DE3612546A1

DE3612546A1 - Contactless railway track switch

Info

Publication number: DE3612546A1
Application number: DE19863612546
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Phys Dr Bucher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CH673626A5

Abstract

In a magnetic actuator with a permanent magnetic field, which can be influenced by a ferromagnetic element, of two magnets which face one another with poles of the same sign, and which field is arranged in the track area next to a rail in an encapsulated manner, at least one magnet which is mounted so as to be movable between two limit positions in the direction of the axes of the magnet and, when the magnetic field is not influenced by the wheel, is located in each case in the outer limit position, and when the magnetic field is influenced by the wheel, is located in each case in the inner limit position, is coupled mechanically to a switching element of an optical waveguide switching device. The switching element is a switching element which can be inserted into the beam path between two optical waveguide sections which adjoin one another in the optical waveguide switching device, and at the same time, can influence the beam path, the said switching element being for example a mirror which can be pushed between the ends of the fibres of the two spherical lenses which image sections of the optical waveguides on one another.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen berührungslos arbeiten den Eisenbahn-Schienenschalter, d. h. auf einen Annäherungs schalter für das Eisenbahnwesen, der auf auf einer Fahr schiene vorbeilaufende Schienenfahrzeug-Räder anspricht. Solche Schalter können insbesndere als den Schalterbereich durchlaufende Radsätze von Schienenfahrzeugen detektierende Sensoren bzw. Aktuatoren zur Gleisfreimeldung oder zur Gleis füllanzeige Anwendung finden.The invention relates to a non-contact work the railroad switch, d. H. on an approximation Switch for the railway system, which is on a trip rail speaks to passing rail vehicle wheels. Such switches can be more specific than the switch area continuous wheel sets of rail vehicles Sensors or actuators for track vacancy detection or for the track fill indicator find application.

Bekannte Annäherungsschalter (s. z. B. DE-AS 11 29 208, DE-OS 23 26 089, DE-OS 27 15 348, DE-OS 30 36 288, DD-WP 1 33 080) bewirken bei ihrer Betätigung die Erzeugung oder Beeinflus sung bestimmter elektrischer Signale, die indessen ihrerseits durch im Signalweg etwa auftretende elektrische Störsignale verfälscht werden können.Known proximity switches (see e.g. DE-AS 11 29 208, DE-OS 23 26 089, DE-OS 27 15 348, DE-OS 30 36 288, DD-WP 1 33 080) cause generation or influence when actuated solution of certain electrical signals, which in turn due to electrical interference signals that may occur in the signal path can be falsified.

Gegen solche Störungen unempfindlich sind (aus DE-OS 34 32 355 und 34 32 361) bekannte Näherungssensoren, bei denen im Gleis bereich beiderseits einer Schiene die Lichtaustrittseinrich tungen und Lichteintrittseinrichtungen von Lichtschranken angeordnet sind, die in einer Ebene oberhalb der Schienen oberkante verlaufen und von vorbeirollenden Rädern unterbro chen werden, wobei die Lichtaustritts- und Lichteintritts einrichtungen durch Lichtwellenleiter mit entfernt angeord neten Lichtquellen bzw. Lichtsensoren verbunden sind; eine solche Anordnung, bei der eine Lichtschranke vom Schienen fahrzeugrad zu unterbrechen ist, ist indessen grundsätzlich der mit dem Vorbeifahren von Schienenfahrzeugen verbundenen Verschmutzung der Lichtaus- und -eintrittseinrichtungen aus gesetzt. Are insensitive to such interference (from DE-OS 34 32 355 and 34 32 361) known proximity sensors, in which in the track area on both sides of a rail the light exit device and light entry devices of light barriers are arranged in a plane above the rails run at the top edge and under the wheels roll past Chen be, the light exit and light entry devices arranged with optical fibers with remote neten light sources or light sensors are connected; a such an arrangement in which a light barrier from the rails it is essential to interrupt the vehicle wheel associated with the passing of rail vehicles Contamination of the light exit and entry facilities set.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, einen Eisenbahn- Schienenschalter anzugeben, der eine gegen elektrische Si gnalstörungen unempfindliche Signalisierung der Anwesenheit eines Schienenfahrzeug-Rades im jeweiligen Schalterbereich ermöglicht, ohne einer vom Rad zu unterbrechenden Licht schranke zu bedürfen.The invention now has the task of a railway Specify rail switch, one against electrical Si signal disturbances insensitive signaling of presence a rail vehicle wheel in the respective switch area made possible without a light interrupted by the wheel barrier need.

Die Erfindung betrifft einen berührungslos arbeitenden Eisenbahn-Schienenschalter; dieser Eisenbahn-Schienenschalter ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in einem magnetischen Aktuator mit durch einen ferromagnetischen Kör per beeinflußbarem dauermagnetischen Feld zweier mit ihren gleichnamigen Polen einander zugewandter Magnete, der im Gleisbereich neben einer Schiene gekapselt angeordnet ist, wenigstens ein zwischen zwei Grenzpositionen in Magnetachsen richtung beweglich gelagerter Magnet, der sich bei vom Rad unbeeinflußtem Magnetfeld jeweils in der äußeren Grenzposi tion und bei vom Rad beeinflußtem Magnetfeld jeweils in der inneren Grenzposition befindet, mechanisch mit einem Schalt glied eines Lichtwellenleiter-Schaltelements gekoppelt ist.The invention relates to a contactless working Railroad rail switch; this railroad rail switch is characterized in that in one magnetic actuator with a ferromagnetic body by influencing the permanent magnetic field of two with their Poles of the same name facing each other Track area is encapsulated next to a rail, at least one between two limit positions in magnetic axes direction of the movably mounted magnet, which moves away from the wheel unaffected magnetic field in the outer limit posi tion and with the magnetic field influenced by the wheel in each case in the inner limit position, mechanically with a switch member of an optical fiber switching element is coupled.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, mit der nach Maß gabe der An- bzw. Abwesenheit eines Schienenfahrzeug-Rades im jeweiligen Schalterbereich bewirkten Betätigung des im Aktuator befindlichen Schaltgliedes eines Lichtwellenleiter- Schalters eine von Verschmutzungen unbeeinträchtigte Signal gabe zu ermöglichen, die zugleich gegenüber auf dem Signal weg etwa auftretenden elektrischen Störungen unempfindlich ist.The invention has the advantage of being made to measure the presence or absence of a rail vehicle wheel in the respective switch area actuation of the im Actuator located switching element of an optical fiber Switch a signal unaffected by contamination surrender to enable the same time opposite on the signal insensitive to any electrical interference is.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein in den Strahlengang zwischen zwei im Lichtwellenleiter-Schaltelement aneinandergrenzenden Lichtwellenleiterabschnitte einschieb bares und dabei den Strahlengang beeinflussendes Schaltglied mechanisch mit einem Magneten des magnetischen Aktuators ge koppelt sein, insbesondere ein Schaltglied, das zwischen zwei die Faserenden der beiden Lichtwellenleiterabschnitte aufein ander abbildende Kugellinsen schiebbar ist. Das Schaltglied kann dabei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung licht strahlreflektierend sein, was es etwa ermöglicht, in einer Reihe von Lichtwellenleiter-Schaltelementen, die in einen an seinem einen Ende über einen Lichtwellenleiter-Verzweiger an einen optischen Sender und an einen optischen Empfänger angekoppelten Lichtwellenleiter eingefügt sind, das in der Reihe jeweils vorderste gerade aktivierte Lichtwellenleiter Schaltelement anzuzeigen, wie dies etwa für eine Gleisfüll anzeige zweckmäßig ist; es ist aber auch möglich, daß das Schaltglied den Strahlengang lediglich unterbricht. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, daß die bewegliche(n) Lichtfaser(n) eines Lichtwellenleiter-Schalters mechanisch (jeweils) mit einem Magneten des magnetischen Aktuators gekoppelt ist (sind).In a further embodiment of the invention, one in the Beam path between two in the optical fiber switching element insert adjacent optical fiber sections cash and switching element influencing the beam path mechanically with a magnet of the magnetic actuator be coupled, in particular a switching element between two the fiber ends of the two optical waveguide sections other imaging lens is slidable. The switching element can light in a further embodiment of the invention be beam reflecting, which makes it possible, for example, in one Series of fiber optic switching elements, which in one at one end via an optical fiber junction to an optical transmitter and to an optical receiver coupled optical fiber are inserted, which in the Row of front most activated optical fibers Display switching element, such as this for a track fill display is appropriate; but it is also possible that Switching element only interrupts the beam path. In an alternative embodiment of the invention it is also possible that the movable optical fiber (s) of a Optical fiber switch mechanically (each) with one Magnet of the magnetic actuator is (are) coupled.

Weitere Besonderheitender Erfindung werden aus deren nach folgender näheren Erläuterung anhand der Zeichnung ersicht, lich. Dabei zeigtFurther peculiarities of the invention will emerge from their following detailed explanation with reference to the drawing, Lich. It shows

Fig. 1 schematisch Möglichkeiten der Positionierung eines Eisenbahn-Schienenschalters gemäß der Erfindung; Figure 1 shows schematically ways of positioning a railroad rail switch according to the invention.

Fig. 2a und Fig. 2b verdeutlichen Realisierungseinzelheiten eines Ausführungsbeispieles eines solchen Eisenbahn- Schienenschaltes. Fig. 2a and Fig. 2b illustrate implementation details of an embodiment of such a railroad switch.

Das in Fig. 1 schematisch skizzierte Ausführungsbeispiel ei nes Eisenbahn-Schienenschalters gemäß der Erfindung weist ei nen im Gleisbereich neben einer Schiene S in einem Gehäuse G gekapselt angeordneten magnetischen Aktuator mit zwei mit ihren gleichnamigen Polen einander zugewandten Magneten (2 M 1 und 2 M 2) auf, deren dauermagnetisches Feld durch einen ferro magnetischen Körper in Form eines Schienenfahrzeug-Rades R beeinflußt wird.Wenigstens eine der beiden Magnete ist in Richtung seiner Magnetachse zwischen zwei Grenzpositionen verschiebbar gelagert; in Fig. 1 ist angedeutet, daß beide Magnete in dieser Weise beweglich gelagert sind, wobei sich die beiden Magnete bei Abwesenheit eines Rades R, d. h. bei von einem Rad unbeeinflußtem Magnetfeld, jeweils in ihrer in Fig. 1 mit 2 M 1′′ bzw. 2M 2′′ bezeichneten äußeren Grenzposi tion befinden und bei Anwesenheit eines Rades R, d. h. bei vom Rad R beeinfußtem Magnetfeld, jeweils in ihrer in Fig. 1 mit 2 M 1′ bzw. 2 M 2′ bezeichneten inneren Grenzposition. Zumindest ein solcher Magnet ist mechanisch mit einem Schalt glied eines zwischen zwei Lichtwellenleiterabschnitten lie genden Lichtwellenleiter-Schaltelements gekoppelt; in Fig. 1 ist angedeutet, daß dies bei beiden Magneten (2 M 1 und 2 M 2) der Fall ist, wobei das mit dem in seiner Magnetachsenrich tung zwischen äußerer Grenzposition 2 M 2′′ und innerer Grenz position 2 M 2′ beweglichen Magneten (2 M 2) verbundene Schalt glied das Schaltglied eines zwischen zwei Lichtwellenleiter abschnitten Lÿ und Ljk liegenden Lichtwellenleiter-Schalt elements sein möge.Schematically sketched in Fig. 1 embodiment ei nes railway rail switch according to the invention, ei nen in the track area next to a rail S in a housing G encapsulated arranged magnetic actuator with two with their like poles facing each other, magnets (2 M 1 and 2 M 2 ) whose permanent magnetic field is influenced by a ferro-magnetic body in the form of a rail vehicle wheel R. At least one of the two magnets is mounted so that it can be displaced in the direction of its magnetic axis between two limit positions; In Fig. 1 it is indicated that both magnets are movably mounted in this way, the two magnets in the absence of a wheel R , ie in a magnetic field unaffected by a wheel, each in their in Fig. 1 with 2 M 1 '' or 2 M 2 '' designated outer limit position and in the presence of a wheel R , ie in the magnetic field influenced by the wheel R , in each case in Fig. 1 with 2 M 1 ' or 2 M 2' designated inner limit position. At least one such magnet is mechanically coupled to a switching element of an optical fiber switching element lying between two optical fiber sections; in Fig. 1 it is indicated that this is the case with two magnets (2 M 1 and 2 M 2), wherein the in its magnetic axis Rich tung between the outer limit position 2 M 2 '' and inner limit position 2 M 2 'movable Magnet ( 2 M 2 ) connected switching element may be the switching element of an optical fiber switching element lying between two optical fiber sections Lÿ and Ljk .

Ein solches Lichtwellenleiter-Schaltelement kann, ohne daß dies indessen zeichnerisch näher dargestelt wäre, in der Weise ausgebildet sein, daß die bewegliche Lichtleitfaser eines Lichtwellenleiter-Schalters mit der betreffenden Magneten mechanisch gekoppelt ist. Fig. 2a und 2b, die in zwei zueinander senkrechten Betrachtungsrichtungen einen Blick auf ein in einem Gehäuse G gekapseltes Lichtwellen leiter-Schaltelement bieten, verdeutlichen demgegenüber eine andere Ausgestaltung der Erfindung: Gemäß Fig. 2 ist mit ei nem Aktuatormagneten M ein Schaltglied B verbunden, das in den Strahlengang zwischen zwei im Lichtwellenleiter-Schalt element aneinandergrenzende Lichtwellenleiterabschnitte Lÿ und Ljk (siehe auch Fig. 1) einschiebbar ist und dabei den Strahlengang beeinflußt; dabei möge, wie dies auch aus Fig. 2 ersichtlich wird, dieses Schaltglied B zwischen zwei Kugel linsen Kÿ, Kjk gleichen Durchmessers schiebbar sein, die zwischen den beiden Fasernden lÿ und ljk so angeordnet sind, daß die beiden Faserenden aufeinander abgebildet wer den und somit das aus einem Faserende divergent austretende Licht im Raum zwischen den beiden Kugellinsen parallel läuft und anschließend auf das andere Faserende konzentriert wird.Such an optical waveguide switching element can, without this being shown in more detail in the drawing, be designed in such a way that the movable optical fiber of an optical waveguide switch is mechanically coupled to the relevant magnet. Figs. 2a and 2b, which have a view of an encapsulated in a housing G lightwave conductor switch element in two perpendicular viewing directions, in contrast, another embodiment of the invention illustrate: As shown in FIG 2 is connected to ei nem Aktuatormagneten M a switching element B. that in the beam path between two in the optical fiber switching element adjoining optical fiber sections Lÿ and Ljk (see also Fig. 1) can be inserted and thereby affects the beam path ; it may, as is also evident from Fig. 2, this switching element B lentils between two ball KY, kjk same diameter to be slidably disposed so Ly between the two fiber ends and LJK that the two fiber ends mapped to each other who the thus the light emerging divergingly from one fiber end runs in parallel in the space between the two spherical lenses and is then concentrated on the other fiber end.

Das Schaltglied B kann dabei eine Blende sein, die in der inn Fig. 2b mit B′′ bezeichneten Position - bei in Fig. 2b mit M′′ und in Fig. 1 mit 2 M 2′′ bezeichneter Position des Magneten M (in Fig. 2) - beispielsweise aus dem Faserende lÿ des Licht wellenleiterabschnittes Lÿ austretendes Licht ungehindert zum Faserende ljk des Lichtwellenleiterabschnittes Ljk gelan gen läßt und in der in Fig. 2b mit B′ bezeichneten Position - bei in Fig. 2b mit M′ und in Fig. 1 mit 2 M 2 bezeichneter Position des Magneten M (in Fig. 2) - den Weg des Lichts vom Lichtwellenleiterabschnitt Lÿ zum Lichtwellenleiterabschnitt Ljk bzw. umgekehrt unterbricht.The switching element B can be an aperture in the inn Fig. 2b with B '' designated position - in Fig. 2b with M '' and in Fig. 1 with 2 M 2 '' designated position of the magnet M (in Fig. 2) - for example from the fiber end lÿ of the light waveguide section Lÿ emerging light freely to the fiber end ljk of the light waveguide section Ljk gelan gene and in the position shown in Fig. 2b with B ' - in Fig. 2b with M' and in Fig . 1, designated with 2 M 2 position of the magnet M (in Fig. 2) - or vice versa interrupts the path of the light from the optical waveguide section to the optical waveguide portion LY Ljk.

Es ist aber auch möglich, daß das Schaltglied B als Spiegel ausgebildet und damit lichtstrahlreflektierend ist, so daß in der in Fig. 1 und Fig. 2b gestrichelt angedeuteten Magnet position etwa aus dem vorderen Faserende lÿ (in Fig. 2b) aus tretendes Licht wieder in dieses Faserende reflektiert wird. Dies ermöglicht es, in einer Reihe von Lichtwellenleiter- Schaltelementen, die in einen an seinem einen Ende über ein Lichtwellenleiter-Verzweiger an einen optischen Sender und einen optischen Empfänger angekoppelten Lichtwellen leiter eingefügt sein mögen, das in der Reihe jeweils vor derste gerade aktivierte Lichtwellenleiter-Schaltelement anzuzeigen, wie dies etwa für eine Gleisfüllanzeige zweck mäßig sein mag, was indessen an anderer Stelle beschrieben wird und hier nicht weiter verfolgt zu werden braucht. But it is also possible that the switching element B is designed as a mirror and is thus light beam reflecting, so that in the magnet position indicated in dashed lines in Fig. 1 and Fig. 2b approximately from the front fiber end lÿ (in Fig. 2b) from outgoing light again is reflected in this fiber end. This makes it possible to insert in a row of optical waveguide switching elements, which may be inserted into an optical waveguide coupled at one end via an optical waveguide branch to an optical transmitter and an optical receiver, in each case the optical waveguide just activated in front of the first Display switching element, such as may be useful for a track fill indicator, but this is described elsewhere and need not be followed here.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind die beiden jeweils in ihrer Magnetachsenrichtung zwischen einer äußeren Grenz position 2 M 1′′ bzw. 2 M 2′′ und einer inneren Grenzposition 2 M 1′ bzw. 2 M 2′ verschiebbar gelagerten, vorzugsweise durch Per manentmagnete gebildeten Magnete auf der Gleisinnenseite der Schiene S angeordnet. Wie in Fig. 1 weiter angedeutet ist, können die Magnete aber auch auf der Gleisaußenseite der Schiene S angeordnet sein, wobei der eine Magnet dann zwi schen den in Fig. 1 mit 1 M 1′′ und 1 M 1′ bezeichneten Grenzposi tionen und der andere Magnet zwischen den in Fig. 1 mit 1 M 2′′ und 1 M 2′′ bezeichneten Grenzpositionen verschiebbar ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the two each in its magnetic axis direction between an outer boundary 2 M 1 '' and 2 M 2 '' and an inner limit position of position 2 M 1 'and 2 M 2' displaceably mounted, preferably by Per Magnets formed magnet arranged on the inside of the rail S track. As is further indicated in Fig. 1, the magnets can also be arranged on the outside of the track of the rail S , the one magnet then between the in Fig. 1 with 1 M 1 '' and 1 M 1 ' designated limit positions and the other magnet between the in Fig. 1 with 1 M 2 '' and 1 M 2 '' designated limit positions is displaceable.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, können die beiden Magnete 1 M 1 und 1 M 2 ebenso wie die beiden Magnete 2 M 1 und 2 M 2 senkrecht zueinander angeordnet sein, wobei die Magnet achse des einen Magneten (1 M 1 bzw. 2 M 1) vertikal und die Magnetachse des anderen Magneten (2 M 1 bzw. 2 M 2) horizontal verläuft. In Abweichung davon können die beiden Magnete aber auch gewissermaßen in einer Ebene spiegelbildlich zueinander angeordnet sein; bezogen auf die Darstellung etwa der beiden Magnete 1 M 1 und 1 M 2 in Fig. 1 würde dann in Abweichung von dieser Darstellung der Magnet 1 M 2 mit ge genüber dem Magneten 1 M 1 um 180° gedrehter Magnetachse links neben dem Magneten 1 M 1 liegen.As can be seen from FIG. 1, the two magnets 1 M 1 and 1 M 2 , like the two magnets 2 M 1 and 2 M 2, can be arranged perpendicular to one another, the magnet axis of the one magnet ( 1 M 1 and 2 M 1 ) vertically and the magnet axis of the other magnet ( 2 M 1 or 2 M 2 ) runs horizontally. In deviation from this, the two magnets can, however, also be arranged in a mirror image to one another to a certain extent; based on the representation of approximately the two magnets 1 M 1 and 1 M 2 in Fig. 1 would then deviate from this representation of the magnet 1 M 2 with ge compared to the magnet 1 M 1 rotated by 180 ° magnetic axis to the left of the magnet 1 M. 1 lie.

Claims

1. Non-contact railway rail switch, characterized in that in a magnetic actuator with a ferro-magnetic body (R) influenceable permanent magnetic field two with their poles of the same name facing each other ter magnets (M 1 , M 2 ) in the track area next to one Schie ne (S) is arranged encapsulated, at least one between two limit positions (M ', M'') in the magnetic axis direction Lich movable magnet (M) , which is unaffected by the wheel (R) magnetic field in each case in the outer limit position (M '') And when the magnetic field influenced by the wheel (R) is in the inner limit position (M '), is mechanically coupled to a switching element (B) of an optical waveguide switching element.

2. Railway rail switch according to claim 1, characterized in that the two magnets (M 1 , M 2 ) are arranged in a mirror-image plane to each other.

3. Railway rail switch according to claim 1 or 2, characterized, that the movable optical fiber (s) of an optical wave conductor switch mechanically (each) with a magnet of the magnetic actuator is (are) coupled.

4. Railway rail switch according to claim 1 or 2, characterized in that a in the beam path between two in the light waveguide switching element adjoining optical waveguide sections (Lÿ, Ljk) insertable and thereby influencing the beam switching element (B) mechanically with a magnet ( M) of the magnetic actuator is coupled.

5. Railway rail switch according to claim 4, characterized in that the switching element (B) between two fiber ends (lÿ, ljk) of the two optical waveguide sections (Lÿ, Ljk) on each other imaging ball lenses (Kÿ, Kjk) can be pushed.

6. Railway rail switch according to claim 4 or 5, characterized in that the switching element (B) is light beam reflecting.

7. Railway rail switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that the two magnets (M 1 , M 2 ) are permanent magnets.