DE4312434A1 - Anordnung zum induktiven Spurführen gleisunabhängiger Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zum induktiven Spur­ führen gleisunabhängiger Fahrzeuge nach dem Oberbegriff von An­ spruch 1, wie sie beispielsweise aus der DE 24 45 001 C2 als be­ kannt hervorgeht.

In der DE 24 45 001 C2 wird das Problem behandelt, daß durch Mo­ niereisen, die in eine aus Eisenbeton bestehende Fahrbahn inte­ griert sind, der Verlauf des spurbestimmenden Magnetwechselfeldes unkontrolliert verfälscht und das Fahrzeug diesem "Schlingerkurs" entsprechend geführt wird, was zumindest bei Fahrgeschwindigkei­ ten oberhalb etwa 30 km/h mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit mehr und mehr störend und im Bereich von 80 km/h unerträglich wird. Bei der bekannten Anordnung wird dieses Problem dadurch ge­ löst, daß zwei Antennen-Kreuzspulen im Abstand vertikal überein­ ander fahrzeugseitig vorgesehen werden und mit beiden Antennen­ signalen jeweils für sich die Ist-Position des Fahrzeuges in Re­ lation zum Magnetwechselfeld bestimmt wird. Für den Fall, daß die beiden Ergebnisse unterschiedlich ausfallen sollten, kann dies nur auf eine örtlich störungsbedingte Unsymmetrie des Magnetwech­ selfeldes zurückzuführen sein. Aus der Differenz der Ergebnisse kann auch auf die tatsächliche Querposition des Fahrzeuges rela­ tiv zum spurbestimmenden Leiter geschlossen werden. Im Fall von festgestellten Störungen des Magnetwechselfeldes wird ersatzweise die solcherart ermittelte Ist-Position des Fahrzeuges für die Spurhaltung des Fahrzeuges weiterverarbeitet. Nachteilig ist, daß bei der Auswertung der beiden verschiedenen Antennensignale der Differenzwert zweier Zwischenergebnisse weiterverarbeitet wird, wobei beide Zwischenergebnisse jeweils mit einer bestimmten Meß­ unsicherheit behaftet sind; die Differenz aus beiden ist in ihrem Absolutwert recht klein, hingegen addieren sich die Unsicherhei­ ten dabei, so daß das Verhältnis von sicherem Nutzbetrag zu unsi­ cherem Anteil am Meßergebnis recht klein ausfällt. Nachteilig an der bekannten Anordnung ist ferner der relativ hohe fahrzeugsei­ tige Aufwand, der im Fall eines größeren Fuhrparkes spurführbarer Fahrzeuge recht beträchtlich werden kann. Auch im Fall von beste­ henden Anlagen, bei denen, beispielsweise wegen Asphalt-Fahrbah­ nen oder tief unter der Oberfläche von Betonfahrbahnen liegender Moniereisen, das Problem der Magnetfeldstörungen bisher nicht auftrat und bei denen aufgrund nötig werdender Streckennetz-Er­ weiterungen dieses Problem nachträglich auftritt, müßten wegen der Streckennetz-Erweiterungen alle Fahrzeuge des Fuhrparkes in kost­ spieliger Weise nachgerüstet werden.

Für fahrerlose Transportsysteme mit induktiv entlang eines fahr­ bahnseitigen Magnetwechselfeldes spurführbaren Fahrzeugen sind Mehrleitersysteme bekannt, vgl. z. B. die DE 25 00 792 C2. Derar­ tige Transportsysteme werden in Fabrikationshallen zur Automation des Materialflusses eingesetzt; deren Fahrzeuge fahren maximal mit Schrittgeschwindigkeit, also sehr langsam im Vergleich zu Fahrzeugen des straßengängigen Personen- oder Güterverkehrs. Et­ waige Magnetfeldverzerrungen sind bei den geringen Fahrgeschwin­ digkeiten in keiner Weise störend und das Problem eines Ausglei­ ches derartiger Magnetfeldverzerrungen besteht dort überhaupt nicht. Bei dem vorbekannten Mehrleitersystem sind die einzelnen Leiter in sehr geringem gegenseitigen Abstand angeordnet und bei­ spielsweise durch ein zweiadriges flachbandiges Radio-Antennenka­ bel darstellbar; außerdem können die Leiter des Leiter-Paares wahlweise horizontal nebeneinander oder auch vertikal übereinan­ der angeordnet sein. Die bekannte Mehrfachanordnung von Bodenlei­ tern ist dazu vorgesehen, die Fahrzeuge im Bereich von Fahrbahn­ verzweigungen bzw. -Vereinigungen sicher leiten zu können, ohne daß aufwendige Sonderanordnungen von Zusatzleitern in diesen Be­ reichen oder Zu- oder Abschaltungen längerer, impedanzverändern­ der Äste von spurgebenden Leitern erforderlich werden. Die beiden Leiter verlaufen im Verzweigungsbereich nicht parallel zueinan­ der, sondern teilen sich entsprechend dem gewünschten Verlauf der sich teilenden Fahrspuren; anschließend "gesellt" sich dann je­ weils ein woanders her kommender, einzelner Leiter mit dem ein­ zeln weiter laufenden Leiter zu einem neuen Leiter-Paar, welches dann dem gewünschten Verlauf der neuen Fahrspur folgt. Die Leiter sind derartig in einem mit Fahrbahnverzweigungen bzw. -Vereinigun­ gen versehenen Netz von Fahrspuren angeordnet, daß sich keine Lei­ ter-Überkreuzungen ergeben und daß im gesamten Netz ein einziger durchgehender Leiter vorhanden ist, der sämtliche Fahrspuren zwei­ mal - wenn auch auf unterschiedlichen Wegen - durchläuft. An den zugehörigen, vorbekannten Fahrzeugen sind keine Kreuzspulen als Antennen, sondern drei nebeneinander liegende, vertikal ausgerich­ tete Antennen-Spulen angeordnet, von denen immer nur zwei benach­ barte Spulen gemeinsam aktiv sind, also die mittlere und die rech­ te Spule oder die mittlere und die linke Spule. Die beiden je­ weils aktiven Spulen tasten gemeinsam im wesentlichen das Magnet­ wechselfeld nur eines einzigen Leiters von dem Leiter-Paar ab; es ist also jeweils nur einer der beiden Leiter bzw. nur eines der beiden Magnetfelder spurgebend wirksam. Nur im Fall einer ge­ wünschten Spuränderung an einer Verzweigung wird durch Umschal­ tung auf ein anderes Antennen-Spulenpaar auf den anderen Leiter gewechselt und es ist von dann ab dieser andere Leiter und das ihn umgebende Magnetwechselfeld spurbestimmend. Wegen des gerin­ gen Abstandes der fahrbahnseitigen Leiter, wegen des nicht durch­ gängig parallelen Verlaufes der Leiter und aufgrund der andersar­ tigen Ausbildung und Anordnung der fahrzeugseitigen Antennenspu­ len ist keine Verbesserung etwaiger störungsbedingter Magnetfeld­ verzerrungen in der vorbekannten Anlage zu erwarten, zumal derar­ tige Magnetfeldverzerrungen dort ohnehin nicht problematisch sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäß zugrundegelegte Anordnung zum induktiven Spurführen gleisunabhängiger Fahrzeuge des straßengängigen Personen- oder Güterverkehrs dahingehend um­ zugestalten, daß im Fall von örtlichen fahrbahnseitigen Störungen des spurbestimmenden Magnetwechselfeldes aufwendige fahrzeugsei­ tige Maßnahmen, insbesondere Mehrfachanordnungen von Antennen- Kreuzspulen und gesonderte Auswertungskanäle für jedes der Anten­ nensignale zur Egalisierung oder Kompensation des Einflusses der Magnetfeldstörungen entbehrlich sind.

Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung der gattungsgemäßen Anord­ nung zum induktiven Spurführen gleisunabhängiger Fahrzeuge erfin­ dungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 ge­ löst. Dank der Mehrfachanordnung von Leitern nimmt zwar das Mag­ netwechselfeld mit größer werdendem Abstand vom Leiter stärker ab als bei einem Mono-Leiter-System, jedoch nehmen auch die Störun­ gen des Magnetfeldes beim Mehrleiter-System ebenfalls entspre­ chend stärker ab als beim Mono-Leiter-System. Und zwar nehmen beim Doppel-Leiter-System die Störungen mit dem Quadrat, beim Drei-Leitersystem mit der dritten Potenz, beim Vier-Leiter-System mit der vierten Potenz usw. des Abstandes vom Leiter ab. Ferner ist die Magnetwechselfeld-Komponente, die für die Spurführung verwendet wird, d. h. die Nutzfeldstärke des Magnetwechselfeldes, bei einer Mehrfachanordnung von Leitern bei vergleichbaren Bedin­ gungen etwa gleich groß wie bei einem Mono-Leiter-System. Dies bedeutet, daß fahrbahnbedingte Störeinflüsse auf das Magnetwech­ selfeld beim Mehrleitersystem radial beträchtlich weniger weit reichen als beim Mono-Leiter-System; beim Mehrleitersystem sind die Störungen viel stärker auf einen leiternahen Bereich lokali­ siert als beim Mono-Leiter-System; im Abstand der fahrzeugseiti­ gen Antennen-Kreuzspulen liegt trotz etwaiger fahrbahnseitiger Magnetfeldstörungen praktisch ein ungestörtes Magnetwechselfeld mit zügigem Spurverlauf vor. Die vorzugsweise zwei Leiter sollten einen gewissen Mindestabstand haben, dürfen aber auch nicht zu weit voneinander entfernt sein. Ist der gegenseitige Abstand der Leiter zu gering, so machen sich Höhenunterschiede der Leiter bereits auf die Querlage des Magnetwechselfeldes bemerkbar; au­ ßerdem sinkt bei sonst vergleichbaren Bedingungen mit geringer werdendem Querabstand der Leiter die Nutzfeldstärke. Wird der Querabstand der Leiter zu stark vergrößert, z. B. deutlich größer als der Vertikalabstand der fahrzeugseitigen Antennen-Kreuzspulen oberhalb der Fahrbahn gemacht, so verringert sich die Steilheit der Kennlinie bei Querlagenabweichungen des Fahrzeuges gegenüber seiner Sollage auf der Fahrbahn. Bei dem angegebenen relativen Querabstand der Leiter von etwa 50 bis 100% der Höhe der fahr­ zeugseitigen Antennen-Kreuzspulen oberhalb der Fahrbahn liegen sowohl die Nutzfeldstärke als auch das Verhältnis von Störfeld­ stärke zu Kennliniensteilheit nahe bei den theoretischen aber praktisch nicht erreichbaren Optimalwerten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprü­ chen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 ein induktiv spurführbares Fahrzeug auf einer Fahrbahn mit zwei Leitern, die ein spurgebendes Magnetwechselfeld aufbauen,

Fig. 2 in Diagrammform den Verlauf des horizontalen - volle Linie - und des vertikalen Anteils - strichliert - des Magnet­ wechselfeldes über der Breitenerstreckung der Fahrbahn nach Fig. 1 hinweg und

Fig. 3 den Querschnitt durch eine Fahrbahn mit drei in sie einge­ lassenen, spurgebenden Leitern.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Fahr­ zeug 1 gezeigt, welches mit einer induktiven Spurführung versehen ist und welches spurgeführt auf einer Fahrbahn 2 mit zwei in die Fahrbahnoberfläche eingelassenen Leitern 3 und 4 fahren kann. Das Fahrzeug 1 weist wie üblich lenkbare Fahrzeugräder 8 auf, die über ein nicht dargestelltes Handlenkrad manuell gelenkt werden können. Beim spurgeführten Betrieb übernimmt eine automatische Spurführungseinrichtung die Fahrzeuglenkung. Zu diesem Zweck sind bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in die spur­ gebende Fahrbahn 2 zwei Leiter 3 und 4 eingelassen, die in Gegen­ phase von einem Wechselstrom bei einer Frequenz von etwa 10 kHz durchflossen werden und die ein entsprechendes Magnetwechselfeld 5 aufbauen. Das fahrbahnseitige, spurbestimmende Element sind die beiden Leiter 3 und 4 bzw. das sie umgebende Magnetwechsel­ feld 5. Fahrzeugseitig wird dieses Magnetwechselfeld durch eine Antennen-Kreuzspule 9 mit einer vertikal ausgerichteten (10) und einer horizontal ausgerichteten Spule 11 erfaßt. Die Antennen- Kreuzspule 9 ist in einer definierten Höhenlage mit einem Abstand h oberhalb der Fahrbahnoberfläche im Fahrzeug angeordnet. Mit der Spule 10 wird die vertikale Magnetfeldkomponente H_y und mit der Spule 11 die Horizontalkomponente H_x des Magnetwechselfeldes 5 gemessen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist sowohl das fahrbahnseitige Leiterpaar 3 und 4 symmetrisch zur Fahrbahnmitte 15 als auch die fahrzeugseitige Antennen-Kreuzspule 9 in der Fahr­ zeugmitte angeordnet. Bei einem Seitenversatz des Fahrzeuges 1 gegenüber der Fahrbahnmitte 15 - Querlagenfehler f - mißt die horizontale Spule 11 einen bestimmten Anteil des Magnetwechselfel­ des, entsprechend dem Kennlinienverlauf der voll ausgezogenen Diagrammlinie H_x in Fig. 2. Durch Verhältnisbildung aus den Meß­ signalen der beiden Einzelspulen 10 und 11 mit der Horizontalkom­ ponente im Zähler und der Vertikalkomponente im Nenner bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein Signalwert zur Verfügung gestellt werden, der nach Betrag und Richtung eine Soll/Ist-Abweichung der Querlage des Fahrzeuges gegenüber der Fahrbahnmitte repräsentiert. Mit diesem Wert der Soll/Ist-Abwei­ chung kann der Regler 6 angesteuert werden, welcher seinerseits die Lenkung 7 des Fahrzeuges beaufschlagt, durch welche die Fahr­ zeugräder 8 in eine solche Richtung eingeschlagen werden, daß die Soll/Ist-Abweichung der Querposition des Fahrzeuges wieder besei­ tigt und das Fahrzeug exakt in die Fahrbahnmitte 15 zurückgelenkt wird.

Dieses Prinzip der induktiven Spurführung straßengängiger Fahr­ zeuge ist - zumindest bei einem Mono-Leiter-System - bekannt, al­ lerdings störanfällig im Hinblick auf fahrbahninduzierte Magnet­ feldstörungen, die von in der Fahrbahn integrierten Armierungsei­ sen ausgehen können; auch auf der Fahrbahn aufliegende Eisenteile können einen zügigen Verlauf des Magnetwechselfeldes 5 stören.

Die Fahrbahn 2 ist aus eisenarmiertem Beton gebildet, wobei Ar­ mierungsmatten mit kreuzweise verlaufenden Armierungsstäben bzw. -drähten unterhalb der Fahrbahnoberfläche in den Beton eingebet­ tet sind. Die Armierungsmatten sind so in der Fahrbahn angeord­ net, daß die eine Schar von Armierungseisen 18 bzw. 18′ parallel zur Fahrbahnlängsrichtung liegt. Fertigungsbedingt und auch zum Ausgleich von temperaturbedingten Dehnungen wird die Fahrbahn in einzelnen aneinanderstoßenden Platten hergestellt, wobei in re­ gelmäßigen Abständen quer zur Fahrbahn verlaufende Dehnungsfugen angeordnet sind, an denen auch die Eisenarmierung unterbrochen ist. Die den einzelnen Fahrbahnplatten zugeordneten Armierungs­ matten können an den Stoßstellen gegenseitig einen Querversatz - Maß v - aufweisen, wobei dieses Maß von den längsverlaufenden Armierungseisen 18 der einen Platte zu den Armierungseisen 18′ der anderen Platte gemessen ist. Von den Armierungen und auch von den Stoßstellen gehen - wie gesagt - Störungen bezüglich eines spurtreuen Verlaufes des Magnetwechselfeldes 5 aus.

Um die fahrbahninduzierten, festliegenden Störungen in ihrem schädlichen Einfluß zu beseitigen oder auf ohne weiteres tolerier­ bare Reststörungen zu reduzieren, sind bei dem in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiel der Erfindung zwei Leiter 3 und 4 höhengleich nebeneinander in einem Querabstand a von etwa 50 bis 100% der Höhenlage der Antennen-Kreuzspule 9 in die Fahrbahn eingelassen. Die beiden benachbart liegenden Leiter 3 und 4 sind vom Wechselstrom in Gegenphase durchströmt und die Antennen-Kreuz­ spule 9 ist oberhalb der Mitte zwischen den beiden Leitern ange­ ordnet und in der bereits oben erwähnten Weise auf das Magnetwech­ selfeld ausgerichtet. Die Leiter sollten einen gewissen Mindest­ abstand haben, der in der Größenordnung bevorzugt etwa 50 bis 100 % der Höhe h der fahrzeugseitigen Antennen-Kreuzspulen 9 oberhalb der Fahrbahn 2 betragen soll, wobei hier eine möglichst hohe Nutz­ feldstärke einerseits und ein günstiges Verhältnis von Störfeld­ stärke zu Kennliniensteilheit andererseits maßgebend sind. Nach­ dem der Höhenabstand h der Antennen-Kreuzspule 9 oberhalb der Fahrbahn bei größeren Fahrzeugen etwa 40 cm entspricht, kann der Querabstand der beiden Leiter 3 und 4 demgemäß in den Grenzen zwischen 20 und 40 cm gewählt werden. Aufgrund der Doppelanord­ nung der Leiter und eines entsprechend ausgebildeten Magnetwech­ selfeldes 5 sind fahrbahninduzierte Störungen des Magnetwechsel­ feldes auf einen fahrbahnnah liegenden Bereich beschränkt und wirken sich bis in die Höhe der fahrzeugseitigen Antennen-Kreuz­ spule kaum mehr aus.

Um durch einen Querversatz v der Armierungseisen 18 bzw. 18′ in den Armierungsmatten 17 der Fahrbahn 2 nicht eine Störung im Spur­ verlauf des Magnetwechselfeldes 5 hervorzurufen, sollen alle Lei­ ter stets gleich weit von den in Fahrbahnlängsrichtung verlaufen­ den Armierungseisen 18 bzw. 18′ beabstandet sein. Unter der meist gegebenen Voraussetzung, daß die Armierungsmatten 17 der Fahrbahn alle mit in einem bestimmten, regelmäßigem Querabstand t in Fahr­ bahnlängsrichtung verlaufen, ist diese Forderung in praktisch einfacher Weise dadurch realisiert, daß der Querabstand a der spurbestimmenden Leiter einem ganzzahligen Vielfachen, beim dar­ gestellten Ausführungsbeispiel dem Zweifachen des Querabstandes t der Armierungseisen 18 bzw. 18′ entspricht. Dadurch sind die Lei­ ter 3 bzw. 4 - unabhängig von der Querposition der Armierungsmat­ ten 17 bzw. der längsverlaufenden Armierungseisen 18, 18′ in Re­ lation zur Fahrbahnmitte 15 - stets untereinander gleich weit von dem jeweils nächstgelegenen Armierungseisen 18 bzw. 18′ entfernt. Die Störung der Symmetrie des Magnetwechselfeldes 5 - auf diese kommt es bei der Spurführung an - fällt dadurch sehr gering aus, geringer als bei allen anderen praktisch, d. h. mit einem vertret­ baren Fertigungsaufwand realisierbaren Verlegungsmöglichkeiten der Leiter 3 und 4. Wichtig ist natürlich, daß auch bei einer längeren Betonfahrbahn die in Fahrbahnlängsrichtung verlaufenden Armierungseisen 18, 18′ entlang der gesamten Längserstreckung der Spurführung einen bestimmten, gleichbleibenden Querabstand t auf­ weisen, wobei an quer verlaufenden Dehnungsfugen der Fahrbahn oh­ ne weiteres ein gewisser Querversatz v der Armierungsmatten 17 zugelassen werden kann. Die gesamte Spurführungsstrecke muß also unter Verwendung von Armierungsmatten 17 mit einheitlichem Quer­ abstand t der längsverlaufenden Armierungseisen 18, 18′ gefertigt werden. Allerdings können gewisse Abweichungen zwischen dem Quer­ abstand a der Leiter 3 und 4 einerseits und einem ganzzahligen Vielfachen des Querabstandes, d. h. dem Teilungsmaß t der Armie­ rungseisen 18 bzw. 18′ andererseits ohne nennenswerte Einbuße an Spurtreue des Magnetwechselfeldes zugelassen werden, wobei jedoch diese Abweichung 20% des Teilungsmaßes t der Armierungsmatten, vorzugsweise 10% nicht übersteigen sollte, damit der damit be­ absichtigte Effekt hinreichend zum tragen kommt. Nachdem dieses Teilungsmaß t häufig 15 cm beträgt, wäre also der Querabstand a der beiden Leiter 3 und 4 bevorzugt zu 30 ± 1,5 cm, d. h. zwischen 28,5 und 31,5 cm zu wählen. Umgekehrt können bei Verlegung der Leiter mit exakt 30 cm und einem Nenn-Teilungsmaß der Armierungs­ matten von 15 cm daran Teilungsfehler von ±10%, d. h. von ±1,5 cm zugelassen werden.

Im Zusammenhang mit der Doppelverlegung von spurbestimmenden Lei­ tern sei von einer Vergleichsmessung an einem Mono-Leitersystem einerseits und einem Zweileitersystem andererseits berichtet. Dabei wurden die jeweiligen Magnetwechselfelder durch Auflegen einer Baustahlmatte bewußt verfälscht. Die Vermessung ergab eine Reduzierung der Störung von 15 cm Seitenversatz des Magnetwech­ selfeldes im Fall des Mono-Leitersystems auf 2 cm Seitenversatz beim Zweileitersystem.

Bei einer praktischen Ausführung einer spurgeführten Strecke wird man selbstverständlich die Leiter in eine enge Nut 16 einlassen, die in die Fahrbahnoberfläche mit einer schnellrotierenden Trenn­ scheibe eingeschliffen oder eingefräßt ist. Der Umstand, daß bei der Erfindung mindestens zwei parallel nebeneinander verlaufende Nuten 16 in die Fahrbahnoberfläche eingefräst werden müssen und auch entsprechend zwei Leiter 3 und 4 darin eingebracht werden müssen, stellt in Wahrheit einen nur sehr geringen und ohne wei­ teres vertretbaren Mehraufwand gegenüber einer Mono-Leiter-Aus­ führung dar. Sowohl das Fräsen der Nuten als auch das Auslegen der Leiter kann für beide Rillen simultan durch eine Doppelanord­ nung von Schleifscheiben bzw. Kabelverlegeeinrichtung erfolgen.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß auch durch einen gezielt ungeradlinigen Verlauf der zu fräsenden Nuten fahrbahn­ induzierte Störeinflüsse auf das Magnetwechselfeld kompensiert werden können. Zu diesem Zweck müssen die fahrbahninduzierten Störeinflüsse zunächst örtlich erfaßt und quantifiziert und in eine Korrekturbahn umgerechnet werden, die in einem Datensatz niedergelegt werden kann. Aus diesem Korrekturdatensatz kann dann der Verlauf der Nuten 16 für eine Nutenfräsmaschine abgerufen und diese entsprechend gesteuert werden. Nachdem jedoch nur relativ große Krümmungsradien mit derartigen Fräsmaschinen gefräst werden können, können nur sanfte Störungen auf diese Weise voll ausge­ glichen werden. Leider ist es jedoch so, daß die Magnetfeldstö­ rungen häufig sehr plötzlich, d. h. mit örtlich starkem Gradienten auftreten. Und zwar sind solche Störungen an den Stoßstellen von Fahrbahnplatten zu beobachten; an den Rändern der Fahrbahnplatten kommt es zu Unterbrechungen der Eisenarmierungen. Diese steil einsetzenden und rasch wieder verschwindenden Störungen können auf erträgliches Maß nur nach der erfindungsgemäßen Methode aus­ geglichen werden.

Die Darstellung nach Fig. 3 zeigt eine Möglichkeit auf, wie mit drei in die Fahrbahn 2′ eingelassenen Leitern 12, 13, 14 ein spur­ gebendes Magnetwechselfeld 5′ erzeugt werden kann. Dieses Dreilei­ tersystem hat gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Zweileiter­ system den Vorteil, daß fahrbahninduzierte Magnetfeldstörungen mit zunehmendem Abstand von der Fahrbahn noch rascher abklingen als beim Zweileitersystem. Auch hier sind jeweils unmittelbar benachbart liegende Leiter von Wechselstrom in Gegenphase durch­ strömt. Außerdem ist der mittlere Leiter 13 von einem höheren Strom durchströmt als die beiden randseitig liegenden Leiter 12 und 14. Die drei Leiter 12, 13 und 14 sind äquidistant mit unter­ einander gleichen Querabstand a in die Fahrbahn eingelassen. Die fahrzeugseitig angeordnete Antennen-Kreuzspule, die in Fig. 3 jedoch nicht dargestellt ist, muß bei richtiger Querposition des Fahrzeuges oberhalb des mittleren Leiters 13 liegen. Außerdem sind die einzelnen Spulen der Antennen-Kreuzspule so geschaltet, daß hier die Vertikalkomponente H_y der Feldstärke H des Magnet­ wechselfeldes 5′ bei richtiger Querposition des Fahrzeuges rela­ tiv zur Fahrbahnmitte zu Null wird. Es sind hier also lediglich die Anschlüsse der Antennen-Kreuzspule gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 zu vertauschen. Der höhere Aufwand von drei Leitern nach Fig. 3 ist dann gerechtfertigt, wenn die fahrbahninduzier­ ten Störungen so stark sind, daß ein Zweileitersystem diese Stö­ rungen nicht auf erträgliches Maß zu reduzieren vermag. Abgesehen von dem höheren Investitionsaufwand von drei Nuten 16 und drei Leitern 12, 13 und 14 sowie der erforderlichen Verlegungsarbeit, ist vor allem auch ein erhöhter Betriebsaufwand in Form von er­ höhtem Strom- bzw. Leistungsbedarf erforderlich. Deswegen wird man diesen erhöhten Bedarf nur dort einsetzen, wo es aufgrund der starken fahrbahninduzierten Störungen unbedingt nötig erscheint.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß nach dieser Me­ thode auch Vier-, Fünf- oder noch höherzahlige Mehrleitersysteme darstellbar sind, wobei mit zunehmender Anzahl von Leitern der Einfluß fahrbahninduzierter Störungen immer besser ausgeglichen werden kann. Und zwar klingen Störungen beim Dreileitersystem mit der dritten Potenz des Abstandes vom Leiter ab, beim Vierleiter­ system mit der vierten Potenz, beim Fünfleitersystem mit der fünf­ ten Potenz usw. Nur beiläufig sei erwähnt, daß selbstverständlich sowohl der Investitionsaufwand als auch der Betriebskostenaufwand bei den vielzahligen Mehrleitersystemen entsprechend höher ist.

Die optimale Verteilung der Stromstärke auf die verschiedenen Leiter von vielzahligen Mehrleitersystemen ist in Anspruch 8 er­ wähnt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die dort genannten Verhältniszahlen den Binominalkoeffizienten aus dem sogenannten Pasqual′schen Zahlendreieck entsprechen. Unter den genannten Bedingungen der Verteilung der Ströme auf die ein­ zelnen Leiter sollte auch bei vielzahligen Mehrleitersystemen darauf geachtet werden, daß die einzelnen Leiter äquidistant ne­ beneinander angeordnet sind. Außerdem müssen benachbart liegende Leiter vom Wechselstrom jeweils in Gegenphase durchströmt werden.

Bei geradzahligen Mehrleitersystemen ist die fahrzeugseitige An­ tennen-Kreuzspule nach dem Vorbild von Fig. 1 angeordnet und in bezug auf das Magnetwechselfeld ausgerichtet, wogegen bei ungerad­ zahligen Mehrleitersystemen die Kreuzspule so angeordnet und ge­ schaltet ist, wie dies in Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wurde. Mit Rücksicht auf den sehr guten "Reinigungs-"Effekt der mit einem Spurführungssystem mit "nur" drei Leitern erzielt wer­ den kann, erscheinen höherzahlige Mehrleitersysteme aus den der­ zeit vorliegenden Erfahrungen eher theoretischer Art.

Claims (8)

1. Anordnung zum induktiven Spurführen gleisunabhängiger, mit lenkbaren Fahrzeugrädern versehener Fahrzeuge auf einer Fahrbahn, mit fahrbahnverlegtem, spurbestimmendem, von Wechselstrom durch­ flossenem und einem magnetischen Wechselfeld umgebenem Leiter, ferner mit die Ist-Position des Fahrzeuges in Querrichtung rela­ tiv zum magnetischen Wechselfeld laufend erfassenden Antennen- Kreuzspulen mit mindestens einer die horizontale und mindestens einer die vertikale Magnetfeldkomponente erfassenden Spule, die in definiertem Abstand oberhalb der Fahrbahn fahrzeugseitig ange­ ordnet sind, sowie mit ebenfalls fahrzeugseitig angeordneten Mit­ teln zum Umsetzen einer festgestellten Soll/Ist-Abweichung der Quer-Position des Fahrzeuges relativ zum fahrbahnseitigen Wech­ selfeld in einen die Querlagen-Abweichung beseitigenden Lenkbe­ fehl für die lenkbaren Fahrzeugräder, gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit folgender Merkmale:

• - als fahrbahnverlegte, spurbestimmende Leiter sind mehrere durchgehend parallel zueinander verlaufende Leiter (3, 4 bzw. 12, 13, 14) vorgesehen, die höhengleich nebeneinander und in einem Querabstand (a) von 5 bis 200%, vorzugsweise etwa 50 bis 100% der Höhenlage (h) der fahrzeugseitigen Antennen- Kreuzspulen (9) angeordnet sind,
• - wobei benachbart liegende Leiter (3, 4 bzw. 12, 13, 14) vom Wechselstrom in Gegenphase durchströmt werden und wobei im Fall von mehr als zwei Leitern die Leiter (13), die näher zur Mitte (15) hin liegen, von einem höheren Strom durchströmt werden als näher am Rand liegende Leiter (12 und 13),
• - bei einer geraden Anzahl von Leitern sind die Antennen-Kreuz­ spulen (9) oberhalb des zwischen zwei Leitern (3 und 4), vor­ zugsweise zwischen den beiden mittleren Leitern sich ausbil­ denden Teiles des Magnetwechselfeldes (5) fahrzeugseitig an­ geordnet und auf diesen Teil derart ausgerichtet, daß die Ho­ rizontalkomponente (H_x) der Feldstärke (H) des Magnetwechsel­ feldes (5) bei richtiger Querposition des Fahrzeuges (1) re­ lativ zur Fahrbahnmitte (15) zu Null wird,
• - bei einer ungeraden Anzahl von Leitern sind die Antennen- Kreuzspulen (9) oberhalb eines zwischen zwei Leitern (12 und 14) sich befindenden Leiters (13), vorzugsweise oberhalb des mittleren Leiters, fahrzeugseitig angeordnet und auf diesen Teil des Magnetwechselfeldes (5′) derart ausgerichtet, daß die Vertikalkomponente (H_y) der Feldstärke (H) des Magnet­ wechselfeldes (5′) bei richtiger Querposition des Fahrzeuges (1) relativ zur Fahrbahnmitte (15) zu Null wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer eisen-armierten Betonfahrbahn (2, 2′) mit in einem bestimmten, regelmäßigem Querabstand (t) in Fahrbahnlängsrichtung verlaufenden Armierungseisen (18, 18′) die spurbestimmenden Lei­ ter einen Querabstand (a) aufweisen, der einem ganzzahligen Viel­ fachen, vorzugsweise dem Zweifachen des Querabstandes (t) der Ar­ mierungseisen (18, 18′) mit einer Genauigkeit von ± 20%, vor­ zugsweise weniger als ± 10% des regelmäßigen Querabstandes (t) der Armierungseisen (18, 18′), entspricht.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Abstand (a) der Leiter (3, 4 bzw. 12, 13, 14) etwa 2 bis 80 cm, vorzugsweise etwa 20 bis 40 cm beträgt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer eisen-armierten Betonfahrbahn (2, 2′) die in Fahr­ bahnlängsrichtung verlaufenden Armierungseisen (18, 18′) - unge­ achtet eines etwaigen Querversatzes der Armierungsmatten (17) an quer verlaufenden Dehnungsfugen der Fahrbahn (2, 2′) - entlang der gesamten Längserstreckung der durch die Leiter (3, 4; 12, 13, 14) bewirkten Spurführung einen bestimmten, gleichbleibenden Quer­ abstand (t) aufweisen.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Leiter (3, 4 bzw. 12, 13, 14) jeweils in eine in die Fahrbahnoberfläche (2) eingeschliffene oder -gefräste Nut (16) eingelassen ist und daß die Nuten (16) in Abhängigkeit von den örtlich gegebenen, fahrbahnseitig verursachten und zuvor meß­ technisch entlang der gesamten Strecke erfaßten Störungen des Magnetwechselfeldes (5, 5′) - abweichend vom geradlinigen Verlauf - in einer die störungsbedingten Magnetfeldverzerrungen kompen­ sierenden Weise verlaufen.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Leiter (12, 13, 14) nur auf einem solchen Teil­ bereich der spurgebenden Fahrbahn (2) verlegt sind, in dem das Magnetwechselfeld (5, 5′) besonders stark gestört ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall von mehr als zwei parallel zueinander verlaufenden Leitern (12, 13, 14) diese äqidistant zueinander (Abstand a) an­ geordnet sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall von mehr als zwei Leitern die den einzelnen Leitern (12, 13, 14) zugeordneten Ströme - vom einen äußersten bis zum anderen äußersten Leiter fortschreitend - sich etwa wertmäßig zueinander verhalten wie die in den folgenden Reihen angegeben Zahlen: