EP3941797A1 - Schienensystem mit schiene, codiersystem und entlang der schiene bewegbarem mobilteil und verfahren zum betreiben eines schienensystems - Google Patents

Schienensystem mit schiene, codiersystem und entlang der schiene bewegbarem mobilteil und verfahren zum betreiben eines schienensystems

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EP3941797A1
EP3941797A1 EP20706942.8A EP20706942A EP3941797A1 EP 3941797 A1 EP3941797 A1 EP 3941797A1 EP 20706942 A EP20706942 A EP 20706942A EP 3941797 A1 EP3941797 A1 EP 3941797A1
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EP
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rail
sensor
distance
segment
coding
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EP20706942.8A
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EP3941797B1 (de
Inventor
Andreas Maier
Mario EPP
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/026—Relative localisation, e.g. using odometer

Definitions

  • Rail system with rail, coding system and mobile part that can be moved along the rail and method for operating a rail system
  • the invention relates to a rail system with a rail, a coding system and a mobile part that can be moved along the rail, and to a method for operating a rail system.
  • a mobile part can be implemented as a rail vehicle and can reach various rail positions in a rail system. It is also known that rails are profile parts, that is, have a constant cross section that cannot be changed in the direction of the rails.
  • a system with a moving body is known from DE 60 2005 002 386 T2.
  • the invention is therefore based on the object of simply and reliably determining a rail position.
  • the object is achieved in the rail system according to the features specified in claim 1 and in the method in the features specified in claim 13.
  • the coding system has segments arranged one behind the other in the direction of the rail, which are fastened to the rail, in particular screwed, wherein the mobile part has a sensor for determining the distance between the sensor and the segment of the coding system that is closest to the sensor, each segment having a coding area and a detection area.
  • the rail can be produced as a profile part, that is to say with a constant invariable cross section in the rail direction, and the rail position can nevertheless be determined by a distance measurement in the direction of the rail because the segments in
  • Rail direction have a variable height and / or wall thickness.
  • the segments on the rails are in an area outside the running surface of the wheels of the
  • Detection area of the segment a position on the segment can be uniquely assigned to each measured distance.
  • the coding area by determining the changes in distance when the sensor traverses the coding area, the coding and thus identification information that is uniquely assigned to the segment can be determined.
  • a rail position is stored for each piece of identification information in a list in the memory of an evaluation unit.
  • an absolute rail position of the mobile part can be determined.
  • the rail has a running surface on which a wheel of the mobile part can be rolled, the segment being spaced from the running surface.
  • the surface of the detection area of the respective segment is on a straight line that is aligned parallel to the rail direction and intersects the sensor, has a particularly shortest distance that decreases monotonically in the rail direction, in particular proportional to the rail length and / or to the coding area of the Segment-related distance decreases.
  • a rail position can be uniquely assigned to the distance in the detection area.
  • the rail is a profile part, in particular
  • the distance from the sensor is determined recurring over time and the sensor is connected to an evaluation unit via a data transmission channel to forward the values of the distance recorded by the sensor, the evaluation unit being used as a means for determining the rail position of the sensor and / or the mobile part acts.
  • the evaluation unit can be arranged on the mobile part or stationary. In the latter case, however, a
  • each segment is assigned a coding area, in particular for the individual identification of the segment in the rail system.
  • identification information can be assigned to each segment.
  • the coding region has a height profile which has regions in succession in the rail direction, in particular adjacent regions, the smallest distance of which from the straight line in the rail direction has successively different discrete values.
  • Identification information can be coded by means of the height profile of the segment.
  • the areas in the rail direction are preferably of the same length, so in particular each area has the length A / N, where A is the length of the coding area in the rail direction, where N is the number of areas of the coding area.
  • the magnitude of the difference between the shortest distances measured in relation to the straight line between two areas that are closest to each other is less than m * A / N, where A is the length of the coding area in the direction of the rail,
  • N is the number of areas of the coding area
  • m is the gradient of the segment in the detection area, i.e. the amount of the quotient from the change in distance in relation to the straight line and the length of the detection area measured in the direction of the rail.
  • the senor detects the distance recurring in time with such a repetition rate and the speed of the mobile part is limited in such a way that the amount of change in distance related to the straight line within the coding area is much greater than in the remaining detection area of the segment.
  • the generated by the sensor is evaluated
  • Sensor signal that is, the distance values detected by the sensor, determines the change in the distance values, in particular where the sensor is the distance to the closest to the sensor
  • the segment is determined in a periodically recurring manner, in particular, and the associated change amount is determined when the detected distance value changes.
  • Coding area is distinguishable.
  • an odometric system for detecting the rail position of the mobile part is also provided, in particular with a running wheel rolling on the or another running surface.
  • the advantage here is that the reliability of the determination of the rail position can be increased.
  • Important features of the method for operating a rail system are that when the mobile part is moved, in a first method step the segment is identified from the distance values determined in the coding area, in particular from the changes in the distance values determined in the coding area, and an associated segment is identified from a memory
  • the distance to the coding area of the segment is determined from the distance determined by the sensor in the detection area and from the distance and the rail position assigned to the segment
  • the advantage here is that a simple and reliable determination of the rail position can be carried out. Because the segment is mechanically robust and therefore stable against environmental influences.
  • the rail position assigned to the segment can be determined in the coding area and the position of the mobile part relative to a point on the segment can be determined in the detection area.
  • the rail position of the mobile part is also determined odometrically.
  • the advantage here is that the security of the position determination can be improved. Further advantages result from the subclaims.
  • the invention is not restricted to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art, there are further sensible possible combinations of claims and / or individual claims
  • the rail system has a rail and a mobile part designed as a rail vehicle and movable along the rail.
  • the mobile part has wheels that roll on a running surface of the rail.
  • the rail is made as a profile part, in particular an extruded profile part.
  • the rail thus has a cross section that is independent of the rail position, in particular that is always the same in the rail direction.
  • a sensor 1 is attached to the mobile part and functions as a distance measuring device in that it determines the distance between sensor 1 and a coding system attached to the rail.
  • the coding system is attached to the rail outside the running surface, in particular screwed on by means of screws.
  • the coding system consists of preferably metallic segments, which in
  • Rail direction are arranged one behind the other, in particular each touching one another or regularly spaced from one another.
  • Each segment has the length X and has a coding area, in particular the coding area having the length A, where A is smaller than X.
  • a detection area 3 in which the wall thickness of the segment in the rail direction increases proportionally to the rail length, in particular the distance to the coding area 2 of the respective segment. This increase, which is proportional to the length of the rail, i.e. the decrease in the distance to a through the sensor 1
  • the wall thickness is the thickness of the segment, which is measured perpendicular to the rail direction, in particular in the direction of the sensor 1, in particular in the direction of that straight line which runs through the sensor 1 perpendicular to the rail direction.
  • the coding area 2 has a height profile, that is to say a profile of the wall thickness seen in the rail direction, which has different discrete values one after the other in the rail direction.
  • the coding area 2 has the length A in the direction of the rail and contains N plateaus, that is to say codes N discrete distance values.
  • the plateaus are preferably of the same length in the direction of the rails, so in particular each of the plateaus has the length A / N.
  • the coding is preferably carried out in such a way that the difference between two next adjacent plateaus is smaller than m * A / N.
  • the coding area 2 is clearly recognizable together with the sensor 1. This is because the change per rail length is much greater within the coding area 2 than in the rest of the detection area 3 of the segment.
  • the evaluation of the sensor signal generated by the sensor takes place by determining the change in the distance values.
  • the sensor 1 detects the distance to the segment closest to the sensor 1 in a regularly recurring manner. If the detected distance value changes in the process, the associated change amount is determined.
  • the amount of change can be used to determine whether the
  • Coding area 12 or the detection area 3 is detected by the sensor 1.
  • a coding area 2 is assigned to each segment.
  • the coding area 2 is first passed over for each segment and the segment can thus be individually identified. Then the distance between sensor 1 and the segment is determined in the detection area and the distance value determined in this way
  • an odometric sensor is additionally provided on the mobile part, which preferably has a running wheel rolling on the rail, the angular position of which can be used as an odometrically determined rail position.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil und Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems, wobei das Codiersystem in Schienenrichtung hintereinander angeordnete Segmente aufweist, die an der Schiene befestigt sind, insbesondere angeschraubt sind, wobei das Mobilteil einen Sensor zur Bestimmung der Distanz zwischen dem Sensor und dem zum Sensor nächsbenachbarten Segment des Codiersystems aufweist, wobei jedes Segment einen Codierbereich und einen Erfassungsbereich aufweist.

Description

Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil und Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil und ein Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Mobilteil als Schienenfahrzeug ausführbar ist und verschiedene Schienenpositionen in einem Schienensystem erreichen kann. Außerdem ist bekannt, dass Schienen Profilteile sind, also einen in Schienenrichtung unveränderlichen konstanten Querschnitt aufweisen.
Aus der DE 21 24 089 A ist als nächstliegender Stand der Technik eine Einrichtung bei Schienenbahnen zur Informationsübertragung von der Strecke auf die Fahrzeuge bekannt.
Aus der DE 41 02 812 A ist die Einrichtung zum Feinpositionieren eines
schienengebundenen Fahrzeuges an einem vorgegebenen Haltepunkt bekannt.
Aus der DE 60 2005 002 386 T2 ist ein System mit bewegendem Körper bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schienenposition einfach und sicher zu bestimmen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Schienensystem nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren in den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil sind, dass das Codiersystem in Schienenrichtung hintereinander angeordnete Segmente aufweist, die an der Schiene befestigt sind, insbesondere angeschraubt sind, wobei das Mobilteil einen Sensor zur Bestimmung der Distanz zwischen dem Sensor und dem zum Sensor nächstbenachbarten Segment des Codiersystems aufweist, wobei jedes Segment einen Codierbereich und einen Erfassungsbereich aufweist.
Von Vorteil ist dabei, dass die Schiene als Profilteil, also mit in Schienenrichtung konstantem unveränderlichem Querschnitt herstellbar ist und trotzdem die Schienenposition durch eine Distanzmessung in Richtung auf die Schiene bestimmbar ist, weil die Segmente in
Schienenrichtung eine veränderliche Höhe und/oder Wandstärke aufweisen. Somit sind die Segmente an die Schienen in einem Bereich außerhalb der Lauffläche der Räder des
Mobilteils befestigbar und geben einen Maßstab für Distanz. Da die Höhe des Segments mit proportional zur Schienenposition, insbesondere also linear, anwächst, ist im
Erfassungsbereich des Segments jeder gemessenen Distanz eine Position an dem Segment eineindeutig zuordenbar. Im Codierbereich ist durch die Bestimmung der Distanzänderungen beim Durchfahren des Codierbereichs mit dem Sensor die Codierung und somit eine zum Segment eineindeutig zugeordnete Identifikationsinformation bestimmbar. In einer Liste im Speicher einer Auswerteeinheit ist zu jeder Identifikationsinformation eine Schienenposition hinterlegt. Somit ist aus der Identifizierung des Segments und der nachfolgenden
Distanzmessung im Erfassungsbereich des Segments eine absolute Schienenposition des Mobilteils bestimmbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schiene eine Lauffläche auf, auf welcher ein Rad des Mobilteils abrollbar ist, wobei das Segment beabstandet ist von der Lauffläche. Von Vorteil ist dabei, dass die Bewegung des Mobilteils ungestört von dem Segment ausführbar ist. Das Abrollverhalten ist also gleichmäßig, obwohl die hintereinander angeordneten Segmente eine ungleichmäßige Gesamtoberfläche bereitstellen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Oberfläche des Erfassungsbereichs des jeweiligen Segments zu einer Geraden, die parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet und schneidet den Sensor, eine insbesondere kürzeste Distanz aufweist, welche in Schienenrichtung monoton abnimmt, insbesondere proportional zur Schienenlänge und/oder zum auf den Codierbereich des Segments bezogenen Abstand abnimmt. Alternativ ist auch ein Zunehmen realisierbar. Von Vorteil ist dabei, dass im Erfassungsbereich der Distanz eine Schienenposition eineindeutig zuordenbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schiene als Profilteil, insbesondere
Stranggussprofilteil, ausgeführt, insbesondere wobei die Schiene mehrstückig ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht ist. Bei mehrstückiger Ausführung werden die Schienenstücke in Schienenrichtung hintereinander aneinander angeordnet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Distanz vom Sensor zeitlich wiederkehrend bestimmt und der Sensor ist zur Weiterleitung der dabei vom Sensor erfassten Werte der Distanz über einen Datenübertragungskanal mit einer Auswerteeinheit verbunden, wobei die Auswerteeinheit als Mittel zur Bestimmung der Schienenposition des Sensors und/oder des Mobilteils fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Auswerteeinheit auf dem Mobilteil oder stationär anordenbar ist. Im letztgenannten Fall muss allerdings ein
Kommunikationskanal zum Mobilteil vorgesehen werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jedem Segment ein Codierbereich, insbesondere zur individuellen Identifikation des Segments in der Schienenanlage, zugeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass jedem Segment eine Identifikationsinformation zuordenbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Codierbereich ein Höhenprofil auf, das in Schienenrichtung nacheinander, insbesondere aneinander angrenzende, Bereiche aufweist, deren jeweils kleinster Abstand zu der Geraden in Schienenrichtung nacheinander verschiedene diskrete Werte aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine
Identifikationsinformation codierbar ist mittels des Höhenprofils des Segments.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bereiche in Schienenrichtung vorzugsweise gleich lang ausgeführt, insbesondere also weist jeder Bereich die Länge A / N auf, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist, wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist. Von Vorteil ist dabei, dass die diskreten Werte bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils gleichmäßig hintereinander detektierbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Betrag des Unterschieds zwischen den zu der Geraden gemessenen kürzesten Abständen von jeweils zwei zueinander nächstbenachbarten Bereichen kleiner als m * A / N, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist,
wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist,
wobei m die Steigung des Segments im Erfassungsbereich ist, also der Betrag des Quotienten aus der auf die Gerade bezogenen Abstandsänderung und der in Schienenrichtung gemessenen Länge des Erfassungsbereichs. Von Vorteil ist dabei, dass der Codierbereich vom Erfassungsbereich des Segments durch Auswertung der Änderungen unterscheidbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor die Distanz zeitlich wederkehrend mit einer derartigen Wiederholungsrate erfasst und die Geschwindigkeit des Mobilteils derart begrenzt, dass die auf die Gerade bezogenen Abstandsänderungsbeträge innerhalb des Codierbereichs viel größer als im restlichen Erfassungsbereichs des Segments ist. Von Vorteil ist dabei, dass
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zur Auswertung des vom Sensor erzeugten
Sensorsignals, also der vom Sensor erfassten Distanzwerte, die Änderung der Distanzwerte bestimmt, insbesondere wobei der Sensor die Distanz zum jeweils zum Sensor nächstliegenden
Segment zeitlich insbesondere regelmäßig wiederkehrend bestimmt und dann, wenn der erfasste Distanzwert sich ändert, der zugehörige Änderungsbetrag bestimmt wird. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Auswertung der Änderungen der Erfassungsbereich vom
Codierbereich unterscheidbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zusätzlich ein odometrisches System zur Erfassung der Schienenposition des Mobilteils vorgesehen, insbesondere wobei ein Laufrad an der oder einer weiteren Lauffläche abrollt. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit der Bestimmung der Schienenposition erhöhbar ist.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems sind, dass beim Bewegen des Mobilteils in einem ersten Verfahrensschritt aus den im Codierbereich bestimmten Distanzwerten, insbesondere aus den im Codierbereich bestimmten Änderungen der Distanzwerte, das Segment identifiziert wird und aus einem Speicher eine zugehörige dem Segment
zugeordneten Schienenposition gelesen wird, und in einem zweiten, nach dem ersten Verfahrensschritt ausgeführten Verfahrensschritt aus der vom Sensor im Erfassungsbereich bestimmten Distanz die Entfernung zum Codierbereich des Segments bestimmt wird und aus der Entfernung und der dem Segment zugeordneten Schienenposition die
Schienenposition des Mobilteils bestimmt wird.
Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und sichere Bestimmung der Schienenposition ausführbar ist. Denn das Segment ist mechanisch robust und somit gegen Umwelteinflüsse stabil ausgeführt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils aus der Änderung der mittels des Sensors zeitlich nacheinander bestimmten Distanzwerte bestimmt, ob der Sensor aktuell den Codierbereich oder den Erfassungsbereich des jeweiligen Segments detektiert. Von Vorteil ist dabei, dass im Codierbereich die dem Segment zugeordnete Schienenposition bestimmbar ist und im Erfassungsbereich die Position des Mobilteils relativ zu einem Punkt des Segments bestimmbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schienenposition des Mobilteils zusätzlich odometrisch bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit der Positionsbestimmung verbesserbar ist. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist der Positionsbestimmungsbezogene Teil eines erfindungsgemäßen
Schienensystems dargestellt.
Das Schienensystem weist eine Schiene auf und ein entlang der Schiene bewegbares, als Schienenfahrzeug ausgeführtes Mobilteil.
Das Mobilteil weist Räder auf, die auf einer Lauffläche der Schiene abrollen.
Die schiene ist als Profilteil, insbesondere Stranggussprofilteil, gefertigt. Somit weist die Schiene einen Querschnitt auf, der unabhängig von der Schienenposition ist, insbesondere also in Schienenrichtung immer gleich.
Am Mobilteil ist ein Sensor 1 befestigt, welcher als Entfernungsmessgerät fungiert, indem er die Entfernung zwischen Sensor 1 und einem an der Schiene befestigten Codiersystem bestimmt.
Hierzu ist das Codiersystem außerhalb der Lauffläche an der Schiene befestigt, insbesondere mittels Schrauben angeschraubt.
Das Codiersystem besteht aus vorzugsweise metallischen Segmenten, welche in
Schienenrichtung hintereinander angeordnet sind, insbesondere jeweils einander berührend oder regelmäßig voneinander beabstandet.
Jedes Segment hat die Länge X und weist einen Codierbereich auf, insbesondere wobei der Codierbereich die Länge A aufweist, wobei A kleiner als X ist.
Außerhalb des Codierbereichs 2 ist ein Erfassungsbereich 3 ausgeführt, in welchem die Wandstärke des Segments in Schienenrichtung proportional zur Schienenlänge, insbesondere Abstand zum Codierbereich 2 des jeweiligen Segments, ansteigt. Dieser zur schienenlänge proportionale Anstieg, also Abnahme der Entfernung zu einer durch den Sensor 1
verlaufenden, parallel zur Schiene ausgerichteten Geraden, weist den Wert m auf. Die Wandstärke ist dabei die Dicke des Segments, welche senkrecht zur Schienenrichtung gemessen wird, insbesondere in Richtung zum Sensor 1 hin, insbesondere also in der Richtung derjenigen Gerade, welche senkrecht zur Schienenrichtung durch den Sensor 1 verläuft.
Der Codierbereich 2 weist ein Höhenprofil, also einen in Schienenrichtung gesehenen Wandstärkeverlauf, auf, welcher in Schienenrichtung nacheinander verschiedene diskrete Werte aufweist. Der Codierbereich 2 weist in Schienenrichtung die Länge A auf und enthält N Plateaus, codiert also N diskrete Abstandswerte. Dabei sind die Plateaus in Schienenrichtung vorzugsweise gleich lang, insbesondere also weist jedes der Plateaus die Länge A / N auf.
Bevorzugt ist die Codierung derart ausgeführt, dass der Unterschied zwischen jeweils zwei nächstbenachbarten Plateaus kleiner ist als m * A / N. Somit ist beim Vorbeifahren des Mobilteils zusammen mit dem Sensor 1 der Codierbereich 2 klar erkennbar. Denn die Änderung pro Schienenlänge ist innerhalb des Codierbereichs 2 viel größer als im restlichen Erfassungsbereichs 3 des Segments.
Die Auswertung des vom Sensor erzeugten Sensorsignals, also der vom Sensor 1 erfassten Distanzwerte erfolgt, indem die Änderung der Distanzwerte bestimmt wird. Der Sensor 1 erfasst die Distanz zum jeweils zum Sensor 1 nächstliegenden Segment zeitlich regelmäßig wiederkehrend. Wenn dabei der erfasst Distanzwert sich ändert, wird der zugehörige Änderungsbetrag bestimmt.
Wenn also von einer grob gesprochen konstanten Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils ausgegangen wird, lässt sich aus dem Änderungsbetrag bestimmen, ob gerade der
Codierbereich 12 oder der Erfassungsbereich 3 vom Sensor 1 erfasst wird.
Jedem Segment ist ein Codierbereich 2 zugeordnet. Beim Durchfahren der Schienenanlage wird also bei jedem Segment zunächst der Codierbereich 2 überfahren und dadurch das Segment individuell identifizierbar. Danach wird im Erfassungsbereich die Distanz zwischen Sensor 1 und dem Segment bestimmt und aus dem so bestimmten Distanzwert die
Schienenposition innerhalb des Segments. Da bei Inbetriebnahme zunächst in einer Referenzfahrt jedem Codierbereich 2 eine jeweilige Schienenposition zugeordnet wurde, kann auf diese Weise die genaue Position des Mobilteils in Schienenrichtung bestimmt werden. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird zusätzlich am Mobilteil ein odometrischer Sensor vorgesehen, der vorzugsweise ein an der Schiene abrollendes Laufrad aufweist, dessen Winkelposition als odometrisch bestimmte Schienenposition verwendbar ist.
Somit ist eine erhöhte Sicherheit bei der Bestimmung der Schienenposition erreichbar.
Bezugszeichenliste
1 Sensor
2 Codierbereich
3 Erfassungsbereich

Claims

Patentansprüche:
1. Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil, wobei das Codiersystem in Schienenrichtung hintereinander angeordnete Segmente aufweist, die an der Schiene befestigt sind, insbesondere angeschraubt sind, wobei das Mobilteil einen Sensor zur Bestimmung der Distanz zwischen dem Sensor und dem zum Sensor nächstbenachbarten Segment des Codiersystems aufweist, wobei jedes Segment einen Codierbereich und einen Erfassungsbereich aufweist.
2. Schienensystem nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schiene eine Lauffläche aufweist, auf welcher ein Rad des Mobilteils abrollbar ist, wobei das Segment beabstandet ist von der Lauffläche.
3. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberfläche des Erfassungsbereichs des Segments zu einer Geraden, die parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet ist und den Sensor schneidet, eine insbesondere kürzeste Distanz aufweist, welche in Schienenrichtung monoton abnimmt, insbesondere proportional zur Schienenlänge und/oder zum Abstand zum Codierbereich des Segments abnimmt.
4. Schienensystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberfläche des Erfassungsbereichs des Segments zu einer Geraden, die parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet ist und den Sensor schneidet, eine insbesondere kürzeste Distanz aufweist, welche in Schienenrichtung monoton zunimmt, insbesondere proportional zur Schienenlänge und/oder zum Abstand zum Codierbereich des Segments zunimmt.
5. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schiene als Profilteil, insbesondere Stranggussprofilteil, ausgeführt ist, insbesondere wobei die Schiene mehrstückig ausgeführt ist.
6. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Distanz vom Sensor zeitlich wiederkehrend bestimmt wird und der Sensor zur
Weiterleitung der dabei vom Sensor erfassten Werte der Distanz über einen
Datenübertragungskanal mit einer Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit als Mittel zur Bestimmung der Schienenposition des Sensors und/oder des Mobilteils fungiert.
7. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jedem Segment ein Codierbereich 2, insbesondere zur individuellen Identifikation des
Segments in der Schienenanlage, zugeordnet ist, und/oder dass der Codierbereich ein Höhenprofil aufweist, das in Schienenrichtung nacheinander, insbesondere aneinander angrenzende, Bereiche aufweist, deren jeweils kleinster Abstand zu der Geraden in Schienenrichtung nacheinander verschiedene diskrete Werte aufweist.
8. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bereiche in Schienenrichtung vorzugsweise gleich lang ausgeführt sind, insbesondere also jeder Bereich die Länge A / N aufweist, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist,
wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist.
9. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Betrag des Unterschieds zwischen den zu der Geraden gemessenen kürzesten Abständen von jeweils zwei zueinander nächstbenachbarten Bereichen kleiner ist als m * A / N, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist,
wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist,
wobei m die Steigung des Segments im Erfassungsbereich ist, also der Betrag des Quotienten aus der auf die Gerade bezogenen Abstandsänderung und der in Schienenrichtung gemessenen Länge des Erfassungsbereichs.
10. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sensor die Distanz zeitlich wederkehrend mit einer derartigen Wiederholungsrate erfasst und die Geschwindigkeit des Mobilteils derart begrenzt ist, dass die auf die Gerade bezogenen Abstandsänderungsbeträge innerhalb des Codierbereichs 2 viel größer als im restlichen Erfassungsbereichs 3 des Segments ist.
11. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Auswertung des vom Sensor erzeugten Sensorsignals, also der vom Sensor 1 erfassten Distanzwerte, die Änderung der Distanzwerte bestimmt wird, insbesondere wobei der Sensor die Distanz zum jeweils zum Sensor nächstliegenden
Segment zeitlich insbesondere regelmäßig wiederkehrend bestimmt und dann, wenn der erfasste Distanzwert sich ändert, der zugehörige Änderungsbetrag bestimmt wird.
12. Schienensystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zusätzlich ein odometrisches System zur Erfassung der Schienenposition des Mobilteils vorgesehen ist, insbesondere wobei ein Laufrad an der oder einer weiteren Lauffläche abrollt.
13. Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Bewegen des Mobilteils in einem ersten Verfahrensschritt aus den im Codierbereich bestimmten Distanzwerten, insbesondere aus den im Codierbereich bestimmten Änderungen der Distanzwerte, das Segment identifiziert wird und aus einem Speicher eine zugehörige dem Segment zugeordneten Schienenposition gelesen wird, und in einem zweiten, nach dem ersten Verfahrensschritt ausgeführten Verfahrensschritt aus der vom Sensor im Erfassungsbereich bestimmten Distanz die Entfernung zum Codierbereich des Segments bestimmt wird und aus der Entfernung und der dem Segment zugeordneten Schienenposition die
Schienenposition des Mobilteils bestimmt wird.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils wird aus der Änderung der mittels des Sensors zeitlich nacheinander bestimmten Distanzwerte bestimmt, ob der Sensor aktuell den Codierbereich oder den Erfassungsbereich des jeweiligen Segments detektiert.
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schienenposition des Mobilteils zusätzlich odometrisch bestimmt wird.
EP20706942.8A 2019-03-20 2020-02-20 Schienensystem mit schiene, codiersystem und entlang der schiene bewegbarem mobilteil und verfahren zum betreiben eines schienensystems Active EP3941797B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE102019001934 2019-03-20
PCT/EP2020/025082 WO2020187447A1 (de) 2019-03-20 2020-02-20 Schienensystem mit schiene, codiersystem und entlang der schiene bewegbarem mobilteil und verfahren zum betreiben eines schienensystems

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EP3941797A1 true EP3941797A1 (de) 2022-01-26
EP3941797C0 EP3941797C0 (de) 2025-10-01
EP3941797B1 EP3941797B1 (de) 2025-10-01

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