DE60205895T2

DE60205895T2 - Vorrichtung und verfahren mit permanentmagneten zur übertragung von informationen an fahrzeuge

Info

Publication number: DE60205895T2
Application number: DE60205895T
Authority: DE
Inventors: Sandor Hedl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2022-04-27
Also published as: WO2002089090A1; ES2248543T3; DE60205895D1; EP1395967B1; ATE303644T1; HU0101720D0; HU224667B1; EP1395967A1; HUP0101720A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgeben einer binär codierten, in der Zeit konstanten Information an auf Verkehrswegen sich bewegende Fahrzeuge, wobei permanente Magneteinsätze, die in vorbestimmten Positionen angeordnet und in den festen Fahrbahnbelag eingebettet sind, vorgesehen sind und die Fahrzeuge mit induktiven Detektoren ausgestattet sind, die sich an einem Strukturteil befinden, das innerhalb eines gewissen Wirkungsabstands über die Magnete verläuft, und die Ausgangssignale der induktiven Detektoren, die zeitlich variieren, von einer Bearbeitungseinheit bearbeitet werden, die binäre Codereihen bearbeitet, und die decodierte Information angezeigt und/oder zur automatischen Aktivierung einer bestimmten Operationseinheit verwendet wird.
Die Erfindung betrifft ferner permanente Magneteinsätze zur Verwendung des Verfahrens.
Es gibt mehrere bekannte Vorschläge, bei denen ein Versuch unternommen wird, zu ermöglichen, dass Signale oder Informationsstücke teilweise zum Fahrer eines Fahrzeugs, teilweise zu verschiedenen Einheiten übertragen werden, die irgendwie Beziehungen zum Verkehr haben und automatisch während des Transports aktiv werden. Diese Einheit kann beispielsweise ein Instrument oder ein Dispatchersystem sein, das die Position eines Fahrzeugs anzeigt, aber auch ein Einstellsystem, das die technischen Parameter von Fahrzeugen (z. B. Stoßdämpfung) gemäß bestimmten Straßenbedingungen automatisch festlegt, ferner kann in dieser Weise das Markieren von öffentlichen Einrichtungen unter der Straße verwirklicht sein.
Ein Lösungsweg besteht darin, dass aktive Signalisierungselemente verwendet werden. Ein Kanal für einen Informationsfluss wird derart erzeugt, dass Signale von Sendern gesandt werden, die entlang des Verkehrsweges liegen, und von Empfängern empfangen werden, die sich an einem Fahrzeug befinden. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass der Sender eine Energiequelle benötigt und er leicht beschädigt werden kann.
Ein weiterer Lösungsweg besteht darin, dass passive Signalisierungselemente verwendet werden. Die ungarische Patentanmeldung HU 219 078 beschreibt eine Ausführungsform, in der passive Signalisierungselemente verwendet werden, um den Ort einer bevorstehenden Gefahr mitzuteilen. Vorzugsweise sind in der Nähe des zu markierenden Orts Permanentmagnete in Löchern angeordnet, die in den Verkehrsweg gebohrt sind, und beim Überfahren derselben erfasst ein Detektor, der sich am Fahrzeug befindet, das Magnetfeld von den Magneten, wenn er die Magnetkraftlinien schneidet. Im Fall einer Vielzahl von Magneten kann deren Position relativ zueinander eine zusätzliche Information übermitteln, die vom Detektor interpretiert werden kann, oder diese Information kann zu einer zuverlässigeren Erkennung der Warnung beitragen. Ein kritischer Punkt ist die Wirkungsreichweite des Detektors, d. h. der maximale Abstand zwischen dem Magnet und dem Detektor, wenn der letztere immer noch den Magnet erkennen kann. Wenn die Form der Magneteinsätze, die sich im Verkehrsweg in den gebohrten Löchern befinden, gerade oder zylindrisch ist, dann liegt die Wirkungsreichweite typischerweise zwischen 0,3 und 0,4 m aufgrund der ungünstigen Orientierung der Magnetkraftlinien, in welchem Fall die Detektoren am niedrigstmöglichen Punkt des Fahrzeugs angeordnet sein müssen. Außerdem muss die exakte Durchgangslinie bestimmt werden oder mehr Reihen von Magneten müssen senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnet werden, um die erforderliche Breite der Straße wirksam abzudecken. Im Fall von längeren Stabmagneten, die horizontal angeordnet sind, kann die Wirkungsreichweite verbessert werden, der Fahrbahnbelag, dessen Aufbrechen erforderlich ist, wird jedoch signifikant vergrößert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen permanenten Magneteinsatz mit einer erhöhten Wirkungsreichweite, der leicht angeordnet und wirtschaftlich hergestellt werden kann; und ein Verfahren zum Anordnen des permanenten Magneteinsatzes für das vorstehend erwähnte magnetische Signalisierungssystem zu schaffen.
Es wurde festgestellt, dass, wenn gebogene, stabförmige Magnetelemente als permanente Magneteinsätze verwendet werden, die Bildung von Kraftlinien vorteilhafter ist und die Wirkungsreichweite zwischen 0,6 und 0,8 m liegen kann, d. h. sie kann ohne signifikante Kostensteigerung verdoppelt werden. Wenn der permanente Magneteinsatz relativ lang ist, dann kann der Mittelteil von diesem aus einem Weicheisenmaterial mit hoher Leitfähigkeit für Magnetkraftlinien hergestellt werden. Ein weiterer signifikanter Vorteil für die bogenförmige Ausbildung des Magneteinsatzes liegt in der Technologie für die Anordnung, da es zufriedenstellend ist, nur "Schlitze", die wie ein Kreissegment geformt sind, durch eine Straßenschneidscheibe in den festen Fahrbahnbelag zu schneiden, was leicht und schnell mittels einer im Allgemeinen verwendeten Vorrichtung durchgeführt werden kann, und die permanenten Magneteinsätze in diese Schlitze eingesetzt werden können. Die Befestigung kann durch Bedecken der Schlitze mit Asphalt oder einem ähnlichen Material, das in seinem heißen Zustand leicht zu formen ist, durchgeführt werden.
In dem im Einleitungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung erwähnten Verfahren werden gebogene, stabförmige magnetische Elemente als permanenter Magneteinsatz verwendet, deren Dicke senkrecht zu einer Ebene, die durch den Biegungsradius definiert ist, geringer ist als die Breite der gebogenen, stabförmigen magnetischen Elemente in der Ebene; und senkrecht zur gewöhnlichen Fahrtrichtung von Fahrzeugen werden Taschen im festen Fahrbahnbelag, deren Querschnitt zu einem Kreissegment ähnlich ist, unter Verwendung einer Schneidscheibe ausgebildet, die um eine horizontale Achse gedreht wird, die Taschen werden in einer vorgegebenen Weise relativ zueinander angeordnet und die magnetischen Elemente werden in diesen Taschen so angeordnet und befestigt, dass ihre konkave Seite nach oben weist.
Der stabförmige permanente Magneteinsatz gemäß der Erfindung mit den zwei Endteilen mit einer N-S magnetischen Polarität ist ein gebogenes, stabförmiges magnetisches Element, dessen Dicke senkrecht zu einer Ebene, die durch den Biegungsradius definiert ist, geringer ist als die Breite des gebogenen, stabförmigen magnetischen Elements in der Ebene.
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 einen permanenten Magneteinsatz gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 die Anordnung des permanenten Magneteinsatzes von 1 in einem Verkehrsweg mit einem festen Belag zeigt; und
3 die Anordnung von 2 in einem Verkehrsweg mit einem festen Belag mit einer Anzahl von Magneteinsätzen zeigt.
1 zeigt ein Beispiel eines permanenten Magneteinsatzes gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß der grundlegenden Idee der Erfindung soll ein gebogenes magnetisches Element 1 in den Verkehrsweg eingebettet werden. In 1 sind die Magnetkraftlinien zwischen den S-N-Polen im Umriss gezeichnet gezeigt. Das magnetische Element 1 ist flach und weist einen Querschnitt eines Quadrats auf und weist eine Ringsegmentform auf, wenn es von vorn betrachtet wird, und seine Dicke senkrecht zu der Ebene, die durch das Ringsegment definiert ist, ist geringer als die Breite des Ringsegments. Die dünne, flache Ausbildung des Magneteinsatzes ist hinsichtlich der Anordnung vorteilhaft, wie vorher beschrieben. An den Polen des magnetischen Elements 1 befinden sich zwei Endstücke 2, die aus einem magnetisierten ferromagnetischen Material bestehen, beispielsweise Plättchen aus Kobaltmagnet, die durch ein Mittelstück 3, das aus Weicheisen besteht, gekoppelt sind. Alternativ kann das ganze Ringsegment der Permanentmagnet selbst sein, diese Art von Ausführungsform ist jedoch teurer. Das Mittelstück 3 kann aus Weicheisenmaterial mit einem flachen, quadratischen Profil bestehen, das abgeschnitten wird, um Stücke mit vorgegebener Länge zu erhalten, die dann mittels einer Biegemaschine gebogen werden. Zum Montieren der Endstücke 2 kann eine beliebige Art von Klebstoff, der für Metall geeignet ist, verwendet werden, es muss jedoch auf die Reihenfolge der magnetischen Polarität geachtet werden. Durch Durchführen eines senkrechten Schnitts beim Schneiden des Mittelstücks 3 nach seinem Biegen weisen die zwei Enden des Ringsegments eine Abschließfläche 4 mit jeweils radialer Richtung auf. Diese Lösung ist hinsichtlich der Technologie sehr einfach. Eine verbesserte Bildung von Magnetkraftlinien sowie verbesserte ausgehende und eingehende Vorderflächen können mit einem dünneren Oberflächenmaterial, das über die Enden aufgebracht wird, erreicht werden, wenn das Schneiden in einer schrägen Richtung beim Abschneiden der Stücke in einem Winkel durchgeführt wird, der zu einer Abschließfläche 5 in sekanter Richtung nach dem Biegen führt. 2 zeigt ein Beispiel dafür.
Die Länge des Mittelstücks 3 nach dem Abschneiden kann typischerweise z. B. 0,25 m sein und der Biegeradius kann 0,4 m sein. Das Biegen wird kantenwärts des flachen Weicheisenmaterials durchgeführt.
Das Anordnen der permanenten Magneteinsätze gemäß der vorliegenden Erfindung kann einfach und schnell durchgeführt werden, da nur kleine Teile des Fahrbahnbelags aufgebrochen werden müssen und wieder mit Asphalt bedeckt werden müssen. In dem festen Fahrbahnbelag werden Taschen 6 mit einem Kreissegmentquerschnitt durch eine Schneidscheibe ausgebildet. Während des Schneidens muss die angetriebene Schneidscheibe derart gehalten werden, dass ihre Drehachse horizontal und zur gewöhnlichen Fahrtrichtung der Fahrzeuge senkrecht sein sollte. Mehrere Taschen 6 werden in einer gegebenen Anordnung relativ zueinander geschnitten, so dass die Taschen 6, deren Längsquerschnitt einen Kreissegmentquerschnitt aufweist, der Länge nach in einer Linie parallel zu einer Linie der gewöhnlichen Fahrtrichtung der Fahrzeuge angeordnet werden sollte. Die Taschen 6 können auch in mehreren parallelen Linien ausgebildet werden, von denen jede einer Linie der gewöhnlichen Fahrtrichtung der Fahrzeuge entspricht, wie in 2 zu sehen ist.
Die Anordnung wird derart durchgeführt, dass der Detektor, der an den Fahrzeugen angebracht ist, die darüber fahren, die Zeiträume vergleichen kann, die zwischen Schnitten der Spitzen von einzelnen Magnetkraftlinien abgelaufen sind.
Es ist am wahrscheinlichsten, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs während der Durchfahrt als im Wesentlichen stabil betrachtet werden kann, so dass die Zeiträume zwischen erfassten Spitzen, die sich als Funktion der Geschwindigkeit in der Verkehrsrichtung ändern, gemäß der Geometrie des Orts in derselben Weise wie die Abstände 8, 9 von 3 zueinander proportional sind.
Die permanenten Magneteinsätze, d. h. magnetischen Elemente 1, werden in diese Taschen 6 so eingesetzt und in diesen befestigt, dass ihre konkave Seite nach oben weist. Die Befestigung kann unter Verwendung einer beliebigen Art von bekanntem Material für Straßen reparaturen, das in seinem heißen Zustand leicht zu formen ist, derart durchgeführt werden, dass die Taschen mit diesem Material bis zur Höhe der Oberflächenebene des festen Fahrbahnbelags 7 gefüllt werden.
Vorzugsweise werden die magnetischen Elemente 1 in den Taschen 6 derart angeordnet, dass die Richtung ihrer magnetischen Polarisation dieselbe wäre, die hinsichtlich der wirksamen Erfassung vorteilhaft ist. Es ist auch bevorzugt, die Richtung am nächsten zur Richtung der natürlichen magnetischen Polarisation der Erde zu wählen (W-S-Richtung), da die Masse von Eisen in den Fahrzeugen, die in derselben Richtung fahren, die angeordneten permanenten Magneteinsätze automatisch in der W-S-Richtung polarisieren würden.
In 2 sind die Tasche 6 und einer der angeordneten permanenten Magneteinsätze in der Schichtstruktur einer typischen öffentlichen Straße eingebettet zu sehen. Die Schichtstruktur umfasst eine Verschleißoberfläche 11 mit einer Dicke von 1–4 cm, eine Asphaltbinderschicht 12 und einen Kiesballast 13. Wenn permanente Magneteinsätze in einem neuen Verkehrsweg angeordnet werden, besteht überhaupt kein Bedarf, die Verschleißoberfläche 11 aufzubrechen, da die Verschleißoberfläche über die Abschließoberfläche 5 der angeordneten magnetischen Elemente 1 gelegt werden kann, die als Endstufe der Bautechnologie in dieselbe Höhe gebracht werden. In anderen Fällen stören die Schnitte, deren Richtung der Fahrtrichtung entspricht, nicht und unterliegen überhaupt keinem erhöhten Verschleiß.
Induktionsspulen der magnetischen Erfassungsdetektoren können an der Karosserie oder in der Stoßstange der Fahrzeuge, die entlang einer Straße fahren, oder in einer wahlweisen zusätzlichen Vorrichtung, die mit dem Fahrzeug verbunden ist, angeordnet werden, oder im Fall von Personenwagen könnten sie sich ebenso Fahrgastraum befinden, und die Ausgangssignale der Induktionsdetektoren, die sich mit der Zeit verändern, können zu einer geeigneten decodierenden Bearbeitungseinheit übertragen werden. Die Entwicklung dieser Einheit fällt nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung. Im Allgemeinen kann gesagt werden, dass die Bearbeitungseinheit eine binäre Kodereihe aus den Signalen des Detektors erzeugen sollte und die decodierte Information anzeigen und/oder sie zur automatischen Aktivierung einer gewissen Operationseinheit verwendbar machen sollte.

Claims

Verfahren zum Ausgeben von binär kodierter, in der Zeit konstanter Information für an Verkehrswegen sich bewegende Fahrzeuge, bei welchem in einer gegebenen Anordnung im festen Fahrbahnbelag eingebettete permanente Magneteinsätze verwendet werden; und an den Verkehrsmitteln, an einem oberhalb der Magneten, von den Magneten in einem gegebenen Wirkungsabstand fahrenden Strukturteil deren induktive Detektoren angebracht sind, die in der Zeit sich verändernde Ausgangssignale der induktiven Detektoren von einer die binäre Kodereihe dekodierende Bearbeitungseinheit bearbeitet werden, und die dekodierte Information angezeigt und/oder für die automatische Aktivierung einer gegebenen Operationseinheit angewendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass als permanenter Magneteinsatz gebogene stabförmige magnetische Elemente angewendet werden, deren die an die durch das Biegungsradius bestimmte Ebene perpendikuläre Dicke kleiner als das sich in der genannten Ebene befindende Breitenmaß der gebogenen stabförmigen magnetischen Elemente; ferner kreissegmentförmige Taschen in einer zueinander vorbestimmten Anordnung, mittels einer an die gewöhnliche Fahrtrichtung der Verkehrsmittel perpendikulären und um eine waagrechte Achse gedrehten Schneidescheibe im festen Fahrbahnbelag des Weges ausgestaltet werden, und die magnetische Elemente in diesen Taschen mit ihrer konkaven Seite oben untergebracht und befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Operationseinheit ein Sender verwendet wird, welcher ein Signal in ein Dispatcherzentrum durchgibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Operationseinheit ein Zähler verwendet wird, welcher mit einem gegebenen Kode fortgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Operationseinheit ein an eine Gefahrquelle aufmerksam machendes akustisches oder visuelles Mittel verwendet wird, welcher bei seiner Aktivierung ein Merkzeichen dem Fahrer abgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in ihrem Längsschnitt einen kreissegmentförmigen Querschnitt habende Taschen in den festen Fahrbahnbelag eingeschnitten werden und die genannten Taschen an einer mit der gewöhnlichen Fahrtrichtung der Fahrzeuge gleichlaufenden Geraden angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in Längsrichtung an einer Geraden befindenden Taschen in verschiedenen, einem binären Kode entsprechenden Abständen voneinander angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in ihrem Längsschnitt einen kreissegmentförmigen Querschnitt habende Taschen in den festen Fahrbahnbelag eingeschnitten werden und die genannten Taschen in Längsrichtung an mehreren parallelen, mit der gewöhnlichen Fahrtrichtung der Fahrzeuge gleichlaufenden Geraden angebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die sich in Längsrichtung an mehreren Geraden angeordneten Taschen durch verschiedene, einem binären Kode entsprechende Abstände voneinander getrennt werden, und zwar bei den verschiedenen parallelen Geraden durch verschiedene Abstände, die dem gegebenen binären Kode entsprechen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als permanente Magneteinsätze dienenden magnetischen Elemente in den Taschen in gleicher magnetischer Polarisierungsrichtung angebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die als permanente Magneteinsätze dienenden magnetischen Elemente in den Taschen in einer zu der magnetischen Polarisierungsrichtung der Erde näheren Polarisierungsrichtung angebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Taschen mit ihrer konkaven Seite oben eingesetzten magnetischen Elemente unter der Ebene der Oberfläche des festen Fahrbahnbelags untergebracht werden, und die Taschen mit einem in warmem Zustand gut verformbaren Material bis zur Ebene der Oberfläche des festen Fahrbahnbelags ausgegossen werden.
Permanenter Magneteinsatz zur Verwirklichung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit zwei Endteilen, die eine N-S magnetische Polarisierung haben, dadurch gekennzeichnet, dass der Magneteinsatz durch ein gebogenes stabförmiges flaches magnetisches Element (1) mit Kreisringsegmentform gebildet ist, beide Endteile (2) des Kreisringsegmentes aus einem magnetisierten ferromagnetischen Material bestehen, und beide Endteile (2) mittels eines aus einem Weicheisenmaterial gefertigten Mittelteil (3) miteinander verbunden sind.
Permanenter Magneteinsatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ferromagnetischen Endteile (2) des Kreisringsegmentes und das aus einem Weicheisenmaterial gefertigte Mittelteil (3) miteinander durch einen für das Kleben von Metallen geeigneten Klebstoff verbunden sind.
Permanenter Magneteinsatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das flache Kreisringsegment mit zwei Endteilen versehen ist, die je eine Abschließfläche (4) radialer Richtung haben.
Permanenter Magneteinsatz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das flache Kreisringsegment mit zwei Endteilen versehen ist, die je eine Abschließfläche (4) sekanter Richtung haben.
Permanenter Magneteinsatz nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden aus ferromagnetischem Material bestehenden Endteile (2) des Kreisringsegmentes durch je ein die Abschließfläche (4, 5) bildendes Plättchen gebildet sind, das an das aus Weicheisenmaterial gefertigte und mit parallelen Endflächen versehene Mittelteil (3) geklebt ist.