DE2445001C2 - Anordnung zum Spurführen von gleisfreien Fahrzeugen - Google Patents

Description

Funktion U=- gebildet wird mit α
h

arc tg - und /r

Λ = konstant, weiche ein Maß fur die Abweichung a des jeweiligen Fahrweges des Fahrzeugs von dem rill*"/■»!■» Ac*r> I £*ttrii"*ht »j/-»»-«to«taΚλπ or» Γ·" α h Ptl/ί* CT /Jar.

stellt, dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht übereinander zwei Kreuzspulensysteme (13, 14; 13', 14') mit je einer v/aagerechten (13, 13') und einer senkrechten (14, 14') Spule angeordnet sind, daß in den beiden Kreuzs^ulensystemen getrennt jeweils eint· Scheinabweichung a\ bzw. ai des Fahrzeuges (10) gemessen wird, und daß die tatsächliche Abweichung a des Fahrweges des Fahrzeuges (10) von dem durch den Leitdraht (12) vorgegebenen Fahrweg nach der Beziehung

a. +■

- lh

(a₂ - ι

Es ist bereits eine Anordnung dieser Art vorgeschlagen worden, bei der die in einem Spulenkreuz induzierten Spannungen als Maß für die Abweichung des Fahrzeuges vom Leitdraht ausgewertet werden.

Dabei wird das Fahrzeug jedoch nur dann mittig über dem Leitkabei geführt, wenn das elektromagnetische Feld des Leiters weitgehend ungestört ist. Befinden sich in der Fahrbahn ferromagnetische Körper von erheblichen Abmessungen, wie z. B. Stahlgeflecht bei Stahlbetonfahrbahnen oder Teile von Brücken, so wird das Wechselfeld des Leitdrahtes verformt. D.e Nullspannungslinie, das ist die Linie innerhalb des elektromagnetischen Feldes, auf der in einer senkrechten Spule keine Spannung induziert wird, weicht in diesem Fall von der Senkrechte über dem Leitkabel ab. Das Fahrzeug fährt nicht mehr mittig über dem Kabel, sondern seitlich versetzt. Da die Unsymmetrien entlang dem Leitkabel sich in der Regel ständig ändern, folgt das Fahrzeug dem Leitkabel auf einem Schlangenlinienkurs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Spurführen von gleisfreien Fahrzeugen zu schaffen, die gegenüber Verzerrungen des um das Leitkabei herum aufgebauten elektromagnetischen Feldes unempfindlich ist und die zuvor geschilderten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß senkrecht übereinander zwei Kreuzspulensysteme mit je einer waagerechten und einer senkrechten Spule angeordnet sind, daß in den beiden Kreuzspulensystemen getrennt jeweils eine Scheinabweichung a\ bzw. a> des Fahrzeuges gemessen wird, und daß die tatsächliche Abweichung a des Fahrweges des Fahrzeuges von dem durch den Leitdraht vorgegebenen Fahrweg nach der Beziehung

bestimmt wird, wobei h\ bzw. Λ2 die Höhe des ersten bzv/. des zweiten Kreuzspulensystems über dem Leitdraht (12) ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kreuzspulensysteme (13, 14; 13', 14') mittig am Bug des Fahrzeuges (10) übereinander angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Spurführen von gleisfreien Fahrzeugen mittels eines elektromagnetischen Feldes, das um einen entlang eines Fahrweges des Fahrzeuges verlegten, von Wechselstrom durchflossencn Leitdraht aufgebaut und durch zwei Spulen abtastbar ist, die senkrecht bzw. waagerecht am Fahrzeug angeordnet sind, wobei die normierten, in den in gleicher Höhe über dem Leitdraht liegenden Spulen induzierten und gleichgerichteten Spannungenden Funktionen

Us = Uw

cos χ ■ sin <% und
= cos² ■■%

Us

genügen₍ und wobei durch die Quötienienbildung=r^aus

Uw
den beiden Funktionen die lineare Funktion Ζ7«γ gebildet wird mit«

arc Ig -rund h = konstant, welche

ein Maß für die Abweichung a des jeweiligen Fahrweges des Fahrzeuges von dem durch dert Leitdraht vorgegebenen Fährweg darstellt,

bestimmt wird, wobei h\ bzw. k. die Höhe des ersten bzw. zweiten Kreuzspulensystems über dem Leitdraht ist.

Als vorteilhaft hat es sich bewährt, wenn die beiden Kreuzspulensysteme mittig am Bug des Fahrzeuges übereinander angeordnet sind.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. I einen schematischen Querschnitt durch ein Fahrzeug über einem nahe der Fahrbahnoberfiäche verlegten Leitdraht und

Fig. 2 den Verlauf verschiedener, teilweise durch ferromagnetische Körper gestörter elektromagnetischer Felder um einen Leitdraht herum.

In Fig. I ist ein gleisfreies Fahrzeug 10 gezeichnet, unter dem ein in einem Fahrweg 11 nahe der Oberfläche verlegter Leitdraht 12 verläuft. Mittig am Bug des Fahrzeuges 10 sind im Abstand h\ bzw. hi über dem Fahrweg 11 und einem Leitdraht 12 zwei Kreuzspulensysteme mit je einer waagerechten Spule 13 bzw. 13' und einer senkrechten Spule 14 bzw. 14' befestigt. Der Leildraht 12 wird Von einem Wechselstrom im Tonfrequenzbereich durchflossen« welcher ein in ungestörtem Zustand kreisförmiges Feld um den Leildraht ausbildet, Wie dies in F i g, 2ä gezeigt ist.

6ä Fig-2a zeigt eine typische symmetrische Feldlinien^ verteilung um den Leitdraht 12 bei Ungestörtem Feld; eine typische symmetrische Verformung zeigt Fig,2b, Dabei ist der Ort aller Punkte, in denen in einer

senkrechten Empfangsspule keine Spannung induziert wird — im folgenden »Nullspannungslinie« N genannt — weiterhin eine senkrechte Gerade durch das Leitkabel 12. In der Praxis befinden sich die wirksamen ferromagnetischen Körper nicht symmetrisch zum s Leitkabel. Einen typischen unsymmetrischen Fall zeigt Fig. 2c, wobei die Nullspannungslinie näherungsweise eine um den Winkel <5 gegen die Senkrechte geneigte Gerade ist. Die Nullspannungslinie ist stets zu der stärker mit ferromagnetischem Material behafteten Seite hin geneigt, während die Maxialwerte der absoluten Feldstärke auf der gegenüberliegenden Seite liegen. Das Fahrzeug fährt dann bei Verwendung nur eines KreuzspulensysterriS nicht mehr mittig über dem Kabel, sondern seitlich versetzt. ι -,

Der durch die Neigung der Nullspannungslinie gegenüber einer Senkrechten bedingte Fehler kann durch die erfindungsgemäße Anordnung in sehr einfacher Weise mit relativ geringem Aufwand ausgeschaltet werden. Erfindungsgemäß sind dazu, wie aus Fig. 1 ersichtlich, zwei Kreuzspulen^ysteme 13, 14; 13', 14' senkrecht übereinander angeordnet u;>d messen jeweils eine Scheinabweichung a\ bzw. a?. Für die folgende Betrachtung können die Abmessungen der Spulen vernachlässigt werden, d. h. die Spulen können 2s als punktförmig im Schnittpunkt der senkrechten und der waagerechten Spulenachse angenommen werden, da die Abmessungen der Spulen klein sind gegenüber ihrem Abstand von dem Leitdraht 12.

Aus der in F i g. 1 gezeigten Geometrie ergibt sich
α ~ «ι _ ei? - g|
lh - lh

tgi" -

Hieraus folgt:

(Oi - fl| )

Die tatsächliche Abweichung a läßt sich auf diese Weise also auch bei einem unsymmetrisch gestörten Feld relativ einfach und sehr exakt ermitteln. Die Realisierung der mathematischen Beziehung zur Ermittlung von a läßt sich ohne erfinderisches Zutun vom Fachmann als Analogrechnerschaltung durchführen.

Die Anordnung der beiden Kreuzspulensysteme mittig am Bug des Fahrzeuges hit den Vorteil, daß Abweichungen des Fahrzeuges 10 vom Leitdraht 12 sehr rasch erkannt werden: hierdurch ist e' frühzeitige Regulierung möglich, die Regelamplituu-n können klein gehalten werden. Die Anordnung der beiden KreuzspulensYSteme 13, 14 und iV, 14' senkrecht übereinander ist deshalb notwendig, weil die im Fahrweg 11 vorkommenden Störquellen des elektromagnetischen Feldes ihre Form und ihre Lage c'auernd ändern können. Eine Verschiebung der beiden Kreiizspuler«ysteme entlang der Fahrzeuglängsachse würde daher eine Fehlerquelle darstellen, wenn die Verschiebung beachtlich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Anordnung zum Spurführen von gleisfreien Fahrzeugen mittels eines elektromagnetischen Feldes, das um einen entlang eines Fahrweges des Fahrzeuges verlegten, von Wechselstrom durchflossenen Leitdraht aufgebaut und durch zwei Spulen abtastbar ist, die senkrecht bzw. waagerecht am Fahrzeug angeordnet sind, wobei die normierten, in den in gleicher Höhe Λ über dem Leitdraht liegenden Spulen induzierten und_gleichgerichteten Spannungen den Funktionen Us = cos tx. · sin cc und Uw- = cos² α genügen und wobei durch die Quotienten-

   bildung =^aus den beiden Funktionen die lineare Uw