DE2164331B2 - Wegmeßeinnchtung fur Schienen fahrzeuge - Google Patents

Description

nicht ganz gleichgültig, ob die magnetischen Kennzeichen in Richtung oder quer zur Fahrschiene geimpft werden. Besonders vorteilhaft ist es daher bei Fahrschienen mit Triebrückstrom, daß jeder Sendekopf aus einem mit mindestens einer Spule versehenen Magnetsystem mit zwei Polen besteht, die in Längsrichtung der Fahrschiene ausgerichtet sind. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise einer eventuellen Entmagnetisierung der Fahrschienen und damit einer vorzeitigen Löschung der magnetischen Kennzeichen entgegengewirkt.

Normalerweise bleiben die magnetischen Kennzeichen nach dem Impfvorgang nicht unbegrenzte Zeit erhalten, da mindestens durch Erschütterung der Fahrschienen eine Entmagnetisierung erfolgt. Um jedoch sicherzustellen, daß eine Wegmeßeinrichtung keine fremden magnetischen Kennzeichen, also solche eines vorausfahrenden Schienenfahrzeuges, verarbeitet, kann in vorteilhafter Weise an jedem Schienenfahrzeug in Fahrrichtung vor dem Sendekopf ein durch einen Löschsignalgenerator gespeister Löschkopf angeordnet sein, der ebenfalls mit der Fahrschiene magnetisch gekoppelt ist. Da unter Berücksichtigung von Vorwärts- und Rückwärtsfahrten maximal zwei Sende-, zwei Empfangs- und zwei Löschköpfe vorgesehen werden können, wobei die hintereinander angeordneten Köpfe in jeder Fahrrichtung jeweils mit einem Löschkopf beginnen, können diese Köpfe entweder fahrrichtungsabhängig wechselweise oder aber auch stets gleichzeitig wirksam geschaltet sein.

Auf einen fahrrichtungsabhängigen Umschalter für die beiden Empfangsköpfe kann in vorteilhafter Weise dann verzichtet werden, wenn der Empfangskopf für die eine Fahrrichtung zwischen den Lösch- und Sendeköpfen vorgesehen ist, die der anderen Fahrrichtung zugeordnet sind.

Der mit Hilfe des Sendekopfes die Fahrschiene impfende Signalgeber kann ganz allgemein aus einem Impulsgenerator bestehen, der dann immer ein Ausgangssignal abgibt, wenn ihm eingangsseitig ein Triggerimpuls ausreichender Amplitude zugeführt wird. Eine besonders einfache, zweckmäßige und robuste Schaltung für einen Signalgeber, der auch hinsichtlich der Ansteuerung einen geringen Aufwand erfordert, ist gekennzeichnet aus der gleichspannungsgespeisten Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes und eines Kondensators, an den als Entladestromkreis über die Spule des jeweiligen Sendekopfes ein Thyristor mit antiparallel geschalteter Diode angeschlossen ist. Dieser Signalgeber gibt in jedem Einzelfall, also bei jeder Auslösung, einen einzigen bipolaren Impuls, also einen Wechselstromimpuls von einer Periodenlänge, ab. Die damit durchgeführte Impfung der Fahrschiene mit Hilfe eines der beiden Sendeköpfe ergibt auf der Fahrschiene ein magnetisches Kennzeichen, das sich teils durch eine positive und teils durch eine negative Magnetisierungsrichtung des Materials auszeichnet. Derartige magnetische Kennzeichen werden bevorzugt, weil sie im Empfangskopf eine elektrische Spannung erzeugen, die sich beim Vorbeibewegen des Empfangskopfes an den magnetischen Kennzeichen unter Einbeziehung des Wertes Null zwischen zwei vorgegebenen Amplitudenwerten bewegt. Der Nulldurchgang führt zu einer sehr genauen Fahrortermittlung. Andere magnetische Kennzeichen, die keinen Wechsel in der Magnetisierungsrichtung der Fahrschienc aufweisen, erzeugen lediglich Spdnnungsimpulse, die mit Hilfe von Amplitudendiskriminatorschaltungen ausgewertet werden können.

Da es erwünscht ist, daß die Wegmeßeinrichtung möglichst unabhängig von der jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeit fehlerfrei arbeitet, also beispielsweise auch noch im Schrittempo oder fast im Stillstand, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, daß in den Empfangsköpfen zum Erkennen der magnetischen Kennzeichen an sich ίο bekannte Einrichtungen vorgesehen sind, die bei den magnetischen Kennzeichen eine elektrische Ausgangsspannung abgeben, deren Amplitude unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit ist.

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch die Anordnung der einzelnen Köpfe am Schienenfahrzeug,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der gesamten Meßeinrichtung und

Fig. 3 die besondere Schaltungeines Signalgebers. Fi g. 1 zeigt schematisch die Anordnung der einzelnen Köpfe an der Unterseite des Schienenfahrzeuges in zwei Ansichten. Für die eine Fahrrichtung in Pfeilrichtung 1 sind ein Löschkopf LSI, ein Sendekopf 5Sl sowie in einem vorgegebenen Abstand A entgegen der Fahrrichtung 1 hinter dem Sendekopf SSl ein Empfangskopf £1 vorgesehen. Entsprechendes gilt für die andere Fahrrichtung in Pfeilrichtung 2. Dabei liegt der andere Löschkopf LSI in Fahrrichtung vorn. Bei dieser Fahrrichtung ist ferner der Sendekopf SS2 wirksam geschaltet, hinter dem wiederum im vorgegebenen Abstand A der zugehörige Empfangskopf £2 angeordnet ist. Die Sendeköpfe SSl und SS2 sind aus einem U-förmigen Magnetsystem aufgebaut, das sich in Fahrrichtimg erstreckt und zwei Pole aufweist, die mit der Fahrschiene S magnetisch gekoppelt sind. Auf den beiden durch das Magnetsystem gebildeten Sehenkeln ist je eine Wicklung Ll, LlO bzw. L2, L20 angeordnet. Zum Impfen der Fahrschiene S mit magnetischen Kennzeichen wird bei der Faliirichtung 1 über die Wicklungen Ll und LlO des Sendekopfes SSl ein kurz andauernder Strom geschickt. Mit Hilfe des Magnetsystems des Sendekopfes SSl wird die Fahrschiene S dabei in Längsrichtung magnetisiert. Für die Löschköpfe LSI und LS2 sind die gleichen Magnetsysteme verwendet worden, wie sie bereits für die Sendeköpfe SSl und SS2 beschrieben wurden. Fig. 2 zeigt im Blockschaltbild die einzelnen am Schienenfahrzeug angebrachten Köpfe in Verbindung mit diesen zugeordneten Baugruppen. Für bereits beschriebene Einrichtungen wurden dabei dieselben Be/ugszeichen verwendet. Die beiden Empfangsköpfe £1 und £2 sind mit dem Eingang eines Verstärkers V verbunden, an den ausgangsseitig einerseits ein Zählwerk Z und andererseits ein Signalgeber SG angeschlossen ist. Der Signalgeber SG steuert über einen fahrrichtungsabhangigen Umschalter US den einen oder anderen Sendekopf SSl bzw. SS2. Bei der gewählten Schalterstellung für die Fahrrichtung 1 ist der Sendekopf SSl angeschaltet. Ferner ist eine Löschschaltung vorgesehen mit einem Löschsignalgenerator LG, der die beiden Löschköpfe LSI und LS2 mit einer höherfrequenten Wechselspannung dauernd versorgt. Die beiden Löschköpfe LSI und LS2 sorgen durch Entmagnetisierung der Fahrschiene, also durch Beseitigung etwa noch vorhandener alter magnetischer Kennzeichen anderer Schienenfahrzeuge, dafür,

daß der Empfangskopf £1 oder der Empfangskopf dere darin, daß nur sehr wenig Bauteile erforderlich

£2 ausschließlich dasjenige neue magnetische Kenn- sind. Ein Kondensator C liegt über einen ohmschen zeichen aufnehmen kann, das durch den Sendekopf Ladewiderstand R auf positivem Potential einer

SSl bei der Fahrrichtung 1 bzw. durch den zweiten Gleichspannung. An den Kondensator C sind über

Sendekopf SS2 bei der anderen Fahrrichtung 2 un- 5 den Umschalter US entweder die beiden Wicklungen

mittelbar vorher in die Fahrschiene 5 geimpft wurde. Ll und LlO des Sendekopfes SSl oder — bei der

Bei der folgenden Beschreibung der Wirkungsweise Fahrrichtung 2-die beiden Wicklungen L2 und L20 der Wegmeßeinrichtung wird davon ausgegangen, daß des Sendekopfes SS2 angeschlossen. Andererseits sich das Schienenfahrzeug in Fahrrichtung 1 aus dem sind die Wicklungen über einen Thyristor TH ge-Stillsland bewegt. Ein vom Abfahrauftrag selbsttätig i» meinsam mit dem Kondensator C auf Masse gelegt, abgeleitetes oder manuell vorgegebenes Startkenn- Antiparallel zu dem Thyristor TH liegt eine Diode D. zeichen gelangt über die Klemme Kl auf den Signal- Wenn bei der Fahrrichtung 1 die Spulen Ll und LlO geber SG sowie auf das Zählwerk Z, das dadurch in wirksam geschaltet sind, bilden diese zusammen mit eine vorgegebene Grundstellung eingestellt wird. Im dem Thyristor TH einen Entladestromkreis des Kon-Signalgeber SG löst das Startkennzeichen-einen ein- 15 densators C, der jedoch erst dann einen Entladestrom maligen elektrischen Impuls aus, der über den Um- führt, wenn der Thyristor TH über seine Steuerelekschalter US auf den Sendekopf SSl gelangt. Im selben trode ST gezündet wird. Dies tritt immer beim Emp-Moment impft das U-förmige Magnetsystem des Sen- fang eines magnetischen Kennzeichens, also einer dekopfes SSl die Fahrschiene S mit einem magneti- Wegmarke, ein oder dann, wenn über die Klemme sehen Kennzeichen. Da in der Zwischenzeil keiner der 20 Kl (Fig. 2) das Startkennzeichen zugeführt wird, beiden Empfangsköpfe £1 und £2 ein Ausgangssi- Dabei wird die Energie dieses Kondensators C mingnal an den Verstärker V abgibt, bleibt das Zähl- dcstens teilweise im magnetischen Kreis des wirksam werk Z zunächst in der eingestellten Grundstellung, geschalteten Sendekopfes gespeichert. Nach vollstän- und der Signalgeber SG gibt kein Steuersignal weiter diger Entladung des Kondensators C treibt die Inaus. 25 duktivität des betreffenden Sendekopfes den durch

Wenn sich das Schienenfahrzeug um den vorgege- den Thyristor TH fließenden Strom so lange weiter, benen Abstand A in Fahrrichtung 1 weiterbewegt hat. bis der Kondensator C mit umgekehrter Polarität nimmt der Empfangskopf El das vorher in die Fahr- wieder aufgeladen ist. Daraufhin kehrt sich die Stromschiene S geimpfte magnetische Kennzeichen als richtung um, wobei der Kondensator C wieder entla-Wegmarke auf, die über den Verstärker V auf das 30 den wird. Der Thyristor TH ist für diese Stromrich-Zählwerk Z und den Signalgeber SG gelangt. Hier- lung allerdings gesperrt, so daß der Strom nunmehr durch wird das Zählwerk Z um eine Stelle weiterge- über die für diese Stromrichtung leitende Diode D schaltet, und der Signalgeber SG löst erneut ein elek- abfließt. Da der Thyristor TH für weitere Schwintrisches Signal für den Sendekopf SSl aus. Bei gungsvorgänge nicht erneut gezündet wird, gibt der Weiterfahrt in Fahrrichtung 1 wird das durch den 35 Signalgeber SG nach jedem Auslösen nur einen einzi-Empfangskopf El erkannte magnetische Kennzei- gen bipolaren Impuls ab, so daß das dabei in die Fahrchen mit Hilfe des Löschkopfes LS2, der im Ausfüh- schiene S geimpfte magnetische Kennzeichen dergerungsbeispiel auch bei der Fahrrichtung 1 wirksam stalt ist, daß beim Passieren des Empfangskopfes auf geschaltet ist, gelöscht. Ein wesentliches Merkmal der diesen ein in der Polarität einmal wechselndes Ma-Wegmeßeinrichtung besteht darin, daß beim Erken- 40 gnetfeld wirkt.

nen eines magnetischen Kennzeichens durch einen der Es ist zweckmäßig, den Wert des ohmschen Wider-

beiden Empfangsköpfe El oder £2 im selben Mo- Standes R so niedrig zu wählen, daß der Kondensa-

ment durch den Sendekopf SSl bzw. bei der anderen tor C bei den höchsten vorkommenden Geschwindig-

Fahrrichtung durch den Sendekopf SS2 ein weiteres keiten, also bei sehr schnell aufeinanderfolgenden

magnetisches Kennzeichen in die Fahrschiene geimpft 45 Zündungen des Thyristors TH, stets genügend aufge-

wird. Auf diese Weise ist der Abstand zweier magneti- laden ist.

scher Kennzeichen stets gleich dem fest vorgegebenen Es ist auch eine vorteilhafte weitere Ausbildung der Abstand A. Wenn dieser beispielsweise 1 Meter be- Wegmeßeinrichtung möglich, bei der auf den Umträgt, kann der jeweils seit Fahrtbeginn zurückgelegte schalter US und einen der beiden Sendeköpfe ver-Weg direkt in Metern vom Zählwerk Z abgelesen 5° ziehtet werden kann. Bei dieser Wegmeßeinrichtung werden. Diese Meßmethode ist unabhängig vom ist für beide Fahrrichtungen ein gemeinsamer Sende-Durchmesser der Fahrzeugräder und damit von deren kopf erforderlich. Dieser ist in der Mitte zwischen zwei Abnutzung. Außerdem können nunmehr keine fal- im doppelten vorgegebenen Abstand A voneinander sehen Fahrortbestimmungen beim Schleudern oder angeordneten Empfangsköpfen vorgesehen. Die Gleiten des Schienenfahrzeuges eintreten, da die 55 Empfangsköpfe bei diesem Ausführungsbeispiel kön-Wegmeßeinrichtung vollkommen mechanisch unab- nen gleichzeitig wirksam sein, wenn in Fahrrichtung hängig von den Fahrzeugrädern arbeitet. vor diesen je ein Löschkopf liegt. Eine derartige An-

Fi g. 3 zeigt nähere Einzelheiten einer bevorzugten Ordnung der einzelnen Köpfe ist besonders dann von

Schaltungsanordnung für den Signalgeber SG. Der Vorteil, wenn der vorgegebene Abstand A klein ist,

besondere Vorteil dieses Signalgebers liegt insbeson- 60 _z. B. 10 cm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Wegmeßeinrichtung für Schienenfahrzeuge mit einer Abtastvorrichtung für magnetische Kennzeichen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schienenfahrzeug in Fahrrichtung (1) hintereinander ein mit der Fahrschiene (S) magnetisch gekoppelter Sendekopf (SSl) zum Impfen der Fahrschiene (5) mit magnetischen Kennzeichen vorgesehen und zum Aufnehmen der magnetischen Kennzeichen in einem vorgegebenen Abstand (A) hinter dem Sendekopf (551) ein Empfangskopf (£1) angeordnet ist, der beim Empfang der magnetischen Kennzeichen ein Zählwerk (Z) fortschaltet und einen mit dem Sendekopf (551) verbundenen Signalgeber (5G) steuert, der außerdem jeweils beim Fahrtbeginn durch ein dabei vorhandenes Startkennzeichen auslosbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sendekopf(551) aus einem mit mindestens einer Wicklung (Ll) versehenen Magnetsystem mit zwei Polen besteht, die in Längsrichtung der Fahrschiene (S) ausgerichtet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schienenfahrzeug in Fahrrichtung (1) vor dem Sendekopf (S51) ein durch einen Löschsignalgenerator (LG) gespeister Löschkopf (L51) angeordnet ist, der ebenfalls mit der Fahrschiene (5) magnetisch gekoppelt ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangskopf (£1) für die eine Fahrrichtung (1) zwischen den Lösch- und Sendeköpfen (L52, 552) vorgesehen ist, die der anderen Fahrrichtung (2) zugeordnet sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Fahrrichtungen (1, 2) ein gemeinsamer Sendekopf mit in der Mitte zwischen zwei im doppelten vorgegebenen Abstand (A) voneinander angeordneten Empfangsköpfen vorgesehen ist, vor denen in Fahrrichtung jeweils ein Löschkopf liegt.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (5G) aus der gleichspannungsgespeisten Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes (R) und eines Kondensators (C) besteht, an den als Entladest romkreis über die Wicklung (Ll, LlO) des jeweiligen Sendekopfes (551) ein Thyristor (TH) mit antiparallel geschalteter Diode (D) angeschlossen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Empfangsköpfen (£1, £2) zum Erkennen der magnetischen Kennzeichen an sich bekannte Einrichtungen vorgesehen sind, die bei den magnetischen Kennzeichen eine elektrische Ausgangsspannung abgeben, deren Amplitude unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit ist.

Die Erfindung betrifft eine Wegmeßeinrichtung für Schienenfahrzeuge mit einer Abtastvorrichtung für magnetische Kennzeichen.

Zur genauen Fahrortbestimmung auf Schienen-

fahrzeugen dient eine bekannte Wegmeßeinrichtung, die entlang der Strecke eine in regelmäßigen Abständen gekreuzte Doppelleitung erfordert, deren Kreuzungsstellen durch Auswerten einer auf den Schienenfahrzeugen empfangenen Wechselspannung er-

kannt und zur Fahrortbestimmung gezählt werden (deutsche Patentschrift 1248091). Aus dieser Patentschrift ist es weiterhin bekannt, den Standort eines Schienenfahrzeuges bzw. eines Zuges aus einer Wegmessung mit Hilfe eines Fahrzeugrades zu bestimmen.

Hierbei werden die Radumdrehungen in sogenannte Wegimpulse umgesetzt, die von einem Zählwerk gezählt werden. Die bekannte Einrichtung vereinigt beide Methoden zur Fahrort- bzw. Standortbestimmung. Fehlmessungen, die nach Schleudervorgängen

oder Gleiten des als Meßrad verwendeten Laufrades des jeweiligen Schienenfahrzeuges sowie durch die unvermeidlichen Toleranzen des Raddurchmessers eintreten können, sollen durch diese Einrichtung vermieden weiden.

In neuerer Zeit sind zur Erhöhung der Förderleistung elektrische Lokomotiven entwickelt worden, die jedoch keine Laufräder aufweisen, wobei also sämtliche Achsen angetrieben sind. Bei diesen Triebfahrzeugen ist die Wahrscheinlichkeit des Schleuderns

oder des Gleitens dann besonders groß, wenn sie bis an die Grenzen der Haftreibung betrieben werden, so daß eine Standortbestimmung durch Auswerten von Radumdrehungen vermieden werden sollte. Unter diesem Gesichtswinkel betrachtet, ist mit Hilfe der bekannten Einrichtung eine Fahrortbestimmung mit der erforderlichen Genauigkeit nicht gewährleistet. Eine Feinortung allein durch Kreuzungsstellenzählung ist wegen der Vielzahl der dafür erforderlichen Kreuzungsstellen der Linienleitung und dem damit verbundenen Aufwand nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wegmeßeinrichtung zu schaffen, dis zur genauen Standortbestimmung ohne aufwendige und empfindliche Überwachungsschaltungen sowie ohne eine Auswertung von Radumdrehungen des jeweiligen Schienenfahrzeuges auskommt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Schienenfahrzeug in Fahrrichtung hintereinander ein mit der Fahrschiene magnetisch gekoppelter Sendekopf zum Impfen der Fahrschiene mit magnetischen Kennzeichen vorgesehen und zum Aufnehmen der magnetischen Kennzeichen in einem vorgegebenen Abstand hinter dem Sendekopf ein Empfangskopf angeordnet ist, der beim Empfang der magnetischen Kennzeichen ein Zählwerk fortschaltet und einen mit dem Sendekopf verbundenen Signalgeber steuert, der außerdem jeweils beim Fahrtbeginn durch ein dabei vorhandenes Startkennzeichen auslösbar ist.

Der besondere Vorzug der erfindungsgemäßen Wegmeßeinrichtung liegt nicht nur in der Unabhängigkeit von angetriebenen und/oder gebremsten Rädern und dem damit verbundenen Schlupf zwischen Rad und Schiene, sondern die Wegmeßeinrichtung ist auch weitestgehend unabhängig von eventuellen Änderungen elektrischer Größen und Parameter.

Wenn die WegmeBeinrichtung bei Bahnen mit elektrischer Traktion angewendet werden soll, ist es