EP0425977A2 - Induction loop - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Induktionsschleife für den Einbau in oder unter Straßendecken zur automatischen Betätigung von Schaltanlagen, bestehend aus einer oder mehreren Windungen aus einem elektrisch leitfähigen Material.The present invention relates to an induction loop for installation in or under road surfaces for the automatic actuation of switchgear, consisting of one or more turns of an electrically conductive material.
Derartige Induktionsschleifen finden im Straßenverkehr und generell bei automatisch zu steuernden elektrischen Schaltanlagen vielfach Verwendung. Sie dienen beispielsweise dazu, Ampeln automatisch zu schalten, sobald ein Fahrzeug über die Indukti onsschleife hinwegfährt und damit eine Spannungsänderung in der Schleife induziert, wobei diese Spannungsänderung von einem elektronischen Steuerschaltkreis erfaßt und in ein gewünschtes Steuersignal, beispielsweise zur Betätigung einer Ampel, einer Parkhausschranke oder dergleichen verwendet wird.Such induction loops are widely used in road traffic and generally in automatically controlled electrical switchgear. They are used, for example, to switch traffic lights automatically as soon as a vehicle has an inductor onsschleife drives away and thus induces a voltage change in the loop, this voltage change being detected by an electronic control circuit and used in a desired control signal, for example for actuating a traffic light, a parking garage barrier or the like.
Zur Installation derartiger Induktionsschleifen wird im allgemeinen die Straßendecke mit einer Trennscheibe oder einer anderen Maschine entlang einer rechteckigen Bahn aufgeschlitzt, anschließend werden eine oder mehrere Windungen eines Kabels in Form einer umlaufenden Schleife in diese Schlitze eingelegt, wobei die Enden der Schleife mit der zugehörigen Schaltanlage verbunden werden, und schließlich werden die Schlitze wieder mit dem Material der Straßendecke bzw. mit Bitumen aufgefüllt. Das Verlegen der Kabel in den in die Straße eingesägten Schlitzen ist relativ aufwendig und umständlich. Außerdem ist die Straßendecke sowohl wechselnden Witterungseinflüssen als auch der Belastung durch Fahrzeuge ausgesetzt. Dies kann zum langsamen Wandern bzw. Fließen der Straßendecke führen, wobei das Induktionsschleifenkabel erheblichen Belastungen ausgesetzt ist. So kann beispielsweise durch die langsame Fließbewegung des Straßendeckenmaterials, welches auch Steine und Rollsplitt oder anderes hartes Material enthält, die Isolation des Kabels aufgerieben werden, und im Extremfall kann das Kabel sogar reißen, wodurch die Induktionsschleife unbrauchbar wird. Durch schadhafte Isolationen können Wasser und auch aggressivere Substanzen zur schnellen Korrosion des metallischen Leiters des Kabels führen.To install such induction loops, the road surface is generally slit along a rectangular path with a cutting disc or other machine, then one or more turns of a cable in the form of a circumferential loop are inserted into these slots, the ends of the loop being connected to the associated switchgear and, finally, the slots are filled again with the material of the road surface or with bitumen. Laying the cables in the slots cut into the street is relatively complex and cumbersome. In addition, the road surface is exposed to changing weather conditions and vehicle loads. This can lead to slow walking or flowing of the road surface, whereby the induction loop cable is exposed to considerable loads. For example, the slow flow movement of the road surface material, which also contains stones and chippings or other hard material, can rub off the insulation of the cable, and in extreme cases, the cable can even tear, making the induction loop unusable. Damaged insulation can cause water and even more aggressive substances to quickly corrode the metallic conductor of the cable.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Induktionsschleife mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche sich wesentlich einfacher und schneller in Straßendecken verlegen läßt und welche außerdem erheblich widerstandsfähiger gegenüber Bewegungen der Straßen decke aufgrund von Witterungseinflüssen oder Belastungen durch Fahrzeuge ist.In contrast, the present invention has for its object to provide an induction loop with the features mentioned, which is much easier and faster to lay in road surfaces and which is also significantly more resistant to movement of the streets ceiling due to weather influences or vehicle loads.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Windungen der Induktionsschleife in ein einseitig offenes Hohlprofil eingelegt und mit einem aushärtbaren Kunststoff in dem Hohlprofil vergossen sind.This object is achieved in that the turns of the induction loop are inserted into a hollow profile open on one side and are cast in the hollow profile with a hardenable plastic.
Man erhält damit eine fertig konfektionierte Induktionsschleife, wobei das mit einem aushärtbaren Kunststoff ausgefüllte Hohlprofil einen erheblich besseren Schutz für die eingelegten Windungen aus elektrisch leitfähigem Material bietet, als normale Kabelisolationen. Außerdem können in dem Hohlprofil gleichzeitig mehrere Windungen aus elektrisch leitfähigem Material verlegt und mit dem aushärtbaren Kunststoff vergossen sein.The result is a ready-made induction loop, the hollow profile filled with a hardenable plastic offering considerably better protection for the windings made of electrically conductive material than normal cable insulation. In addition, several turns of electrically conductive material can be laid simultaneously in the hollow profile and cast with the curable plastic.
Dabei werden zweckmäßigerweise von vornherein die Enden des Hohlprofils zu einer im wesentlichen geschlossenen Schleife zusammengeführt, so daß die Windungen aus elektrisch leitfähigem Material, welche die Induktionsschleife bilden, vollständig in dem Hohlprofil verlaufen. Bevorzugt wird dabei eine Ausführungsform, bei welcher die Enden des Hohlprofils rechtwinklig zueinander angeordnet sind, wobei eines der Enden über die Fluchtlinie des anderen Endes hinausragt. Aus dem überragenden Ende des Hohlprofils können dann die beiden Enden des elektrisch leitfähigen Materials bzw. Kabels, welches die eigentliche Induktionsschleife bildet, hinausgeführt werden. Insbesondere kann sich dieses Ende gegebenenfalls in einen Bereich der Straßendecke erstrecken, in welchem nur geringe Belastungen auftreten. Vorzugsweise weist das hinausragende Ende des Hohlprofils bzw. die aus diesem herausgeführten Kabel Anschlußelemente für die Verbindung mit der zugehörigen Schaltanordnung auf.The ends of the hollow profile are expediently brought together from the outset to form a substantially closed loop, so that the turns of electrically conductive material which form the induction loop run completely in the hollow profile. An embodiment is preferred in which the ends of the hollow profile are arranged at right angles to one another, one end protruding beyond the alignment line of the other end. The two ends of the electrically conductive material or cable, which forms the actual induction loop, can then be led out of the projecting end of the hollow profile. In particular, this end can possibly extend into an area of the road surface in which only slight loads occur. The protruding end of the hollow profile or the cables led out of it preferably have connection elements for connection to the associated switching arrangement.
Zweckmäßigerweise besteht das Hohlprofil aus einem biegsamen Material, so daß es den Bewegungen der Straßendecke beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen oder wechselnden Belastungen folgen kann, ohne daß hierdurch das elektrisch leitfähige Material im Inneren des Hohlprofils nennenswerten Belastungen ausgesetzt wird.The hollow profile is expediently made of a flexible material, so that it can follow the movements of the road surface, for example, due to temperature fluctuations or changing loads, without thereby exposing the electrically conductive material inside the hollow profile to significant loads.
Weiterhin ist eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher das Hohlprofil zu einer Rechteckschleife geformt ist. Die vorhandenen elektrischen Schaltanordnungen sind im allgemeinen für ganz bestimmte Induktionsschleifen in rechteckiger Form mit einer vorgegebenen Zahl von Windungen ausgelegt. Außerdem lassen sich mit den üblicherweise verwendeten Maschinen im wesentlichen nur gerade Schnitte in Straßendecken ausführen, so daß auch aus diesem Grunde die Rechteckform der fertig konfektionierten Induktionsschleife zu bevorzugen ist. In vorteilhafter Weise erreicht man hierdurch auch, daß die Eigenschaften verschiedener Induktionsschleifen weitgehend identisch sind, da sie in Serienproduktion vorgefertigt werden können. Die Einschnitte in die Straßendecke müssen dann den Maßen der vorgefertigten Induktionsschleife angepaßt werden, so daß es in diesem Bereich nicht mehr zu Fehlern bei der Auslegung der Induktionsschleife kommen kann. Nach den bisher üblichen Verfahren wurde jede Induktionsschleife individuell hergestellt, so daß Meßfehler für die Lage der Schlitze ebensowenig bemerkt oder korrigiert wurden, wie eine falsche Zahl von Windungen, was mit einer vorgefertigten Rechteckschleife gemäß der vorliegenden Erfindung nicht mehr geschehen kann.Furthermore, an embodiment of the invention is preferred in which the hollow profile is shaped into a rectangular loop. The existing electrical switching arrangements are generally designed for very specific induction loops in a rectangular shape with a predetermined number of turns. In addition, essentially only straight cuts can be made in road surfaces with the machines usually used, so that for this reason too, the rectangular shape of the ready-made induction loop is to be preferred. In this way it is also advantageously achieved that the properties of different induction loops are largely identical, since they can be prefabricated in series production. The cuts in the road surface must then be adapted to the dimensions of the prefabricated induction loop, so that errors in the design of the induction loop can no longer occur in this area. Each induction loop was manufactured individually according to the previously customary methods, so that measurement errors for the position of the slots were not noticed or corrected any more than an incorrect number of turns, which can no longer be done with a prefabricated rectangular loop according to the present invention.
Die Maße dieses Rechteckformats können schon bei der Herstellung der Induktionsschleifen dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden. Für Parkhäuser ist beispielsweise ein Maß von 1,5 m x 0,9 m für derartige Induktionsschleifen üblich. An Ampelanlagen können auch Induktionsschleifen von mehreren Metern Breite und von beispielsweise 2 m Länge vorgesehen sein. Die Induktionschleifen können auch wesentlich kleiner sein, wobei für eine ausreichende Empfindlichkeit gegebenenfalls die Zahl der Windungen erhöht werden muß.The dimensions of this rectangular format can already be adapted to the respective intended use during the manufacture of the induction loops. For parking garages, for example, a size of 1.5 mx 0.9 m is common for such induction loops. Induction loops several meters wide and can also be used on traffic lights be provided, for example, 2 m in length. The induction loops can also be significantly smaller, the number of turns possibly having to be increased for sufficient sensitivity.
Dabei kann ein solches vorgefertigtes Rechteckprofil auch zusätzliche Eckenverstärkungen aufweisen, die beispielsweise aus einem weiteren Hohlprofil aus einem härteren und festeren Material bestehen, z. B. aus Gußmaterial, welches das erste Hohlprofil in den Eckbereichen umgreift.Such a prefabricated rectangular profile can also have additional corner reinforcements, which for example consist of a further hollow profile made of a harder and firmer material, e.g. B. of cast material, which engages around the first hollow profile in the corner areas.
Zur Stabilisierung derartiger Schleifen während des Transportes oder auch während des Verlegens, können zusätzliche Querstreben an der Rechteckschleife vorgesehen werden.To stabilize such loops during transport or during laying, additional cross struts can be provided on the rectangular loop.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Hohlprofil im Querschnitt rechteckig, d.h. es besteht aus einem an einer Seite offenen, im Querschnitt rechteckigen Strang mit einem Boden und zwei Seitenwänden.In the preferred embodiment of the invention, the hollow profile is rectangular in cross-section, i.e. it consists of a strand that is open on one side and rectangular in cross section with a base and two side walls.
PVC hat sich hierbei als geeignetes Material für ein solches Hohlprofil erwiesen.PVC has proven to be a suitable material for such a hollow profile.
Gemäß einer anderen besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung kann das Hohlprofil jedoch auch einfach ein in Längsrichtung aufgeschlitzter Schlauch sein, in welchen die Kabel eingelegt und anschließend vergossen werden, nachdem der Schlauch in die gewünschte Schleifenform gelegt worden ist.According to another particularly simple embodiment of the invention, however, the hollow profile can also simply be a hose slit in the longitudinal direction, in which the cables are inserted and then cast after the hose has been placed in the desired loop shape.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
- Fig. 1 eine fertig konfektionierte Induktionsschleife und
- Fig. 2 einen Querschnitt durch die Induktionsschleife nach Fig. 1 entlang der Linie II-II in Fig. 1.
- Fig. 1 is a ready-made induction loop and
- FIG. 2 shows a cross section through the induction loop according to FIG. 1 along the line II-II in FIG. 1.
Wie man aus den Figuren erkennt, besteht die rechteckige Induktionsschleife 4 mit der Breite B und der Länge L aus einem im Querschnitt rechteckigen Hohlprofil aus PVC, welches an seiner Oberseite offen ist. In dem dargestellten Beispiel sind fünf Windungen 2 aus elektrisch leitfähigem Material, für welches üblicherweise isolierte Kupferleitungen verwendet werden, in das Hohlprofil eingelegt und mit einem aushärtbaren Kunststoff 3 vergossen. Die Windungen 2 können entweder auf dem Boden des Hohlprofils und aufeinander aufliegen, jedoch kann auch zunächst ein Teil des Hohlprofils ausgegossen und die Windungen 2 nach und nach während des Ausgießens eingelegt werden. Nach einem anderen Herstellungsverfahren kann man auch die Windungen durch Platzhalter, beispielsweise Lochscheiben geeigneter Form, in der in Fig. 2 dargestellten Position halten und dann insgesamt mit einem aushärtbaren Kunststoffmaterial, z.B. einem Zweikomponentenkleber, vergießen.As can be seen from the figures, the rectangular induction loop 4 with the width B and the length L consists of a hollow profile made of PVC with a rectangular cross section, which is open at the top. In the example shown, five
Bei der in Fig. 1 dargestellten Induktionsschleife 4 ist das eine Ende 5′ des Hohlprofils 1 seitlich an das andere Ende 5 herangeführt, welches die Fluchtlinie des Endes 5′ überragt. Es versteht sich, daß das Hohlprofil im Bereich des Endes 5, dort, wo das Ende 5′ seitlich anstößt, an der Seite aufgeschnitten ist, um die Windungen 2 des einzulegenden Kabels dort hindurchführen zu können.In the induction loop 4 shown in Fig. 1, one end 5 'of the hollow profile 1 is brought laterally to the
Die freien Enden der Windungen 2 werden dann gemeinsam aus dem überstehenden Ende 5 des Hohlprofils 1 herausgeführt und sind gegebenenfalls mit hier nur schematisch dargestellten Anschlußelementen 6 für die Verbindung mit einer Schaltanordnung versehen. Bei den Verbindungselementen 6 kann es sich um isolierte Steckverbindungen, Löt- oder Crimpanschlüsse oder dergleichen handeln. Im Bereich der Ecken der Induktionsschleife 4 können zusätzliche, das Hohlprofil umgreifende Eckenverstärkungen vorgesehen sein, die jedoch hier nicht dargestellt sind.The free ends of the
Außerdem können quer über den von der Schleife 4 eingeschlossenen Bereich verlaufende Stabilisierungsträger für die Schleife 4 vorgesehen sein, die ebenfalls hier nicht dargestellt sind.In addition, stabilizing supports for the loop 4, which are also not shown here, can be provided running across the area enclosed by the loop 4.
Das Material des Hohlprofils 1 ebenso wie auch des aushärtbaren Kunststoffes 3 wird vorzugsweise so gewählt, daß es wasser- und säurefest ist. Diese Materialien können und sollten auch im begrenzten Umfang elastisch sein, ohne jedoch soweit nachzugeben, daß die Gefahr des Reißens der eingelegten Windungen 2 besteht.The material of the hollow profile 1 as well as the
Aufgrund der fertigen Serienkonfektionierung der Induktionsschleifen lassen sich diese wesentlich einfacher und billiger herstellen und in Straßendecken verlegen als die bisher bekannten Induktionsschleifen.Due to the finished series production of the induction loops, they can be manufactured much more easily and cheaply and can be installed in road surfaces than the previously known induction loops.
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