein verhältnismäßig großes Dreieck 17 aus magnet'.-sierbarem Material, das flach in eine Vertiefung eingelegt ist, die in die Straßendecke eingeschnitten ist. wobei die anisotropischen Partikel im Material so orientiert sind, daß deren bevorzugte Magnetachsen senkrecht zur Straßendecke verlaufen.

Bei allen diesen Anlagen, die bei einer Fahrt eines Fahrzeuges in der falschen Richtung ein Warnsignal erzeugen, ist das Vorzeichen des von einem im Fahrzeug angebrachten Magnetflußsensor erzeugten Signals für jede Fahrtrichtung ein anderes. Der Magnetflußsensor steht mit einer elektrischen Schaltung in Verbindung, die das der falschen Fahrti ichtung zugeordnete Signal ermittelt. Bei Auftreten eines solchen Signals wird ein Warnsummer, ein Horn od.dgl. in Betrieb gesetzt, oder das Fahrzeug wird angehalten.

Die Fig. 5 zeigt eine Anlage mit einem Band 32

auf Polyinerbasis aul einer Straße 11, die zum Regeln der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung der auf der Straße fahrenden Fahrzeuge dient. Bei dieser Anlage ist ein fortlaufendes Band 32 hochkant in einer schmälet, Nut eingesetzt, die in der Längserstreckung der Straße 11 verlauft. Das Band 32 ist abschnittsweise magnetisiert, wobei benachbarte Abschnitte 32«, 32/; usw., die als eine Folge einzelner Magnete angesehen werden können, entgegengesetzte Polarität aufweisen Die anisotropischen Partikel sind im Band 32 so orientiert, daß deren bevorzugte Magnetachsen parallel zur Oberseite der Straße 11 und quer zu deren Längserstreckung verlaufen, so daß der Abschnitt 32o an der großflächigen und nach der Fig. 5 sichtbaren Seite einen Nordpol aufweist, während der benachbarte Abschnitt 326 an dieser Seite einen Südpol aufweist. Das Band 32 kann auch flach in eine in der

Straßendecke vorgesehene Vertiefung eingelegt werden, wobei die Richtung des Feldes oberhalb der Straßendecke verändert und ein anders ausgerichteter Magnetflußsensor benötigt wird. Die Stärke des Magnetfeldes bleibt im übrigen die gleiche. Bei einer anderen Ausführung der Anlage nach der Erfindung kann die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung der auf der Straße 11 fahrenden Fahrzeuge mit einer im wesentlichen fortlaufenden Bahn von Magnetfeldern geregelt werden, die von in Abständen auf der Straße 11 verlegten Bandabschnitten erzeugt werden.

Bei Anlagen der oben beschriebenen Ausführung werden die Abstände zwischen einzelnen Bandabschnitten mit derselben Polarität mindestens so groß bemessen, wie die Entfernung des Magnetflußsensors von der Straße 11 beträgt, so daß eine ordnungsgemäße Auflösung der induzierten Signalimpulse durchgeführt werden kann. Jedoch soll der Abstand zwischen Bandabschnitten mit derselben Polarität im Durchschnitt nicht mehr als ungefähr 2,5 m und vorzugsweise im Durchschnitt nicht mehr als ungefähr 0,5 m betragen, so daß das vom Magnetflußsensor erzeugte Signal, das mit der Geschwindigkeit der Durchschneidung der Magnetfelder stärker wird, eine ausreichende Stärke aufweist, und daß die Anzahl der vom Magnetflußsensor pro Zeiteinheit empfangenen Signale für eine fortlaufende Regelung der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung ausreicht. Die Höhe des Magnetflußsensors beträgt im Normalfalle 25 cm. Der Sensor kann jedoch auch am Fahrzeug so angebracht werden, daß er bis in die Nähe der Oberfläche einer glatten Straßendecke abgesenkt werden kann. Der Abstand zwischen Bandabschnitten mit derselben Polarität beträgt ungefähr 7,5 bis 50 cm.

In den Magnetflußsensoren an Fahrzeugen, die auf den mit einer Anlage gemäß der Erfindung ausgestatteten Straßen 11 fahren, werden geeignete elektrische Signale erzeugt, wenn die Intensität der Magnetfelder an der Oberfläche der Straße 11 mindestens 2 Gauß und vorzugsweise 10 Gauß beträgt. Wird die Feldintensität an der Oberfläche der Straße 11 auf 100Gauß und mehr erhöht, so wirkt die Anlage zuverlässig auch bei ungünstigen Fahrbedingungen, z. B. wenn auf der Straße 11 eine Schneedecke liegt, so daß die Fahrzeuge einen größeren Abstand von der eigentlichen Straßenoberfläche aufweisen, und ferner besteht bei der Wahl und Anordnung der Magnetflußsensoren am Fahrzeug eine größere Freiheit. Die letztgenannte Feldintensität kann ohne Schwierigkeiten mit ziemlich kleinen Magneten auf Polymerbasis erzeugt werden; jedoch werden im allgemeinen zum Erzeugen st:.-ker Magnetfelder größere Magnete verwendet, die \ jn den auf den Straßen fahrenden Fahrzeugen nicht verfehlt werden. Bei den oben beschriebenen Anlagen, die ein Warnsignal beim Fahren in einer falschen Richtung erzeugen, werdendie Bänder 10,15,32 vorzugsweise über die gesamte Fahrbahn der Straße hinwegverlegt. Wenn die Fahrzeuge auf dem in der Mitte gelegenen Teil der Straße fahren müssen, so können die verlegten Magnete kleiner sein, müssen jedoch im allgemeinen eine Länge von mindestens 60 cm aufweisen und im allgemeinen eine Breite von mindestens 2,5 cm. Bei Anlagen mit einer Folge von in Abständen angeordneten gesonderten Magneten beträgt deren Länge im allgemeinen mindestens 7,5 cm und deren Breite 2.5 cm.

Aus Gründen der Herstellung, der Handhabung und der Erzeugung kräftiger Magnetfelder werden die Bänder 10, 15, 32 auf Polymerbasis mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm und öfter mit einer Dicke von mindestens 1 mm angefertigt. Bänder 10, 32, die

ίο hochkant in einer Straßendecke verlegt werden sollen, weisen eine Dicke v^n mindestens 2,5 mm auf, so daß diese Bänder 10, 32 für die Handhabung genügend steif sind.

Nachstehend wird ein Beispiel für eine Anlage nach

•5 der Erfindung beschrieben, mit der bei einer Fahrt in der falschen Richtung ein Warnsignal erzeugt werden kann. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Weise wurde in die Straßendecke aus Asphalt in eine quer verlaufende Nut ein Band 10 bzw. 15 eingebettet,

ao das eine Breite von 7,5 cm, eine Länge von 60 cm und eine Dicke von 0,6 cm aufwies. Das Band 10 bzw. 15 bestand aus einer Nitrilgummimasse, die ungefähr 65 Volumprozent Bariumferritpartikel enthielt und ein Energie produkt von ungefähr 1 Megagauß-Oer-

»5 sted aufwies. Die Druckfestigkeit betrug 262,5 kg cm², während der Elastizitätsmodul unter Druck ungefähr 259 kg/cm² betrug. Das Material wies eine Härte von 65 nach Shore D auf sowie bei Zugbeanspruchung einen Elastizitätsmodul von 4606 kg/cm^:,

eine bleibende Dehnung von 3.25 % und eine Scherfestigkeit von 109,2 kg'cm². Die Nut wurde an der Straße 11 mittels eines Schleifwerkzeuges hergestellt, und das Band 10 bzw. 15 wurde in der Nut mit einem Füllmaterial versiegelt, das aus 50 Gewichtsprozent

eines Diglycidyläther des Bisphenol A mit einem Epoxydäquivalenzgewicht von 190 und aus 50 Gewichtsprozent des Reaktionsproduktes eines PoIyamins und einer dimerisierten Säure bestand, welches Reaktionsprodukt einen Aminwert von 345 und eine Viskosität von 9 Poise bei 75° C aufwies. Der Magnet erzeugte an der Straßenoberfläche ein Feld mit einer Stärke von mehr als 500 Gauß und oberhalb der Straße in einer Entfernung von 25 cm ein Feld mit einer Stärke von ungefähr 0,5 Gauß.

Ein Kraftfahrzeug wurde mit einem Magnetnußsensor in Fo-- η einer aus ungefähr 4000 Windungen Kupferdraht bestehenden rechteckigen Spule mit den Abmessungen 4 X 30 cm und mit einer Höhe von 1 cm ausgestattet, weiche so angeordnet war, daß deren Achse senkrecht zur Straßenoberfläche verlief, während der Abstand der Spule von der Straßenoberfläche ungefähr 25 cm betrug. Die Spule stand mit einer Alarmeinrichtung in Verbindung, in der Gleichstromverstärker und ein programmierbarer Transistor Verwendung fanden. Wenn das Kraftfahrzeug über die Straße 11 in einer ersten Richtung mit einer Geschwindigkeit von 24 bis 80 km/h gefahren wurde, so wurde kein Alarmsignal erzeugt. Bei einer Fahrt in der entgegengesetzten Richtung mit denselben Geschwindigkeiten wurde jedoch jedesmal ein Alarmsignal erzeugt, wenn das Kraftfahrzeug den Magneten überquerte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

2 06481 i Patentansprüche:

1. Anlage zur automatischen Steuerung von auf der Straße fahrenden Fahrzeugen, die aus mindestens einem in einer Fahrbahn längs der Straße verlegten Magneten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet aus einer zähen, organischen und polymerischen Mas.se mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm besteht, in weicher Partikel eines inagnetisierbaren Materials gleichmäßig verteilt sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel die Form von Plättchen aufweisen und aus Ferriten des Bariums und oder des Strontiums und oder des Bleis bestehen, deren bevorzugte Magnetachsen senkrecht zu den Ebenen i¹ Plättchen . -rlaufen, und daß die Partikel Io orientiert sind, daß der Magnet anisoiropisch ist.

3 Anlage nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet in eine in der Straße (11) vorgesehene Nut (12) einklagen ist.

4. Anlage nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet die Form eines üandes (10, 15, 32) aufweist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (10. 32> in die Nut (12) hochkant eingesetzt ist.

ft. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bevorzugte!. Magnetachsen der Partikel im Magnet parallel zur Oi .-rfläche der Straße (11) verTaufen.

7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet die Form eines Dreiecks (17) aufweist.

8. Anlage nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch eine Reihe von Magneten, die in die Fahrbahn in cinei parallel zur Verkehrslichtung der Straße (11) verlaufenden Nut so verlegt sind, daß benachbarte Magnete entgegengesetzte Polarität aufweisen und daß Magnete mit derselben Polarität einen Abstand voneinandei aufweisen, der mindestens so groß ist wie ein vorherbestimmter Abstand der Magnetflußsensoren an Fahrzeugen, die die Straße (H) befahren, von der Straßenoberfläche, wobei der Abstand jedoch nicht mehr als 2,5 m beträgt.

9. Anlage nach Anspruch 1 für Einbahnstraßen, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet quer zur Verkehrsrichtung auf der Straße (11) verläuft und daß die Nord- und Südpole des Magneten in der Längserstreckung der Straße (11) einen Abstand voneinander aufweisen.

10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet asymmetrisch in bezug auf eine quer zur Längserstreckiing der Straße (11) verlaufende Linie ausgestaltet ist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis K). dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet eine Feldstärke von mindestens 100 Gaui< aufweist.