WO2022089689A1 - Proximity switch, method for operating such a switch, and arrangement and method for monitoring a track section - Google Patents

Proximity switch, method for operating such a switch, and arrangement and method for monitoring a track section Download PDF

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WO2022089689A1
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sensor element
proximity switch
sensor elements
track section
detection area
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PCT/DE2021/100860
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Inventor
Dr. Martin KNEPPE
Markus Mende
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Pintsch Gmbh
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    • G01P3/64Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
    • G01P3/66Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using electric or magnetic means

Definitions

  • PROXIMITY SWITCH METHOD FOR OPERATING SUCH AS WELL AS ARRANGEMENT AND EXPERIENCE FOR MONITORING A TRACK SECTION
  • the invention relates to a proximity switch, a method for operating such a switch and an arrangement and a method for monitoring a track section.
  • Proximity switches have long been known, in particular in the form of inductive proximity switches for use as so-called wheel sensors, e.g. from DE 23 26 089 A1, DE 32 34 651 A1 and DE 33 13 805 A1. They comprise at least one sensor element, typically in the form of an AC-powered oscillating circuit coil, which responds to a relative movement between the sensor element and a metal object, e.g. a railway wheel rolling past the sensor element, and triggers a pulse which is used, e.g. for counting or for triggering certain control signals can. If the sensor element is an AC-powered oscillating circuit coil, also known as a response coil, this is typically connected to a capacitor to form an L-C oscillating circuit and is part of a quiescent current monitoring circuit. If a metallic object moves through the electromagnetic field of the coil, the electrical behavior of the monitoring circuit changes, so that counting or control pulses, for example, can then be generated in a manner known per se via corresponding trigger circuits.
  • AC-powered oscillating circuit coil
  • a typical application of proximity switches is the monitoring of track sections of a rail system, using proximity switches arranged at the beginning and at the end of a track section to be monitored to count whether the number of tracks in the track section retracted wheels (and thus also the corresponding number of axles of a rail vehicle, which is why in the railway sector one typically does not speak of a wheel but of an axle count) corresponds to the number of wheels or axles that have been pulled out of the track section, in order to then assign the corresponding track section to a to be able to report to the higher-level controller as free or occupied.
  • a proximity switch has two sensor elements arranged one behind the other, the direction of travel and possibly even the speed of travel can also be determined from the order in which the sensor elements respond.
  • Inductive proximity switches of the type mentioned have proven themselves in practice for many years, but the increasing density of rail traffic, especially public transport in metropolitan areas, where e.g sensors with you. If a track that is actually free is reported as occupied, this can result in massive traffic disruptions. Of course, it can have catastrophic effects if an actually occupied track section is reported as free, which is why the standard design of corresponding systems is always such that, in case of doubt, an actually free track section is reported as occupied rather than erroneously releasing an occupied track section.
  • DE 199 15 597 A1 proposes a wheel sensor with two oscillating circuit coils fed with alternating current, each coil consisting of two coil parts which have a common winding and whose individual windings are guided around two coil centers in the form of a figure eight when viewed from above, which advantageously allows to suppress induced interference voltages and to achieve a particularly high level of immunity to interference from electromagnetic interaction with the eddy current brakes used in many rail vehicles when they work in the detection range of the coils. If, in the case of the known proximity switches with two sensor elements, i.e.
  • a track section is considered occupied if at a certain point in time more axles have entered it than exited, while a sensor element is said to be occupied if there is a detectable object in the detection range of the sensor element sensor element is located or the sensor element incorrectly indicates that a detectable object is located in its detection range due to a fault.
  • a track section is considered free at a certain point in time if the same number of axles have moved out of it as previously moved into it, while a sensor element is said to be in a free state if there is no detectable object in the detection range of the sensor element or that Sensor element incorrectly indicates that there is no detectable object in its detection range due to a malfunction.
  • DE 196 28 884 A1 proposes a proximity switch with three micro-power pulsed radar elements serving as sensor elements, whose detection ranges partially overlap and whose signals are evaluated in the form of a "majority decision" in such a way that an occupied or free message only occurs when at least two of the three sensor elements output an occupied or a free signal.
  • the occupancy reports are then used in a manner known per se to generate counting pulses, so that by using a plurality of proximity switches it can be counted how many wheels and thus how many train axles have entered and exited a track section.
  • the invention is based on the object of specifying a proximity switch which has been improved taking into account the above-mentioned problems, as well as a method for operating the same.
  • the invention is also based on the object of specifying an arrangement and a method for monitoring a track section using a proximity switch according to the invention.
  • the object is achieved by a proximity switch having the features of claim 1 and a method for operating a proximity switch having the features of claim 6.
  • the independent claims 8 and 10 relate to an arrangement and a method for monitoring a track section.
  • the corresponding subclaims relating to advantageous configurations and developments.
  • the invention allows a proximity switch to be configured compactly and inexpensively in such a way that there is a high level of operational reliability and it can be easily determined whether one of the sensor elements installed in the proximity switch is defective. This increases what is known as the availability of an arrangement, such as in particular an arrangement for monitoring a track section with regard to the presence of a rail vehicle in the track section, ie if a sensor element fails, the system is still available.
  • the invention makes it possible to reliably determine the direction of movement in which an object is moving past the proximity switch, even when a sensor element has failed.
  • a proximity switch comprises a first sensor element with a first detection range for detecting an object moving through the first detection range, a second sensor element with a second detection range for detecting an object moving through the second detection range, and a third sensor element with a third detection range for detecting a moving object through the third detection area, wherein the detection areas of the three sensor elements are spatially distributed in such a way that an object moving in a specific direction through the detection areas enters the detection areas one after the other and these in the same order in which it entered them is, leaves again, with there being an overlapping area in which the detection areas overlap in such a way that an object located there is detected by all three sensor elements.
  • the proximity switch also includes an evaluation logic with a state machine for detecting the direction of movement and for identifying a defective sensor element.
  • the evaluation logic can be arranged together with the sensor elements in a common housing or it can be separated from the sensor elements and, for example, be part of a higher-level controller.
  • the proximity switch therefore does not have to be a single component. Rather, the proximity switch is implemented as a functional unit through the interaction of sensor elements and evaluation logic.
  • the evaluation logic and in particular the state machine can be implemented, for example, with the aid of programmable logic controllers, logic gates, flip-flops or relays.
  • a register for storing states, a first logic unit that determines transitions from one state to another, a second logic unit that is responsible for outputting the state, and a clock generator or a delay element can be used in a manner known to those skilled in the art , to be able to advance/distinguish between previous, current and next states.
  • the state machine can also be implemented in software, for example as an event-controlled finite machine or virtual finite machine.
  • the invention advantageously allows the person skilled in the art to choose the most favorable implementation depending on the application and local conditions.
  • the detection areas each have the same width, which makes it easy to evaluate corresponding sensor signals, for example with regard to the speed of an object moving through the detection area.
  • At least one further sensor element is provided, the detection area of which can, but does not have to, overlap with one of the other detection areas, which enables additional information to be obtained.
  • the sensor elements work inductively and each comprise at least one resonant circuit coil fed with alternating current.
  • the sensor elements are arranged in a common housing in such a way that, when the housing is installed as intended, their detection areas lie one behind the other at a location to be monitored in the expected direction of movement of an object to be detected.
  • each sensor element has an occupancy status, which indicates that an object is in the detection range of the respective sensor element is located, and a free state, which indicates that there is no object in the detection range of the respective sensor element, is assigned, the occupied and free states of the three sensor elements being mapped by the state machine in eight switch states and the sequence in transitions from one switch state to another and is evaluated to determine the direction of movement of the object and, if necessary, to identify a defective sensor element.
  • the switch states change, cost-effectively and reliably, even if a sensor element is defective and, for example, is permanently in an occupied or free state.
  • the defective element can be easily identified.
  • a free message is generated when none of the sensor elements or only one of the sensor elements detects the presence of an object, and an occupancy message is generated when at least two sensor elements detect the presence of an object.
  • these free or occupied reports can then be used in a manner known to those skilled in the art to generate counting pulses.
  • the sensor elements when the sensor elements are arranged such that an object moving in a specific direction through the detection areas first enters the detection area of the first sensor element, then enters the detection area of the second sensor element and then enters the detection area of the third sensor element , generates an error message if only the second sensor element or only the first and third sensor elements detect the presence of an object in the corresponding detection area.
  • At least one inventive proximity switch is arranged at the beginning and at the end of the track section, both of which are communicatively coupled to a higher-level controller.
  • a higher-level controller At the beginning and at the end of the track section there can also be at least two according to the invention Proximity switches are provided and coupled in such a way that each proximity switch provided at the beginning of the track section forms an independent counting circuit with each proximity switch provided at the end of the track section.
  • FIG. 1 shows a highly schematic plan view of a proximity switch according to the invention with three sensor elements.
  • FIG. 2 shows a diagram of the response of three sensor elements when a metal train wheel drives past.
  • FIG. 3 shows a state machine that models the behavior of a proximity switch according to the invention.
  • FIG. 1 shows a highly schematized top view of a proximity switch, denoted in its entirety by 10, with three sensor elements S1, S2 and S3 arranged in a housing 12.
  • the housing 12 is shown here as if one could see the three sensor elements S1, S2 and S3 in a plan view, which can actually be the case, but does not have to be.
  • the sensor elements are AC-powered resonant circuit coils, it is important that the housing does not form a Faraday cage, so that the sensor elements can interact with metallic objects moving past. Typically, these are those to be detected by means of the sensor elements objects around wheels of rail vehicles, and in Fig. 1 a section of rail 14 is shown.
  • the sensor elements S1, S2 and S3 are arranged in the housing in such a way that the detection areas 16, 18, 20 of the individual sensor elements shown here in a highly schematic form and only for basic understanding, i.e. those spatial areas within which the sensor elements S1, S2 and S3 detect the presence of an object, typically a wheel of a rail vehicle, are spatially offset from one another in such a way that an object moving in a specific direction through the detection areas enters the different detection areas one after the other and then leaves them again in the same order.
  • the sensor element S1 has the detection area 16 shown by the dashed line
  • the sensor element S2 has the detection area 18 shown by the dotted line
  • the sensor element S3 has the detection area 20 shown by the dash-dotted line.
  • the detection areas 16, 18 1 and 20 overlap in an overlap area 22 hatched in the manner of a grid, and an object located there is detected by all three sensor elements S1, S2 and S3.
  • the numbering of the detection areas is arbitrary and is only used for illustration. Depending on the design of the sensor elements, it is theoretically possible to have the detection areas cross, arranging the sensor elements such that a sensor element on the right in the drawing covers a central area in the drawing and a central sensor element covers the right area. It is not important which sensor element covers which detection area, but that it is known in which order an object moving in a certain direction enters the detection area. Finally, it is also not important that the sensor elements are separate components, but rather that there are separate, partially overlapping detection areas. In this sense, three corresponding sensor fields realized in a single sensor can also be regarded as "sensor elements".
  • the sensor elements S1, S2 and S3 interact with an evaluation logic 24, which evaluates signals generated by the individual sensors, eg voltage changes, and includes a state machine for detecting the direction of movement and for identifying a defective sensor element.
  • the evaluation logic is arranged in the housing 12 together with the sensor elements. However, it can also be separated from the sensor elements and, for example, be part of a higher-level controller.
  • the wheel continues to move in the same direction, it leaves the detection areas in the same order in which it entered the detection areas, i.e. in the example in Fig. 1 it first leaves the detection area 16 of the sensor element S1, then the detection area 18 of the Sensor element S2 and finally the detection area 20 of the sensor element S3.
  • This advantageous arrangement of the detection areas makes it possible, as will be seen in more detail from the following description, to reliably distinguish between incorrect reports and actual events and also to ensure that the proximity switch functions even if one of the sensor elements has a malfunction.
  • FIG. 2 shows diagrammatically the time curves 26, 28 and 30 of signals from the three sensor elements S1, S2 and S3, thus forming a diagram of the response of the three sensor elements from FIG. 1 when a metal train wheel passes by .
  • "Signal progression" here means the change in a specific measured variable over time, and accordingly the time is plotted in any desired unit on the abscissa. Above are dimensionless and on top of each other for ease of understanding the signal curves 26, 28 and 30 are shown offset.
  • the measured variable can be, for example, a current through the respective coil, which then does not rise or fall in a strictly rectangular manner, as shown in FIG. 2, but rather sinusoidally.
  • each sensor element S1, S2 and S3 has two states, namely a so-called occupied state, which indicates that an object is in the detection area of the respective sensor element (S1, S2, S3) and a free state, which indicates that there is no object in the detection range (16, 18, 20) of the respective sensor element, with an occupied state being indicated below and in particular in Fig. 3 by 1 and an idle state is represented by 0, and that the states of the respective sensor elements change suddenly at certain points in time.
  • a sensor element has a state
  • specific information can be taken from the signal it outputs, which can be analog or digital, namely whether an object is in the detection range of the sensor element is (state 1) or not (state 0).
  • This information does not always have to be correct: due to a defect or a fault, it can happen that sensor elements "display" incorrectly, i.e. permanently go into an occupied or free state, whereby the invention - as explained in detail below - advantageously makes it possible to recognize such "false states” and still determine the direction of movement of an object and even identify the faulty sensor element.
  • the three sensor elements S1, S2 and S3 are arranged such that an object moving from left to right in FIG. 1, e.g. a train wheel, first enters the detection range 16 of the first sensor element S1 , which takes place at time T1 shown in FIG. 2, so that the signal generated by sensor element S1 and thus signal curve 26 changes. The object then moves further and enters the detection range 18 of the second sensor element S2 at time T2, as a result of which the signal curve 28 also changes. If this object then continues to move in the same direction, it finally enters the detection range 20 of the third sensor element S3 at time T3, as a result of which the signal profile 30 also changes.
  • the detection areas are arranged such that they spatially overlap, there are also temporal overlapping areas for objects moving in one direction, in particular a temporal overlapping area 32 in which the object is simultaneously detected by all three sensor elements.
  • a temporal overlap region 34 the object is detected only by the first and second sensor element, in a temporal overlap region 36 only by the second and third sensor element.
  • the object continues to move in the specific direction, it leaves the detection range of sensor element S1. It is then still in the temporal overlap area 36 and is correspondingly detected by the two sensor elements S2 and S3. At time T5 it leaves the detection range of the second sensor element S2 and is only detected by sensor element S3. Finally, at time T6, the object also leaves the detection range of the third sensor element S3.
  • the proximity switch comprises three sensor elements, as in the example shown, which can each be in an occupied and free state
  • switch states there are eight possible combinations of the states, referred to below as switch states, which are mapped by the state machine 40 shown in FIG. 3 .
  • Each switch state 41, 42, ..., 48 therefore corresponds to a combination of the states in which the three sensor elements S1, S2 and S3 of the proximity switch are located at a specific point in time, with Fig. 3 being read as follows: In the so-called Basic state 41, if there is no object in any of the three detection ranges of the three sensor elements of the proximity switch (or one of the sensor elements incorrectly indicates that no object is detected due to a fault), all sensor elements are in state 0.
  • the detection areas are arranged in such a way that an object moving from left to right in Fig. 1 first enters the detection area 16 of the sensor element S1, then into the detection area 18 of the sensor element S2 and finally into the detection area 20 of the sensor element S3 and then leaves the corresponding detection areas again in the same order, i.e. first from the detection area 16 of the sensor element S1, then from the detection area 18 of the sensor element S2 and finally exits the detection area 20 of the sensor element S3.
  • This case corresponds to a clockwise rotation in the state machine of FIG. 3 through the switch states 41, 42, 43, 44, 45, 46 shown in the outer circles.
  • the state machine 40 for evaluating the information actually supplied by the individual sensor elements can be implemented in the form of software, but also as a hardware circuit.
  • S2 1
  • S2 1
  • S2 1
  • S3 1).
  • the switch state 47 with S1 0
  • S2 1
  • the detection areas are arranged according to the invention in such a way that objects moving in one direction enter the individual detection areas one after the other and leave them again one after the other in the same order, it follows that there is not just one overlapping area, in where all three detection areas overlap, but also an overlap area where the first and second detection areas overlap, and an overlap area where the second and third detection areas overlap, while it is impossible for an object to be detected only in the detection area of the Sensor element S2, which is in the example between the detection areas of the sensor elements S1 and S3.
  • Switch state 47 is therefore impossible and is recognized as an error, so that a corresponding error message can be generated and sent to a higher-level control unit.
  • the switch state 48 with S1 1
  • S2 0
  • S3 1 impossible because the object in the arrangement of the detection areas according to the example must also be in the detection area of the second sensor element when it is in the overlapping area of the detection areas of the first and third sensor elements.
  • This signal aspect is also recognized as an error and can be reported to a higher-level control unit.
  • the abbreviation “iO” means “okay”
  • the abbreviation “FR LR” means “direction of travel from left to right” (i.e. with reference to Fig. 3 a movement of the object past the proximity switch from left to right)
  • the abbreviation “FR RL” means “direction of travel from right to left” (that is, with reference to FIG. 3, the object moves past the proximity switch from right to left).
  • the state machine allows, from the sequence of the switch states, even if a sensor element should be in a permanent occupied or free state due to a defect, to clearly detect the direction of travel, to identify the defective sensor element and even to identify the type of the defect (wrongly assigned, wrongly free). This also enables appropriate notifications for To generate maintenance and repair teams so that they then know exactly what needs to be repaired in a proximity switch.
  • the object to be detected is a wheel of a rail vehicle that moves past the proximity switch either from left to right or from right to left if this is installed as intended and the sensor elements are practical lie horizontally next to each other. If the exact time of a status change is recorded, since the distances between the detection areas are known, the relative speed at which the object and proximity switch move past one another can also be determined, although in most applications it will be the case that only the object moves , but the proximity switch is installed in a fixed position.
  • a proximity switch according to the invention also allows the signal images to be evaluated in a particularly reliable manner and used, for example, to generate counting pulses and, by arranging at least one proximity switch at the beginning and one proximity switch at the end of a track section, to monitor the track section with regard to the presence of a rail vehicle .
  • the signal images can be evaluated in a manner known per se according to a "2 out of 3" evaluation: Since each signal image contains three states, the evaluation always leads to an operationally reliable result even if the sensor element is defective. If only one of the three sensor elements indicates the presence of an object, the signal reported by the proximity switch to a higher-level controller is still evaluated as free.
  • All switch states 41, 42, 46 and 47 in the upper half A of FIG. 3 delimited by the broken line correspond to a free message
  • all switch states 43, 44, 45 and 48 shown in the lower half B of FIG. 3 correspond to an occupancy message.
  • a so-called “pendulum” can also be achieved, in which a wheel does not completely run over the switch, in the example but only in the detection ranges of the sensor elements S1 and S2 and then rolls back again, distinguished from a complete overrun of the sensor and a "in” or “count out”, ie a count of whether a wheel has entered or left a track section, only with complete crossing of the switch.
  • a comparison is then made as to whether the number of counted wheels matches the number of counted wheels. If this is the case, it can be assumed that a rail vehicle that has entered the track section has left it again, ie the corresponding track section is free.
  • the proximity switch offers extremely high reliability. Nevertheless, if additional redundancy is desired, e.g. These additional sensor elements can be integrated into the proximity switch. It is also possible, for example, to arrange two proximity switches according to the invention at the beginning and at the end of a track section to be monitored and each of the two proximity switches located at the beginning with each of the proximity switches arranged at the end of the track section to form an axle counting circuit consisting of a proximity switch at the beginning and a proximity switch to couple at the end of the track section.
  • first, second, third detection area or first, second and third sensor element are arbitrary and instead of the arrangement shown, in which the second sensor element is located between the first and the third sensor element, other arrangements can also be used can be met. It is important that the detection areas differ in terms of their beginning and end, i.e. an object does not leave or enter the detection areas of two sensor elements at the same time, but that all three are in a common overlapping area overlap.
  • the sensor elements also do not have to work inductively, although inductive sensor elements have proven particularly effective for applications in the railway sector and are therefore used in a preferred embodiment of the invention.

Abstract

Proximity switch (10) having a first sensor element (S1) with a first sensing region (16) for sensing an object moving through the first sensing region (16), a second sensor element (S2) with a second sensing region (18) for sensing an object moving through the second sensing region (18), and a third sensor element (S3) with a third sensing region (20) for sensing an object moving through the third sensing region (20), wherein the sensing regions (16, 18, 20) of the three sensor elements (S1, S2, S3) are arranged in a spatially distributed manner such that an object moving in a particular direction through the sensing regions enters the sensing regions (16, 18, 20) in succession and leaves the latter again in the same order, wherein there is an overlapping region (22) in which the sensing regions (16, 18, 20) overlap such that an object situated there is sensed by all three sensor elements (S1, S2, S3), and wherein provision is made of an evaluation logic unit (24) having a state machine (40) for detecting the direction of movement and for identifying a defective sensor element.

Description

NÄHERUNGSSCHALTER, VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES SOLCHEN SOWIE ANORDNUNG UND ERFAHREN ZUR ÜBERWACHUNG EINES GLEISABSCHNITTES PROXIMITY SWITCH, METHOD FOR OPERATING SUCH AS WELL AS ARRANGEMENT AND EXPERIENCE FOR MONITORING A TRACK SECTION
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft einen Näherungsschalter, ein Verfahren zum Betreiben eines solchen sowie eine Anordnung und ein Verfahren zur Überwachung eines Gleisabschnittes. The invention relates to a proximity switch, a method for operating such a switch and an arrangement and a method for monitoring a track section.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
Näherungsschalter sind insbesondere in Form von induktiven Näherungsschaltern zur Verwendung als sogenannte Radsensoren seit langem bekannt, z.B. aus der DE 23 26 089 A1 , der DE 32 34 651 A1 und der DE 33 13 805 A1. Sie umfassen wenigstens ein Sensorelement, typischerweise in Form einer wechselstromgespeisten Schwingkreisspule, das bei einer Relativbewegung zwischen dem Sensorelement und einem metallischen Gegenstand, z.B. einem an dem Sensorelement vorbeirollenden Eisenbahnrad, anspricht und einen Impuls auslöst, der z.B. zum Zählen oder zum Auslösen bestimmter Steuersignale verwendet werden kann. Handelt es sich bei dem Sensorelement um eine wechselstromgespeiste Schwingkreisspule, auch Ansprechspule genannt, so ist diese typischerweise mit einem Kondensator zu einem L-C-Schwingkreis geschaltet und liegt in einem Ruhestrom-Überwachungskreis. Bewegt sich ein metallischer Gegenstand durch das elektromagnetische Feld der Spule, ändert sich das elektrische Verhalten des Überwachungskreises, so dass dann über entsprechende Triggerschaltungen in an sich bekannter Weise z.B. Zähl- oder Steuerimpulse erzeugt werden können. Proximity switches have long been known, in particular in the form of inductive proximity switches for use as so-called wheel sensors, e.g. from DE 23 26 089 A1, DE 32 34 651 A1 and DE 33 13 805 A1. They comprise at least one sensor element, typically in the form of an AC-powered oscillating circuit coil, which responds to a relative movement between the sensor element and a metal object, e.g. a railway wheel rolling past the sensor element, and triggers a pulse which is used, e.g. for counting or for triggering certain control signals can. If the sensor element is an AC-powered oscillating circuit coil, also known as a response coil, this is typically connected to a capacitor to form an L-C oscillating circuit and is part of a quiescent current monitoring circuit. If a metallic object moves through the electromagnetic field of the coil, the electrical behavior of the monitoring circuit changes, so that counting or control pulses, for example, can then be generated in a manner known per se via corresponding trigger circuits.
Eine typische Anwendung von Näherungsschaltern ist die Überwachung von Gleisabschnitten eines Schienensystems, wobei unter Verwendung von am Anfang und am Ende eines zu überwachenden Gleisabschnittes angeordneten Näherungsschaltern gezählt wird, ob die Anzahl der in den Gleisabschnitt eingefahrenen Räder (und damit auch der entsprechenden Anzahl von Achsen eines Schienenfahrzeuges, weshalb im Eisenbahnbereich typischerweise nicht von einer Rad-, sondern einer Achsenzählung gesprochen wird) mit der Anzahl der aus dem Gleisabschnitt ausgefahrenen Räder bzw. Achsen übereinstimmt, um dann den entsprechenden Gleisabschnitt einer übergeordneten Steuerung als frei oder belegt melden zu können. A typical application of proximity switches is the monitoring of track sections of a rail system, using proximity switches arranged at the beginning and at the end of a track section to be monitored to count whether the number of tracks in the track section retracted wheels (and thus also the corresponding number of axles of a rail vehicle, which is why in the railway sector one typically does not speak of a wheel but of an axle count) corresponds to the number of wheels or axles that have been pulled out of the track section, in order to then assign the corresponding track section to a to be able to report to the higher-level controller as free or occupied.
Weist ein Näherungsschalter zwei hintereinander angeordnete Sensorelemente auf, können aus der Reihenfolge, in der die Sensorelemente ansprechen, auch die Fahrtrichtung und ggf. sogar die Fahrtgeschwindigkeit ermittelt werden. If a proximity switch has two sensor elements arranged one behind the other, the direction of travel and possibly even the speed of travel can also be determined from the order in which the sensor elements respond.
Induktive Näherungsschalter der genannten Art haben sich in der Praxis seit vielen Jahren durchaus bewährt, jedoch bringt die zunehmende Dichte des Schienenverkehrs, insbesondere des ÖPNV in Metropolen, wo z.B. U-Bahnen zu Stoßzeiten im Minutentakt fahren, erhöhte Anforderungen an die Ausfall- und Betriebssicherheit entsprechender Sensoren mit sich. Wird ein tatsächlich freies Gleis als belegt gemeldet, kann dies massive Störungen im Verkehr nach sich ziehen. Katastrophale Auswirkungen kann es natürlich haben, wenn ein tatsächlich belegter Gleisabschnitt als frei gemeldet wird, weshalb die Standardauslegung entsprechender Systeme immer so ist, dass im Zweifel lieber ein tatsächlich freier Gleisabschnitt als belegt gemeldet wird, als einen belegten Gleisabschnitt irrtümlich frei zu geben. Inductive proximity switches of the type mentioned have proven themselves in practice for many years, but the increasing density of rail traffic, especially public transport in metropolitan areas, where e.g sensors with you. If a track that is actually free is reported as occupied, this can result in massive traffic disruptions. Of course, it can have catastrophic effects if an actually occupied track section is reported as free, which is why the standard design of corresponding systems is always such that, in case of doubt, an actually free track section is reported as occupied rather than erroneously releasing an occupied track section.
Zur Erhöhung der Ausfall- und Betriebssicherheit, d.h. der Zuverlässigkeit der Erkennung von z.B. Rädern eines vorbeifahrenden Schienenfahrzeugs, sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden. So schlägt die DE 199 15 597 A1 einen Radsensor mit zwei wechselstromgespeisten Schwingkreisspulen vor, wobei jede Spule aus zwei Spulenteilen besteht, die eine gemeinsame Wicklung aufweisen und deren Einzelwindungen bei Draufsicht in Form einer liegenden Acht um zwei Spulenzentren geführt sind, was es vorteilhaft erlaubt, induzierte Störspannungen zu unterdrücken und eine besonders hohe Unempfindlichkeit gegen Störungen durch elektromagnetische Wechselwirkung mit den bei vielen Schienenfahrzeugen eingesetzten Wirbelstrombremsen, wenn selbige im Erfassungsbereich der Spulen arbeiten, zu erzielen. Wenn bei den bekannten Näherungsschaltern mit zwei Sensorelementen, typischerweise also mit zwei Ansprechspulen, ein Sensorelement durch Leitungsunterbrechung ausfällt, ist die Auslegung im Regelfall so, dass das Sensorelement in einen "Dauerbelegt"-Zustand geht, d.h. so reagiert, als wäre in seinem Erfassungsbereich permanent ein entsprechender metallischer Gegenstand, woraus in der Regel leicht geschlossen werden kann, dass das entsprechende Sensorelement ausgefallen ist. Es kann jedoch auch vorkommen, dass Sensorelemente irrtümlich nicht ansprechen, weshalb aus Sicherheitsgründen immer mehrere Näherungsschalter verbaut werden müssen, um aus der Summe der von den entsprechenden Sensorelementen gelieferten Informationen entscheiden zu können, ob ein Sensorelement defekt ist und ein falsches Signal liefert. Various proposals have already been made to increase the reliability and operational safety, ie the reliability of the detection of, for example, the wheels of a passing rail vehicle. For example, DE 199 15 597 A1 proposes a wheel sensor with two oscillating circuit coils fed with alternating current, each coil consisting of two coil parts which have a common winding and whose individual windings are guided around two coil centers in the form of a figure eight when viewed from above, which advantageously allows to suppress induced interference voltages and to achieve a particularly high level of immunity to interference from electromagnetic interaction with the eddy current brakes used in many rail vehicles when they work in the detection range of the coils. If, in the case of the known proximity switches with two sensor elements, i.e. typically with two response coils, one sensor element fails due to a line interruption, the design is usually such that the sensor element goes into a "permanently occupied" state, i.e. it reacts as if its detection range was permanent a corresponding metallic object, from which it can usually be easily concluded that the corresponding sensor element has failed. However, it can also happen that sensor elements mistakenly do not respond, which is why, for safety reasons, several proximity switches always have to be installed in order to be able to decide from the sum of the information supplied by the corresponding sensor elements whether a sensor element is defective and is supplying an incorrect signal.
Zur begrifflichen Klarstellung sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass ein Gleisabschnitt als belegt gilt, wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt mehr Achsen in ihn eingefahren als ausgefahren sind, während hier von einem Belegtzustand eines Sensorelementes gesprochen wird, wenn sich ein detektierbares Objekt in dem Erfassungsbereich des Sensorelementes befindet oder das Sensorelement aufgrund einer Störung falsch anzeigt, dass sich ein detektierbares Objekt in seinem Erfassungsbereich befindet. Entsprechend gilt ein Gleisabschnitt zu einem bestimmten Zeitpunkt als frei, wenn genauso viele Achsen aus ihm ausgefahren sind, wie zuvor in ihn eingefahren sind, während hier von einem Freizustand eines Sensorelementes gesprochen wird, wenn sich kein detektierbares Objekt in dem Erfassungsbereich des Sensorelementes befindet oder das Sensorelement aufgrund einer Störung falsch anzeigt, dass sich kein detektierbares Objekt in seinem Erfassungsbereich befindet. For conceptual clarification, it should be pointed out at this point that a track section is considered occupied if at a certain point in time more axles have entered it than exited, while a sensor element is said to be occupied if there is a detectable object in the detection range of the sensor element sensor element is located or the sensor element incorrectly indicates that a detectable object is located in its detection range due to a fault. Accordingly, a track section is considered free at a certain point in time if the same number of axles have moved out of it as previously moved into it, while a sensor element is said to be in a free state if there is no detectable object in the detection range of the sensor element or that Sensor element incorrectly indicates that there is no detectable object in its detection range due to a malfunction.
Gerade bei stark frequentierten Strecken besteht ein Bedarf, die Zuverlässigkeit der Erfassung weiter zu erhöhen und insbesondere die Betriebssicherheit auch dann zu gewährleisten, wenn zu Stoßzeiten ein Sensorelement ausfällt und eine sofortige Wartung der Anlage zu Betriebsunterbrechungen führte. Particularly in the case of heavily frequented routes, there is a need to further increase the reliability of detection and, in particular, to ensure operational safety even if a sensor element fails at peak times and immediate maintenance of the system leads to operational interruptions.
Zur zumindest partiellen Lösung dieses Problems schlägt die DE 196 28 884 A1 einen Näherungsschalter mit drei als Sensorelemente dienenden Mikroleistungs- Impulsradarelementen vor, deren Erfassungsbereiche sich partiell überlappen und deren Signale in Form einer "Mehrheitsentscheidung" derart ausgewertet werden, dass eine Belegt- oder Freimeldung immer nur dann erfolgt, wenn wenigstens zwei der drei Sensorelemente ein Belegt- bzw. ein Freisignal ausgeben. Die Belegtmeldungen werden dann in an sich bekannter Weise zum Erzeugen von Zählimpulsen verwendet, so dass durch Verwendung mehrerer Näherungsschalter gezählt werden kann, wie viele Räder und damit entsprechend wie viele Zugachsen in einen Gleisabschnitt eingefahren und ausgefahren sind. For at least a partial solution to this problem, DE 196 28 884 A1 proposes a proximity switch with three micro-power pulsed radar elements serving as sensor elements, whose detection ranges partially overlap and whose signals are evaluated in the form of a "majority decision" in such a way that an occupied or free message only occurs when at least two of the three sensor elements output an occupied or a free signal. The occupancy reports are then used in a manner known per se to generate counting pulses, so that by using a plurality of proximity switches it can be counted how many wheels and thus how many train axles have entered and exited a track section.
Mit der in der DE 196 28 884 A1 vorgeschlagenen Lösung ist es zwar möglich, den Näherungsschalter auch dann weiter zu betreiben, wenn eines der Sensorelemente ausfällt, es ist aber nur mit großem schaltungstechnischem Aufwand (individuelle Überwachung der einzelnen Sensorelemente) möglich, zu bestimmen, welches der Sensorelemente evtl, defekt ist. Zudem soll bei der in der DE 19628 884 A1 vorgeschlagenen Lösung eine Fahrtrichtungsbestimmung allein aus der Reihenfolge, in welcher die einzelnen Sensorelemente ansprechen, bestimmt werden, was aber bei Ausfall eines Sensorelementes problematisch sein kann. With the solution proposed in DE 196 28 884 A1 it is possible to continue to operate the proximity switch even if one of the sensor elements fails, but it is only possible with great circuitry complexity (individual monitoring of the individual sensor elements) to determine which of the sensor elements may be defective. In addition, in the solution proposed in DE 19628 884 A1, the direction of travel should be determined solely from the sequence in which the individual sensor elements respond, which can be problematic if a sensor element fails.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen unter Berücksichtigung der vorstehend genannten Probleme verbesserten Näherungsschalter sowie ein Verfahren zum Betreiben selbigens anzugeben. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung und ein Verfahren zum Überwachen eines Gleisabschnittes unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters anzugeben. The invention is based on the object of specifying a proximity switch which has been improved taking into account the above-mentioned problems, as well as a method for operating the same. The invention is also based on the object of specifying an arrangement and a method for monitoring a track section using a proximity switch according to the invention.
Die Aufgabe wird gelöst von einem Näherungsschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einem Verfahren zum Betreiben eines Näherungsschalters mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Die nebengeordneten Ansprüche 8 und 10 betreffen eine Anordnung bzw. ein Verfahren zum Überwachen eines Gleisabschnittes. Die entsprechenden Unteransprüche betreffend vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen. Die Erfindung erlaubt es, einen Näherungsschalter kompakt und preisgünstig so auszugestalten, dass sich eine hohe Betriebssicherheit ergibt und leicht bestimmt werden kann, ob eines der in dem Näherungsschalter verbauten Sensorelemente defekt ist. Damit erhöht sich die sogenannte Verfügbarkeit einer Anordnung, wie insbesondere einer Anordnung zum Überwachen eines Gleisabschnitts hinsichtlich des Vorhandenseins eines Schienenfahrzeugs in dem Gleisabschnitt, d.h. dass bei Ausfall eines Sensorelements die Anlage trotzdem weiter zur Verfügung steht. Zudem ermöglicht es die Erfindung, die Bewegungsrichtung, in der sich ein Objekt an dem Näherungsschalter vorbeibewegt, zuverlässig auch dann zu bestimmen, wenn ein Sensorelement ausgefallen ist. The object is achieved by a proximity switch having the features of claim 1 and a method for operating a proximity switch having the features of claim 6. The independent claims 8 and 10 relate to an arrangement and a method for monitoring a track section. The corresponding subclaims relating to advantageous configurations and developments. The invention allows a proximity switch to be configured compactly and inexpensively in such a way that there is a high level of operational reliability and it can be easily determined whether one of the sensor elements installed in the proximity switch is defective. This increases what is known as the availability of an arrangement, such as in particular an arrangement for monitoring a track section with regard to the presence of a rail vehicle in the track section, ie if a sensor element fails, the system is still available. In addition, the invention makes it possible to reliably determine the direction of movement in which an object is moving past the proximity switch, even when a sensor element has failed.
Erfindungsgemäß umfasst ein Näherungsschalter ein erstes Sensorelement mit einem ersten Erfassungsbereich zur Erfassung eines sich durch den ersten Erfassungsbereich bewegenden Objektes, ein zweites Sensorelement mit einem zweiten Erfassungsbereich zur Erfassung eines sich durch den zweiten Erfassungsbereich bewegenden Objektes und ein drittes Sensorelement mit einem dritten Erfassungsbereich zur Erfassung eines sich durch den dritten Erfassungsbereich bewegenden Objektes, wobei die Erfassungsbereiche der drei Sensorelemente räumlich derart verteilt angeordnet sind, dass ein sich in einer bestimmter Richtung durch die Erfassungsbereiche bewegendes Objekt nacheinander in die Erfassungsbereiche eintritt und diese in der gleichen Reihenfolge, in der es in sie eingetreten ist, wieder verlässt, wobei es einen Überlappungsbereich gibt, in dem sich die Erfassungsbereiche so überlappen, dass ein sich dort befindendes Objekt von allen drei Sensorelementen erfasst wird. Der Näherungsschalter umfasst ferner eine Auswertelogik mit einem Zustandsautomaten zur Erkennung der Bewegungsrichtung und zur Identifizierung eines defekten Sensorelementes. According to the invention, a proximity switch comprises a first sensor element with a first detection range for detecting an object moving through the first detection range, a second sensor element with a second detection range for detecting an object moving through the second detection range, and a third sensor element with a third detection range for detecting a moving object through the third detection area, wherein the detection areas of the three sensor elements are spatially distributed in such a way that an object moving in a specific direction through the detection areas enters the detection areas one after the other and these in the same order in which it entered them is, leaves again, with there being an overlapping area in which the detection areas overlap in such a way that an object located there is detected by all three sensor elements. The proximity switch also includes an evaluation logic with a state machine for detecting the direction of movement and for identifying a defective sensor element.
Die Auswertelogik kann zusammen mit den Sensorelementen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet oder aber von den Sensorelementen separiert und z.B. Teil einer übergeordneten Steuerung sein. Es muss sich also bei dem Näherungsschalter nicht um ein einzelnes Bauteil handeln. Der Näherungsschalter wird vielmehr als Funktionseinheit durch das Zusammenspiel von Sensorelementen und Auswertelogik realisiert. Die Auswertelogik und insbesondere der Zustandsautomat können z.B. mit Hilfe von speicherprogrammierbaren Steuerungen, logischen Gattern, Flip-Flops oder Relais realisiert werden. Zur Hardwareimplementierung eines Zustandsautomaten können in dem Fachmann bekannter Weise ein Register zur Speicherung von Zuständen, eine erste Logikeinheit, die Übergänge von einem zu einem anderen Zustand bestimmt, eine zweite Logikeinheit, die für die Ausgabe des Zustands verantwortlich ist, und ein Taktgeber oder ein Verzögerungsglied, um zwischen vorherigem, aktuellem und nachfolgendem Zustand weiterschalten/unterscheiden zu können, verwendet werden. Der Zustandsautomat kann aber auch softwaremäßig realisiert werden, z.B. als ereignisgesteuerter endlicher Automat oder virtueller endlicher Automat. Hier erlaubt es die Erfindung dem Fachmann vorteilhaft, die je nach Anwendungsfall und örtlichen Gegebenheiten günstigste Realisierung zu wählen. The evaluation logic can be arranged together with the sensor elements in a common housing or it can be separated from the sensor elements and, for example, be part of a higher-level controller. The proximity switch therefore does not have to be a single component. Rather, the proximity switch is implemented as a functional unit through the interaction of sensor elements and evaluation logic. The evaluation logic and in particular the state machine can be implemented, for example, with the aid of programmable logic controllers, logic gates, flip-flops or relays. For the hardware implementation of a state machine, a register for storing states, a first logic unit that determines transitions from one state to another, a second logic unit that is responsible for outputting the state, and a clock generator or a delay element can be used in a manner known to those skilled in the art , to be able to advance/distinguish between previous, current and next states. However, the state machine can also be implemented in software, for example as an event-controlled finite machine or virtual finite machine. Here, the invention advantageously allows the person skilled in the art to choose the most favorable implementation depending on the application and local conditions.
Bei einer Ausführungsform haben die Erfassungsbereiche jeweils die gleiche Breite, was die Auswertung entsprechender Sensorsignale z.B. hinsichtlich der Geschwindigkeit eines sich durch die Erfassungsbereich bewenden Objektes einfach macht. In one embodiment, the detection areas each have the same width, which makes it easy to evaluate corresponding sensor signals, for example with regard to the speed of an object moving through the detection area.
Bei einer Ausführungsform ist wenigstens ein weiteres Sensorelement vorgesehen, dessen Erfassungsbereich sich mit einem der anderen Erfassungsbereiche überlappen kann, aber nicht muss, was die Gewinnung zusätzlicher Informationen ermöglicht. In one embodiment, at least one further sensor element is provided, the detection area of which can, but does not have to, overlap with one of the other detection areas, which enables additional information to be obtained.
Bei einer Ausführungsform arbeiten die Sensorelemente induktiv und umfassen jeweils wenigstens eine wechselstromgespeiste Schwingkreisspule. In one embodiment, the sensor elements work inductively and each comprise at least one resonant circuit coil fed with alternating current.
Bei einer Ausführungsform sind die Sensorelemente in einem gemeinsamen Gehäuse so angeordnet, dass ihre Erfassungsbereiche im bestimmungsgemäßen Montagezustand des Gehäuses an einem zu überwachenden Ort in der zu erwartenden Bewegungsrichtung eines zu erfassenden Objektes hintereinander liegen. In one embodiment, the sensor elements are arranged in a common housing in such a way that, when the housing is installed as intended, their detection areas lie one behind the other at a location to be monitored in the expected direction of movement of an object to be detected.
Bei einem Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters wird jedem Sensorelement ein Belegtzustand, der anzeigt, dass sich ein Objekt im Erfassungsbereich des jeweiligen Sensorelementes befindet, und ein Freizustand, der anzeigt, dass sich kein Objekt im Erfassungsbereich des jeweiligen Sensorelementes befindet, zugeordnet, wobei die Belegt- und Freizustände der drei Sensorelemente von dem Zustandsautomaten in acht Schalterzuständen abgebildet werden und wobei die Reihenfolge bei Übergängen von einem Schalterzustand zu einem anderen erfasst und zur Bestimmung der Bewegungsrichtung des Objektes und ggf. zur Identifizierung eines defekten Sensorelementes ausgewertet wird. Auf diese Weise wird es kostengünstig und ausfallsicher möglich, Bewegungsrichtungen allein aus der Reihenfolge, in der sich Schalterzustände ändern, zu bestimmen, und zwar selbst dann zuverlässig, wenn ein Sensorelement defekt sein und sich z.B. permanent in einem Belegt- oder einem Freizustand befinden sollte. Zudem kann das defekte Element einfach identifiziert werden. In a method for operating a proximity switch according to the invention, each sensor element has an occupancy status, which indicates that an object is in the detection range of the respective sensor element is located, and a free state, which indicates that there is no object in the detection range of the respective sensor element, is assigned, the occupied and free states of the three sensor elements being mapped by the state machine in eight switch states and the sequence in transitions from one switch state to another and is evaluated to determine the direction of movement of the object and, if necessary, to identify a defective sensor element. In this way, it is possible to determine movement directions simply from the sequence in which the switch states change, cost-effectively and reliably, even if a sensor element is defective and, for example, is permanently in an occupied or free state. In addition, the defective element can be easily identified.
Bei einer Durchführungsform des Verfahrens werden eine Freimeldung erzeugt, wenn keines der Sensorelemente oder nur eines der Sensorelemente das Vorhandensein eines Objektes erfasst, und eine Belegtmeldung erzeugt, wenn wenigstens zwei Sensorelemente das Vorhandensein eines Objektes erfassen. Wie oben dargelegt können diese Frei- oder Belegtmeldungen dann in dem Fachmann bekannter Weise zur Erzeugung von Zählimpulsen verwendet werden. In one embodiment of the method, a free message is generated when none of the sensor elements or only one of the sensor elements detects the presence of an object, and an occupancy message is generated when at least two sensor elements detect the presence of an object. As explained above, these free or occupied reports can then be used in a manner known to those skilled in the art to generate counting pulses.
Bei einer Durchführungsform des Verfahrens wird, wenn die Sensorelemente so angeordnet sind, dass ein sich in einer bestimmten Richtung durch die Erfassungsbereiche bewegendes Objekt zuerst in den Erfassungsbereich des ersten Sensorelementes, dann in den Erfassungsbereich des zweiten Sensorelementes und dann in den Erfassungsbereich des dritten Sensorelementes eintritt, eine Fehlermeldung erzeugt, wenn nur das zweite Sensorelement oder nur das erste und das dritte Sensorelement das Vorhandensein eines Objektes in dem entsprechenden Erfassungsbereich erfassen. In one implementation of the method, when the sensor elements are arranged such that an object moving in a specific direction through the detection areas first enters the detection area of the first sensor element, then enters the detection area of the second sensor element and then enters the detection area of the third sensor element , generates an error message if only the second sensor element or only the first and third sensor elements detect the presence of an object in the corresponding detection area.
Bei einer Anordnung zur Überwachung eines Gleisabschnittes im Hinblick auf das Vorhandensein eines Schienenfahrzeugs in dem Gleisabschnitt sind am Beginn und am Ende des Gleisabschnittes jeweils wenigstens ein erfindungsgemäßer Näherungsschalter angeordnet, die beide mit einer übergeordneten Steuerung kommunikativ gekoppelt sind. Es können am Beginn und am Ende des Gleisabschnittes auch jeweils wenigstens zwei erfindungsgemäße Näherungsschalter vorgesehen und so gekoppelt werden, dass jeder am Anfang des Gleisabschnittes vorgesehene Näherungsschalter mit jedem am Ende des Gleisabschnittes vorgesehenen Näherungsschalter jeweils einen unabhängigen Zählkreis bildet. In an arrangement for monitoring a track section with regard to the presence of a rail vehicle in the track section, at least one inventive proximity switch is arranged at the beginning and at the end of the track section, both of which are communicatively coupled to a higher-level controller. At the beginning and at the end of the track section there can also be at least two according to the invention Proximity switches are provided and coupled in such a way that each proximity switch provided at the beginning of the track section forms an independent counting circuit with each proximity switch provided at the end of the track section.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der drei Figuren umfassenden Zeichnung. Further details and advantages of the invention result from the purely exemplary and non-limiting description of an exemplary embodiment in connection with the drawing comprising three figures.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING
Fig. 1 zeigt stark schematisiert eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Näherungsschalter mit drei Sensorelementen. 1 shows a highly schematic plan view of a proximity switch according to the invention with three sensor elements.
Fig. 2 zeigt ein Schema des Ansprechens dreier Sensorelemente beim Vorbeifahren eines metallischen Zugrades. FIG. 2 shows a diagram of the response of three sensor elements when a metal train wheel drives past.
Fig. 3 zeigt einen Zustandsautomaten, der das Verhalten eines erfindungsgemäßen Näherungsschalters modelliert. 3 shows a state machine that models the behavior of a proximity switch according to the invention.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Draufsicht einen in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Näherungsschalter mit drei in einem Gehäuse 12 angeordneten Sensorelementen S1, S2 und S3. Das Gehäuse 12 ist hier zur Verdeutlichung so dargestellt, als könne man die drei Sensorelemente S1 , S2 und S3 in der Draufsicht sehen, was tatsächlich der Fall sein kann, aber nicht sein muss. Handelt es sich bei den Sensorelementen um wechselstromgespeiste Schwingkreisspulen, so ist wichtig, dass das Gehäuse keinen Faraday'schen Käfig bildet, die Sensorelemente also mit sich vorbeibewegenden metallischen Objekten wechselwirken können. Typischerweise handelt es sich bei den mittels der Sensorelemente zu erfassenden Objekten um Räder von Schienenfahrzeugen, und in Fig. 1 ist ein Abschnitt einer Schiene 14 gezeigt. 1 shows a highly schematized top view of a proximity switch, denoted in its entirety by 10, with three sensor elements S1, S2 and S3 arranged in a housing 12. For clarification, the housing 12 is shown here as if one could see the three sensor elements S1, S2 and S3 in a plan view, which can actually be the case, but does not have to be. If the sensor elements are AC-powered resonant circuit coils, it is important that the housing does not form a Faraday cage, so that the sensor elements can interact with metallic objects moving past. Typically, these are those to be detected by means of the sensor elements objects around wheels of rail vehicles, and in Fig. 1 a section of rail 14 is shown.
Die Sensorelemente S1, S2 und S3 sind derart in dem Gehäuse angeordnet, dass die hier stark schematisiert und nur zum prinzipiellen Verständnis trapezförmig dargestellten Erfassungsbereiche 16, 18, 20 der einzelnen Sensorelemente, also diejenigen Raumbereiche, innerhalb derer die Sensorelemente S1, S2 und S3 das Vorhandensein eines Objektes, typischerweise eines Rades eines Schienenfahrzeuges, erfassen, räumlich zueinander so versetzt sind, dass sich ein in einer bestimmten Richtung durch die Erfassungsbereiche bewegendes Objekt nacheinander in die verschiedenen Erfassungsbereiche eintritt und diese dann in der gleichen Reihenfolge wieder verlässt. In der schematisierten Darstellung der Fig. 1 besitzen das Sensorelement S1 den durch die gestrichelte Linie dargestellten Erfassungsbereich 16, das Sensorelement S2 den durch die punktierte Linie dargestellten Erfassungsbereich 18 und das Sensorelement S3 den durch die strichpunktierte Linie dargestellten Erfassungsbereich 20. Die Erfassungsbereiche 16, 18 und 20 überlappen sich einem gitternetzartig schraffierten Überlappungsbereich 22, und ein sich dort befindendes Objekt wird von allen drei Sensorelementen S1, S2 und S3 erfasst. The sensor elements S1, S2 and S3 are arranged in the housing in such a way that the detection areas 16, 18, 20 of the individual sensor elements shown here in a highly schematic form and only for basic understanding, i.e. those spatial areas within which the sensor elements S1, S2 and S3 detect the presence of an object, typically a wheel of a rail vehicle, are spatially offset from one another in such a way that an object moving in a specific direction through the detection areas enters the different detection areas one after the other and then leaves them again in the same order. In the schematic representation of Fig. 1, the sensor element S1 has the detection area 16 shown by the dashed line, the sensor element S2 has the detection area 18 shown by the dotted line and the sensor element S3 has the detection area 20 shown by the dash-dotted line. The detection areas 16, 18 1 and 20 overlap in an overlap area 22 hatched in the manner of a grid, and an object located there is detected by all three sensor elements S1, S2 and S3.
Dabei sei an dieser Stelle betont, dass die Nummerierung der Erfassungsbereiche beliebig ist und nur zur Veranschaulichung dient. Je nach Ausgestaltung der Sensorelemente ist es theoretisch möglich, die Erfassungsbereiche sich kreuzen zu lassen, die Sensorelemente also z.B. so anzuordnen, dass ein in der Zeichnung rechtes Sensorelement einen in der Zeichnung mittigen Bereich, und ein mittiges Sensorelement den rechten Bereich abdeckt. Wichtig ist nicht, welches Sensorelement welchen Erfassungsbereich abdeckt, sondern dass bekannt ist, in welcher Reihenfolge ein sich in einer bestimmten Richtung bewegendes Objekt in die Erfassungsbereiche eintritt. Wichtig ist schließlich auch nicht, dass es sich bei den Sensorelementen um separate Bauteile handelt, sondern dass separate, sich partiell überlappende Erfassungsbereiche vorhanden sind. In diesem Sinne können auch drei entsprechende in einem einzigen Sensor realisierte Sensorfelder als "Sensorelemente" angesehen werden. Die Sensorelemente S1 , S2 und S3 wirken mit einer Auswertelogik 24 zusammen, die von den einzelnen Sensoren erzeugte Signale, z.B. Spannungsänderungen, auswertet und einen Zustandsautomaten zur Erkennung der Bewegungsrichtung und zur Identifizierung eines defekten Sensorelementes umfasst. Im dargestellten Beispiel ist die Auswertelogik zusammen mit den Sensorelementen in dem Gehäuse 12 angeordnet. Sie kann aber auch von den Sensorelementen separiert und z.B. Teil einer übergeordneten Steuerung sein. It should be emphasized at this point that the numbering of the detection areas is arbitrary and is only used for illustration. Depending on the design of the sensor elements, it is theoretically possible to have the detection areas cross, arranging the sensor elements such that a sensor element on the right in the drawing covers a central area in the drawing and a central sensor element covers the right area. It is not important which sensor element covers which detection area, but that it is known in which order an object moving in a certain direction enters the detection area. Finally, it is also not important that the sensor elements are separate components, but rather that there are separate, partially overlapping detection areas. In this sense, three corresponding sensor fields realized in a single sensor can also be regarded as "sensor elements". The sensor elements S1, S2 and S3 interact with an evaluation logic 24, which evaluates signals generated by the individual sensors, eg voltage changes, and includes a state machine for detecting the direction of movement and for identifying a defective sensor element. In the example shown, the evaluation logic is arranged in the housing 12 together with the sensor elements. However, it can also be separated from the sensor elements and, for example, be part of a higher-level controller.
Zur einfachen Erläuterung der Funktionsweise wird nun angenommen, dass ein sich auf der Schiene 14 von links nach rechts bewegendes Rad zunächst in den Erfassungsbereich 16 des Sensorelementes S1 , dann in den Erfassungsbereich 18 des Sensorelementes S2 und schließlich in den Erfassungsbereich 20 des Sensorelementes S3 eintritt, wobei es eine Überlappung der Erfassungsbereiche gibt, so dass, wie nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 näher erläutert wird, zu bestimmten Zeitpunkten jeweils zwei oder sogar alle drei Sensorelemente ansprechen. For a simple explanation of the mode of operation, it is now assumed that a wheel moving from left to right on the rail 14 first enters the detection area 16 of the sensor element S1, then enters the detection area 18 of the sensor element S2 and finally enters the detection area 20 of the sensor element S3. there is an overlap of the detection areas, so that, as will be explained in more detail below in connection with FIGS. 2 and 3, two or even all three sensor elements respond at specific times.
Bewegt sich das Rad in derselben Richtung weiter, so verlässt es die Erfassungsbereiche in der gleichen Reihenfolge, in der es in die Erfassungsbereiche eingetreten ist, d.h. es verlässt im Beispiel der Fig. 1 zunächst den Erfassungsbereich 16 des Sensorelementes S1 , dann den Erfassungsbereich 18 des Sensorelementes S2 und schließlich den Erfassungsbereich 20 des Sensorelementes S3. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Erfassungsbereiche wird es, wie sich aus der nachfolgenden Beschreibung noch näher ergibt, vorteilhaft möglich, sicher zwischen Fehlmeldungen und tatsächlichen Ereignissen zu unterscheiden und zudem ein Funktionieren des Näherungsschalters auch dann zu gewährleisten, wenn eines der Sensorelemente eine Fehlfunktion hat. If the wheel continues to move in the same direction, it leaves the detection areas in the same order in which it entered the detection areas, i.e. in the example in Fig. 1 it first leaves the detection area 16 of the sensor element S1, then the detection area 18 of the Sensor element S2 and finally the detection area 20 of the sensor element S3. This advantageous arrangement of the detection areas makes it possible, as will be seen in more detail from the following description, to reliably distinguish between incorrect reports and actual events and also to ensure that the proximity switch functions even if one of the sensor elements has a malfunction.
Die Fig. 2 zeigt zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung schematisiert die zeitlichen Verläufe 26, 28 und 30 von Signalen aus den drei Sensorelementen S1, S2 und S3, bildet also ein Schema des Ansprechens der drei Sensorelemente aus Fig. 1 beim Vorbeifahren eines metallischen Zugrades. "Signalverlauf" meint hier die Änderung einer bestimmten Messgröße über die Zeit, und entsprechend ist auf der Abszisse die Zeit in einer beliebigen Einheit aufgetragen. Darüber sind dimensionslos und zum Zwecke des leichteren Verständnisses übereinander versetzt die Signalverläufe 26, 28 und 30 dargestellt. In der Realität kann die Messgröße, wenn es sich bei dem Sensorelementen um Schwingkreisspulen handelt, z.B. ein Strom durch die jeweilige Spule sein, der dann nicht, wie in Fig. 2 gezeigt, streng rechteckig abfiele oder anstiege, sondern eher sinusförmig. Trüge man diesen auf der Ordinate auf und hätten die Spulen denselben Ruhestrom, überlagerten sich die Verläufe 26, 28 und 30 und wären nur zeitlich versetzt. Die Steilheit des Abfallens oder Ansteigens ist für das Verständnis der Erfindung aber nicht relevant, weshalb hier einfach angenommen werden kann, dass jedes Sensorelement S1 , S2 und S3 zwei Zustände hat, nämlich einen sog. Belegtzustand, der anzeigt, dass sich ein Objekt im Erfassungsbereich des jeweiligen Sensorelementes (S1, S2, S3) befindet, und ein Freizustand, der anzeigt, dass sich kein Objekt im Erfassungsbereich (16, 18, 20) des jeweiligen Sensorelementes befindet, wobei ein Belegtzustand nachfolgend und insbesondere in Fig. 3 durch 1 und ein Freizustand durch 0 dargestellt wird, und dass sich zu bestimmten Zeitpunkten die Zustände der jeweiligen Sensorelemente sprunghaft ändern. To explain the mode of operation of the invention, FIG. 2 shows diagrammatically the time curves 26, 28 and 30 of signals from the three sensor elements S1, S2 and S3, thus forming a diagram of the response of the three sensor elements from FIG. 1 when a metal train wheel passes by . "Signal progression" here means the change in a specific measured variable over time, and accordingly the time is plotted in any desired unit on the abscissa. Above are dimensionless and on top of each other for ease of understanding the signal curves 26, 28 and 30 are shown offset. In reality, if the sensor elements are oscillating circuit coils, the measured variable can be, for example, a current through the respective coil, which then does not rise or fall in a strictly rectangular manner, as shown in FIG. 2, but rather sinusoidally. If this were plotted on the ordinate and if the coils had the same quiescent current, the curves 26, 28 and 30 would be superimposed and would only be offset in time. However, the steepness of the fall or rise is not relevant for understanding the invention, which is why it can simply be assumed here that each sensor element S1, S2 and S3 has two states, namely a so-called occupied state, which indicates that an object is in the detection area of the respective sensor element (S1, S2, S3) and a free state, which indicates that there is no object in the detection range (16, 18, 20) of the respective sensor element, with an occupied state being indicated below and in particular in Fig. 3 by 1 and an idle state is represented by 0, and that the states of the respective sensor elements change suddenly at certain points in time.
Wenn hier der Einfachheit halber davon gesprochen wird, dass "ein Sensorelement einen Zustand" hat, meint dies, dass dem von ihm ausgegebenen Signal, das analog oder digital sein kann, eine bestimmte Information entnommen werden kann, nämlich, ob sich ein Objekt im Erfassungsbereich des Sensorelementes befindet (Zustand 1) oder nicht (Zustand 0). Dabei muss diese Information nicht immer stimmen: aufgrund eines Defekts oder einer Störung kann es dazu kommen, dass Sensorelemente falsch "anzeigen", also dauerhaft in einen Belegt- oder Freizustand gehen, wobei es die Erfindung - wie nachfolgend noch detailliert dargelegt - vorteilhaft ermöglicht, solche "falschen Zustände" zu erkennen und dennoch die Bewegungsrichtung eines Objektes zu ermitteln und sogar das fehlerhafte Sensorelement zu identifizieren. If, for the sake of simplicity, it is said here that "a sensor element has a state", this means that specific information can be taken from the signal it outputs, which can be analog or digital, namely whether an object is in the detection range of the sensor element is (state 1) or not (state 0). This information does not always have to be correct: due to a defect or a fault, it can happen that sensor elements "display" incorrectly, i.e. permanently go into an occupied or free state, whereby the invention - as explained in detail below - advantageously makes it possible to recognize such "false states" and still determine the direction of movement of an object and even identify the faulty sensor element.
In dem im Zusammenhang mit den Figuren erläuterten Beispiel sind die drei Sensorelemente S1 , S2 und S3 so angeordnet, dass ein sich in Fig. 1 von links nach rechts bewegender Gegenstand, also z.B. ein Zugrad, zuerst in den Erfassungsbereich 16 des ersten Sensorelements S1 eintritt, was zum in Fig. 2 gezeigten Zeitpunkt T1 erfolgt, so dass sich das vom Sensorelement S1 erzeugte Signal und damit der Signalverlauf 26 ändert. Der Gegenstand bewegt sich dann weiter und tritt zum Zeitpunkt T2 in den Erfassungsbereich 18 des zweiten Sensorelements S2 ein, wodurch sich auch der Signalverlauf 28 ändert. Bewegt sich dieser Gegenstand dann in derselben Richtung weiter, tritt er zum Zeitpunkt T3 schließlich in den Erfassungsbereich 20 des dritten Sensorelementes S3 ein, wodurch sich auch der Signalverlauf 30 ändert. Da die Erfassungsbereiche so angeordnet sind, dass sie sich räumlich überlappen, gibt es für sich in einer Richtung bewegende Objekte auch zeitliche Überlappungsbereiche, insbesondere einen zeitlichen Überlappungsbereich 32, in dem das Objekt von allen drei Sensorelementen gleichzeitig erfasst wird. In einem zeitlichen Überlappungsbereich 34 wird das Objekt nur vom ersten und zweiten Sensorelement, in einem zeitlichen Überlappungsbereich 36 nur vom zweiten und dritten Sensorelement erfasst. In the example explained in connection with the figures, the three sensor elements S1, S2 and S3 are arranged such that an object moving from left to right in FIG. 1, e.g. a train wheel, first enters the detection range 16 of the first sensor element S1 , which takes place at time T1 shown in FIG. 2, so that the signal generated by sensor element S1 and thus signal curve 26 changes. The object then moves further and enters the detection range 18 of the second sensor element S2 at time T2, as a result of which the signal curve 28 also changes. If this object then continues to move in the same direction, it finally enters the detection range 20 of the third sensor element S3 at time T3, as a result of which the signal profile 30 also changes. Since the detection areas are arranged such that they spatially overlap, there are also temporal overlapping areas for objects moving in one direction, in particular a temporal overlapping area 32 in which the object is simultaneously detected by all three sensor elements. In a temporal overlap region 34 the object is detected only by the first and second sensor element, in a temporal overlap region 36 only by the second and third sensor element.
Zum Zeitpunkt T4 verlässt das Objekt dann, wenn es sich weiter in der bestimmten Richtung bewegt, den Erfassungsbereich des Sensorelementes S1. Es befindet sich dann noch im zeitlichen Überlappungsbereich 36 und wird entsprechend von beiden Sensorelementen S2 und S3 erfasst. Zum Zeitpunkt T5 verlässt es den Erfassungsbereich des zweiten Sensorelementes S2 und wird nur noch vom Sensorelement S3 erfasst. Zum Zeitpunkt T6 verlässt das Objekt dann schließlich auch den Erfassungsbereich des dritten Sensorelementes S3. At time T4, if the object continues to move in the specific direction, it leaves the detection range of sensor element S1. It is then still in the temporal overlap area 36 and is correspondingly detected by the two sensor elements S2 and S3. At time T5 it leaves the detection range of the second sensor element S2 and is only detected by sensor element S3. Finally, at time T6, the object also leaves the detection range of the third sensor element S3.
Umfasst der Näherungsschalter wie im dargestellten Beispiel drei Sensorelemente, die jeweils in einem Belegt- und Freizustand sein können, so ergeben sich acht Kombinationsmöglichkeiten der Zustände, nachfolgend Schalterzustände genannt, die von dem in Fig. 3 dargestellten Zustandsautomaten 40 abgebildet werden. Jeder Schalterzustand 41, 42, ..., 48 entspricht also einer Kombination der Zustände, in denen sich die drei Sensorelemente S1 , S2 und S3 des Näherungsschalters zu einem bestimmten Zeitpunkt befinden, wobei Fig. 3 wie folgt zu lesen ist: Im sog. Grundzustand 41, wenn sich in keinem der drei Erfassungsbereiche der drei Sensorelemente des Näherungsschalters ein Objekt befindet (oder eines der Sensorelemente aufgrund einer Störung fehlerhaft angibt, kein Objekt zu erfassen), sind alle Sensorelemente im Zustand 0. If the proximity switch comprises three sensor elements, as in the example shown, which can each be in an occupied and free state, then there are eight possible combinations of the states, referred to below as switch states, which are mapped by the state machine 40 shown in FIG. 3 . Each switch state 41, 42, ..., 48 therefore corresponds to a combination of the states in which the three sensor elements S1, S2 and S3 of the proximity switch are located at a specific point in time, with Fig. 3 being read as follows: In the so-called Basic state 41, if there is no object in any of the three detection ranges of the three sensor elements of the proximity switch (or one of the sensor elements incorrectly indicates that no object is detected due to a fault), all sensor elements are in state 0.
Wie bereits erläutert, wird bei diesem Beispiel davon ausgegangen, dass die Erfassungsbereiche so angeordnet sind, dass ein sich in Fig. 1 von links nach rechts bewegendes Objekt zuerst in den Erfassungsbereich 16 des Sensorelementes S1 , dann in den Erfassungsbereich 18 des Sensorelementes S2 und schließlich in den Erfassungsbereich 20 des Sensorelementes S3 eintritt und die entsprechenden Erfassungsbereiche dann in der gleichen Reihenfolge wieder verlässt, also zuerst aus dem Erfassungsbereich 16 des Sensorelementes S1, dann aus dem Erfassungsbereich 18 des Sensorelementes S2 und schließlich aus dem Erfassungsbereich 20 des Sensorelementes S3 austritt. Dieser Fall entspricht einem Umlauf in dem Zustandsautomaten der Fig. 3 im Uhrzeigersinn durch die in den äußeren Kreisen gezeigten Schalterzustände 41 ,42, 43, 44, 45, 46. Bewegte sich das Objekt in entgegengesetzter Richtung, träte es zuerst in den Erfassungsbereich des Sensorelementes S3 ein. Eine Bewegung des Objektes in der entgegengesetzten Richtung entspricht damit einer Zustandsänderung vom Zustand 41 über die Zustände 46, 45, 44, 43, 42 zurück zu 41 , und damit einer Bewegung gegen den Uhrzeigersinn durch die äußeren Kreise in Fig. 3. Der Zustandsautomat 40 zur Auswertung der von den einzelnen Sensorelementen tatsächlich gelieferten Informationen, die digital oder analog sein können, kann in Form von Software, aber auch als Hardwareschaltung, realisiert sein. As already explained, it is assumed in this example that the detection areas are arranged in such a way that an object moving from left to right in Fig. 1 first enters the detection area 16 of the sensor element S1, then into the detection area 18 of the sensor element S2 and finally into the detection area 20 of the sensor element S3 and then leaves the corresponding detection areas again in the same order, i.e. first from the detection area 16 of the sensor element S1, then from the detection area 18 of the sensor element S2 and finally exits the detection area 20 of the sensor element S3. This case corresponds to a clockwise rotation in the state machine of FIG. 3 through the switch states 41, 42, 43, 44, 45, 46 shown in the outer circles. If the object moved in the opposite direction, it would first enter the detection range of the sensor element S3 on. A movement of the object in the opposite direction thus corresponds to a state change from state 41 via states 46, 45, 44, 43, 42 back to 41, and thus a counter-clockwise movement through the outer circles in Fig. 3. The state machine 40 for evaluating the information actually supplied by the individual sensor elements, which can be digital or analog, can be implemented in the form of software, but also as a hardware circuit.
Wenn ein Objekt zuerst in den Erfassungsbereich des Sensorelementes S1 eintritt, ändert sich dessen Zustand von "frei" auf "belegt", was in dem Zustandsautomaten 40 der Fig. 3 durch eine 1 dargestellt ist, S1 = 1 bedeutet also nichts anderes, als dass das Sensorelement S1 das Vorhandensein eines Objektes erfasst hat. Entsprechend bedeuten S2 = 0 und S3 = 0, dass das Objekt von den Sensorelementen S2 und S3 noch nicht erfasst wurde. When an object first enters the detection range of the sensor element S1, its state changes from "free" to "occupied", which is represented by a 1 in the state machine 40 of FIG. 3, so S1 = 1 means nothing other than that the sensor element S1 has detected the presence of an object. Correspondingly, S2=0 and S3=0 mean that the object has not yet been detected by the sensor elements S2 and S3.
Bewegt sich das Objekt weiter, gelangt es in den Erfassungsbereich des zweiten Sensorelementes, und der Zustand des Sensorelementes S2 ändert sich von 0 auf 1. Da sich die Erfassungsbereiche wie oben beschrieben überschneiden, wird es weiterhin auch vom ersten Sensorelement erfasst (S1 = 1 | S2 = 1 | S3 = 0). Bewegt sich das Objekt weiter, wird es schließlich von allen drei Sensorelementen erfasst (S1 = 1 | S2 = 1 | S3 = 1). Das Objekt verlässt dann den Erfassungsbereich des ersten Sensorelements, wird aber weiterhin von den Sensorelementen S2 und S3 erfasst (S1 = 0 | S2 = 1 | S3 = 1). Wenn das Objekt dann auch den Erfassungsbereich des zweiten Sensorelements verlassen hat, ändert sich der Zustand der drei Sensorelemente zu S1 = 0 | S2 = 0 | S3 = 1 , bevor das Objekt schließlich von keinem Sensorelement mehr erfasst wird (S1 = 0 | S2 = 0 | S3 =0). Die beiden inneren Kreise in Fig. 3 zeigen bei der hier getroffenen Anordnung der Sensorelemente "unmögliche" Schalterzustände 47 und 48, die nur zustande kommen können, wenn ein Sensorelement fehlerhaft arbeitet. Den Schalterzustand 47 mit S1 = 0 | S2 = 1 | S3 = 0 kann es bei diesem Ausführungsbeispiel bei fehlerfreier Arbeit der Sensorelemente nicht geben, da hier die Erfassungsbereiche so angeordnet sind, dass Objekte je nach Bewegungsrichtung entweder zuerst in den Erfassungsbereich des Sensorelementes S1 oder denjenigen des Sensorelementes S3 eintreten und es einen Überlappungsbereich gibt, in dem sich alle drei Erfassungsbereiche überlappen. Zusammen mit der Tatsache, dass die Erfassungsbereiche erfindungsgemäß so angeordnet sind, das sich in eine Richtung bewegende Objekte nacheinander in die einzelnen Erfassungsbereiche eintreten und in diese in derselben Reihenfolge nacheinander wieder verlassen, ergibt sich damit zwingend, dass es nicht nur einen Überlappungsbereich gibt, in dem sich alle drei Erfassungsbereiche überlappen, sondern auch einen Überlappungsbereich, in dem sich der erste und der zweite Erfassungsbereich überlappen, und einen Überlappungsbereich, in dem sich der zweite und der dritte Erfassungsbereich überlappen, während es unmöglich ist, dass ein Objekt lediglich im Erfassungsbereich des Sensorelementes S2, der im Beispiel zwischen den Erfassungsbereichen der Sensorelemente S1 und S3 liegt. If the object moves further, it enters the detection range of the second sensor element and the status of sensor element S2 changes from 0 to 1. Since the detection ranges overlap as described above, it continues to be detected by the first sensor element (S1 = 1 | S2 = 1 | S3 = 0). If the object continues to move, it will eventually be detected by all three sensor elements (S1 = 1 | S2 = 1 | S3 = 1). The object then leaves the detection range of the first sensor element, but is still detected by sensor elements S2 and S3 (S1 = 0 | S2 = 1 | S3 = 1). When the object has also left the detection range of the second sensor element, the status of the three sensor elements changes to S1=0| S2 = 0 | S3 = 1 before the object is finally no longer detected by any sensor element (S1 = 0 | S2 = 0 | S3 =0). The two inner circles in FIG. 3 show "impossible" switch states 47 and 48 for the arrangement of the sensor elements that is made here, which can only come about if a sensor element is working incorrectly. The switch state 47 with S1 = 0 | S2 = 1 | S3 = 0 cannot exist in this exemplary embodiment if the sensor elements are working correctly, since the detection areas are arranged here in such a way that objects either first enter the detection area of sensor element S1 or that of sensor element S3, depending on the direction of movement, and there is an overlapping area in which all three detection areas overlap. Together with the fact that the detection areas are arranged according to the invention in such a way that objects moving in one direction enter the individual detection areas one after the other and leave them again one after the other in the same order, it follows that there is not just one overlapping area, in where all three detection areas overlap, but also an overlap area where the first and second detection areas overlap, and an overlap area where the second and third detection areas overlap, while it is impossible for an object to be detected only in the detection area of the Sensor element S2, which is in the example between the detection areas of the sensor elements S1 and S3.
Der Schalterzustand 47 ist also unmöglich und wird als Fehler erkannt, so dass eine entsprechende Fehlermeldung generiert und an eine übergeordnete Steuereinheit gesandt werden kann. In gleicher Weise ist auch der Schalterzustand 48 mit S1 = 1 | S2 = 0 | S3 = 1 unmöglich, da sich das Objekt bei der Anordnung der Erfassungsbereiche gemäß dem Beispiel dann, wenn es sich im Überlappungsbereich der Erfassungsbereiche des ersten und des dritten Sensorelementes befindet, zwingend auch im Erfassungsbereich des zweiten Sensorelementes befinden muss. Auch dieses Signalbild wird als Fehler erkannt und kann an eine übergeordnete Steuereinheit gemeldet werden. Switch state 47 is therefore impossible and is recognized as an error, so that a corresponding error message can be generated and sent to a higher-level control unit. In the same way, the switch state 48 with S1=1 | S2 = 0 | S3=1 impossible because the object in the arrangement of the detection areas according to the example must also be in the detection area of the second sensor element when it is in the overlapping area of the detection areas of the first and third sensor elements. This signal aspect is also recognized as an error and can be reported to a higher-level control unit.
Die Auswertung der Reihenfolge, in der sich die Schalterzustände 41 , 42, ... , 48 ändern, ermöglicht es vorteilhaft, in besonders einfacher Weise nicht nur die Bewegungsrichtung eines sich an dem Näherungsschalter vorbeibewegenden Objektes zu bestimmen, sondern auch, ein gegebenenfalls defektes Sensorelement zu identifizieren, und zwar selbst dann zuverlässig, wenn ein Sensorelement defekt sein und sich z.B. permanent in einem Belegt- oder einem Freizustand befinden sollte. Dies wird aus folgender Tabelle 1 deutlich, in der möglicheThe evaluation of the order in which the switch states 41, 42, . . to be identified, even reliably if a sensor element is defective and should, for example, be permanently in an occupied or free state. This is evident from Table 1 below, in which possible
Zustandsänderungen dargestellt sind:
Figure imgf000017_0001
State changes are shown:
Figure imgf000017_0001
Tabelle 1 - Zustandsänderung der Schalterzustände aus Fig. 3 Table 1 - State change of the switch states from Fig. 3
Dabei sind in der linken Spalte verschiedene Reihenfolgen der Schalterzustände 41 bis 48 aus Fig. 3 gezeigt. Die Abkürzung "i.O." bedeutet "in Ordnung", die Abkürzung "FR L-R" bedeutet "Fahrtrichtung von links nach rechts" (also mit Bezug auf Fig. 3 eine Vorbeibewegung des Objektes an dem Näherungsschalter von links nach rechts) und die Abkürzung "FR R-L" bedeutet "Fahrtrichtung von rechts nach links " (also mit Bezug auf Fig. 3 eine Vorbeibewegung des Objektes an dem Näherungsschalter von rechts nach links). Wie die Tabelle zeigt, erlaubt es der Zustandsautomat, aus der Reihenfolge der Schalterzustände auch dann, wenn sich ein Sensorelement aufgrund eines Defekts in einem permanenten Belegt- oder Freizustand befinden sollte, die Fahrtrichtung eindeutig zu erfassen, das defekte Sensorelement zu identifizieren und sogar die Art des Defekts (falsch belegt, falsch frei) zu bestimmen. Dies ermöglicht es auch, entsprechende Meldungen für Wartungs- und Instandsetzungsteams zu generieren, so dass diese dann genau wissen, was en einem Näherungsschalter ggf. zu reparieren ist. Different sequences of the switch states 41 to 48 from FIG. 3 are shown in the left column. The abbreviation "iO" means "okay", the abbreviation "FR LR" means "direction of travel from left to right" (i.e. with reference to Fig. 3 a movement of the object past the proximity switch from left to right) and the abbreviation "FR RL" means "direction of travel from right to left" (that is, with reference to FIG. 3, the object moves past the proximity switch from right to left). As the table shows, the state machine allows, from the sequence of the switch states, even if a sensor element should be in a permanent occupied or free state due to a defect, to clearly detect the direction of travel, to identify the defective sensor element and even to identify the type of the defect (wrongly assigned, wrongly free). This also enables appropriate notifications for To generate maintenance and repair teams so that they then know exactly what needs to be repaired in a proximity switch.
Bei der typischen Anwendung eines entsprechenden Näherungsschalters zur Überwachung eines Gleisabschnittes eines Schienensystems, ist das zu erfassende Objekt ein Rad eines Schienenfahrzeuges, das sich entweder von links nach rechts oder von rechts nach links an dem Näherungsschalter vorbeibewegt, wenn dieser bestimmungsgemäß verbaut ist und die Sensorelemente praktisch horizontal nebeneinander liegen. Wird der genaue Zeitpunkt einer Zustandsänderung erfasst, kann, da die Abstände der Erfassungsbereiche bekannt sind, zudem die Relativgeschwindigkeit, mit der sich Objekt und Näherungsschalter aneinander vorbeibewegen, ermittelt werden, wobei es in den meisten Anwendungsfällen so sein wird, dass sich lediglich das Objekt bewegt, der Näherungsschalter aber ortsfest montiert ist. In the typical application of a corresponding proximity switch for monitoring a track section of a rail system, the object to be detected is a wheel of a rail vehicle that moves past the proximity switch either from left to right or from right to left if this is installed as intended and the sensor elements are practical lie horizontally next to each other. If the exact time of a status change is recorded, since the distances between the detection areas are known, the relative speed at which the object and proximity switch move past one another can also be determined, although in most applications it will be the case that only the object moves , but the proximity switch is installed in a fixed position.
Ein erfindungsgemäßer Näherungsschalter erlaubt es auch, die Signalbilder in besonders betriebssicherer Weise auszuwerten und zum Beispiel zur Generierung von Zählimpulsen und, durch Anordnung von wenigstens einem Näherungsschalter am Anfang und einem Näherungsschalter am Ende eines Gleisabschnitts, zur Überwachung des Gleisabschnitts hinsichtlich des Vorhandenseins eines Schienenfahrzeugs zu nutzen. Die Auswertung der Signalbilder kann dabei in an sich bekannter Weise nach einer "2 out of 3"-Wertung erfolgen: Da in jedem Signalbild drei Zustände enthalten sind, führt selbst bei einem defekten Sensorelement die Wertung immer zu einem betriebssicheren Ergebnis. Zeigt nur eines der drei Sensorelemente das Vorhandensein eines Objektes an, wird das vom Näherungsschalter an eine übergeordnete Steuerung gemeldete Signal noch als frei gewertet. Zeigen wenigstens zwei der drei Sensorelemente das Vorhandensein eines Objektes an, wird das vom Näherungsschalter an eine übergeordnete Steuerung gemeldete Signal als belegt gewertet. Damit entsprechen alle Schalterzustände 41 , 42, 46 und 47 in der durch die gestrichelte Linie abgegrenzten oberen Hälfte A der Fig. 3 einer Freimeldung, alle in der unteren Hälfte B der Fig. 3 dargestellten Schalterzustände 43, 44, 45 und 48 einer Belegtmeldung. Durch das Erfassen der Reihenfolge der Zustandsänderungen, also z.B. von 42 zu 43 und wieder zurück zu 42 kann auch ein sogenanntes "Anpendeln", bei dem ein Rad den Schalter nicht komplett überfährt, im Beispiel also sondern z.B. nur in die Erfassungsbereiche der Sensorelemente S1 und S2 gelangt und dann wieder zurückrollt, von einem kompletten Überfahren des Sensors unterschieden und ein "Ein-" oder "Auszählen", d.h. eine Zählung, ob ein Rad in einen Gleisabschnitt ein- oder aus selbigem herausgefahren ist, nur bei vollständigem Überfahren des Schalters erfolgen. Zur Überwachung des Gleisabschnitts wird dann verglichen, ob die Anzahl der eingezählten Räder mit der Anzahl der ausgezählten Räder übereinstimmt. Wenn dies der Fall ist, kann davon ausgegangen werden, dass ein in den Gleisabschnitt eingefahrenes Schienenfahrzeug diesen wieder verlassen hat, der entsprechende Gleisabschnitt also frei ist. A proximity switch according to the invention also allows the signal images to be evaluated in a particularly reliable manner and used, for example, to generate counting pulses and, by arranging at least one proximity switch at the beginning and one proximity switch at the end of a track section, to monitor the track section with regard to the presence of a rail vehicle . The signal images can be evaluated in a manner known per se according to a "2 out of 3" evaluation: Since each signal image contains three states, the evaluation always leads to an operationally reliable result even if the sensor element is defective. If only one of the three sensor elements indicates the presence of an object, the signal reported by the proximity switch to a higher-level controller is still evaluated as free. If at least two of the three sensor elements indicate the presence of an object, the signal reported by the proximity switch to a higher-level controller is evaluated as occupied. All switch states 41, 42, 46 and 47 in the upper half A of FIG. 3 delimited by the broken line correspond to a free message, and all switch states 43, 44, 45 and 48 shown in the lower half B of FIG. 3 correspond to an occupancy message. By capturing the sequence of the status changes, eg from 42 to 43 and back to 42, a so-called "pendulum" can also be achieved, in which a wheel does not completely run over the switch, in the example but only in the detection ranges of the sensor elements S1 and S2 and then rolls back again, distinguished from a complete overrun of the sensor and a "in" or "count out", ie a count of whether a wheel has entered or left a track section, only with complete crossing of the switch. To monitor the track section, a comparison is then made as to whether the number of counted wheels matches the number of counted wheels. If this is the case, it can be assumed that a rail vehicle that has entered the track section has left it again, ie the corresponding track section is free.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich z.B. auf die Anzahl und Ausgestaltung der Sensorelemente und der Erfassungsbereiche beziehen. Aufgrund seiner oben beschriebenen Eigenschaften bietet der Näherungsschalter eine extrem hohe Ausfallsicherheit. Gleichwohl können, wenn z.B. bei stark befahrenen Bereichen eine zusätzliche Redundanz gewünscht ist, zusätzlich zu den drei Sensorelementen weitere Sensorelemente mit entsprechenden Erfassungsbereichen vorgesehen werden, die die ersten bis dritten Erfassungsbereiche ergänzen oder zusätzlich abdecken. Diese zusätzlichen Sensorelemente können in den Näherungsschalter integriert werden. Auch ist es möglich, z.B. am Anfang und am Ende eines zu überwachenden Gleisabschnittes jeweils zwei erfindungsgemäße Näherungsschalter anzuordnen und jeden der beiden am Anfang befindlichen Näherungsschalter mit jedem der am Ende des Gleisabschnittes angeordneten Näherungsschalter zu jeweils einem Achszählkreis bestehend aus einem Näherungsschalter am Anfang und einem Näherungsschalter am Ende des Gleisabschnittes zu koppeln. Numerous modifications and developments are possible within the scope of the inventive idea, which relate, for example, to the number and design of the sensor elements and the detection areas. Due to the properties described above, the proximity switch offers extremely high reliability. Nevertheless, if additional redundancy is desired, e.g. These additional sensor elements can be integrated into the proximity switch. It is also possible, for example, to arrange two proximity switches according to the invention at the beginning and at the end of a track section to be monitored and each of the two proximity switches located at the beginning with each of the proximity switches arranged at the end of the track section to form an axle counting circuit consisting of a proximity switch at the beginning and a proximity switch to couple at the end of the track section.
Es versteht sich, dass die gewählten Ausdrücke erste, zweiter, dritter Erfassungsbereich bzw. erstes, zweites und drittes Sensorelement willkürlich sind und sich an Stelle der gezeigten Anordnung, bei der sich das zweite Sensorelement zwischen dem ersten und dem dritten Sensorelement befindet, auch andere Anordnungen getroffen werden können. Wichtig ist, dass sich die Erfassungsbereiche hinsichtlich ihres Beginns und Endes unterscheiden, ein Objekt also nicht gleichzeitig die Erfassungsbereiche zweier Sensorelemente verlässt oder betritt, sich aber alle drei in einem gemeinsamen Überlappungsbereich überschneiden. Auch müssen die Sensorelemente nicht induktiv arbeiten, wobei sich induktive Sensorelemente jedoch gerade für Anwendungen im Eisenbahnbereich besonders bewährt haben und daher in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zum Einsatz kommen. It goes without saying that the chosen expressions first, second, third detection area or first, second and third sensor element are arbitrary and instead of the arrangement shown, in which the second sensor element is located between the first and the third sensor element, other arrangements can also be used can be met. It is important that the detection areas differ in terms of their beginning and end, i.e. an object does not leave or enter the detection areas of two sensor elements at the same time, but that all three are in a common overlapping area overlap. The sensor elements also do not have to work inductively, although inductive sensor elements have proven particularly effective for applications in the railway sector and are therefore used in a preferred embodiment of the invention.
BEZUGSZEICHENLISTE REFERENCE LIST
10 Näherungsschalter 10 proximity switches
12 Gehäuse 12 housing
14 Schiene 14 rail
16, 18, 20 Erfassungsbereich 16, 18, 20 detection range
22 Überlappungsbereich 22 Overlap area
24 Auswertelogik 24 evaluation logic
26, 28, 30 zeitlicher Signalverlauf 26, 28, 30 waveform over time
32, 34, 36 zeitlicher Überlappungsbereich 32, 34, 36 temporal overlap area
40 Zustandsautomat 40 state machine
41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 Schalterzustand 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 Switch state
S1 , S2, S3 Sensorelement S1 , S2, S3 sensor element
T1 , T2, T3, T4, T5, T6 Zeitpunkt T1 , T2, T3, T4, T5, T6 point in time

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Näherungsschalter (10) mit einem ersten Sensorelement (S1) mit einem ersten Erfassungsbereich (16) zur Erfassung eines sich durch den ersten Erfassungsbereich (16) bewegenden Objektes, einem zweiten Sensorelement (S2) mit einem zweiten Erfassungsbereich (18) zur Erfassung eines sich durch den zweiten Erfassungsbereich (18) bewegenden Objektes und einem dritten Sensorelement (S3) mit einem dritten Erfassungsbereich (20) zur Erfassung eines sich durch den dritten Erfassungsbereich (20) bewegenden Objektes, wobei die Erfassungsbereiche (16, 18, 20) der drei Sensorelemente (S1, S2, S3) räumlich derart verteilt angeordnet sind, dass ein sich in einer bestimmter Richtung durch die Erfassungsbereiche bewegendes Objekt nacheinander in die Erfassungsbereiche (16, 18, 20) eintritt und diese in der gleichen Reihenfolge wieder verlässt, und wobei es einen Überlappungsbereich (22) gibt, in dem sich die Erfassungsbereiche (16, 18, 20) so überlappen, dass ein sich dort befindendes Objekt von allen drei Sensorelementen (S1, S2, S3) erfasst wird, gekennzeichnet durch eine Auswertelogik (24) mit einem Zustandsautomaten (40) zur Erkennung der Bewegungsrichtung und zur Identifizierung eines defekten Sensorelementes. 1. Proximity switch (10) with a first sensor element (S1) with a first detection area (16) for detecting an object moving through the first detection area (16), a second sensor element (S2) with a second detection area (18) for detecting a moving through the second detection area (18) and a third sensor element (S3) with a third detection area (20) for detecting an object moving through the third detection area (20), wherein the detection areas (16, 18, 20) of the three Sensor elements (S1, S2, S3) are arranged spatially distributed in such a way that an object moving through the detection areas in a specific direction enters the detection areas (16, 18, 20) one after the other and leaves them again in the same order, and wherein it there is an overlap area (22) in which the detection areas (16, 18, 20) overlap in such a way that an object located there is different from all of them three sensor elements (S1, S2, S3) is detected, characterized by an evaluation logic (24) with a state machine (40) for detecting the direction of movement and for identifying a defective sensor element.
2. Näherungsschalter (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelogik (24) zusammen mit den Sensorelementen (S1, S2, S3) in einem gemeinsamen Gehäuse (12) angeordnet ist. 2. Proximity switch (10) according to claim 1, characterized in that the evaluation logic (24) is arranged together with the sensor elements (S1, S2, S3) in a common housing (12).
3. Näherungsschalter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertelogik (24) von den Sensorelementen (S1, S2, S3) separiert ist. 3. Proximity switch (10) according to claim 1, characterized in that the evaluation logic (24) is separated from the sensor elements (S1, S2, S3).
4. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsbereiche jeweils die gleiche Breite haben. 4. Proximity switch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the detection areas each have the same width.
5. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiteres Sensorelement vorgesehen ist, dessen Erfassungsbereich sich mit einem der anderen Erfassungsbereiche überlappen kann. 5. Proximity switch according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one further sensor element is provided, the detection area can overlap with one of the other detection areas.
6. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente induktiv arbeiten, insbesondere mittels wechselstromgespeister Schwingkreisspulen. 6. Proximity switch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sensor elements work inductively, in particular by means of AC-powered resonant circuit coils.
7. Näherungsschalter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (S1 , S2, S3) in einem gemeinsamen Gehäuse (12) so angeordnet sind, dass sie im bestimmungsgemäßen Montagezustand des Gehäuses (12) an einem zu überwachenden Ort (14) in der zu erwartenden Bewegungsrichtung eines zu erfassenden Objektes hintereinander liegen. 7. Proximity switch (10) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor elements (S1, S2, S3) are arranged in a common housing (12) so that they in the intended assembly state of the housing (12) on a location (14) to be monitored in the expected direction of movement of an object to be detected one behind the other.
8. Verfahren zum Betreiben eines Näherungsschalters (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei jedem Sensorelement (S1 , S2, S3) ein Belegtzustand, der anzeigt, dass sich ein Objekt im Erfassungsbereich (16, 18, 20) des jeweiligen Sensorelementes (S1, S2, S3) befindet, und ein Freizustand, der anzeigt, dass sich kein Objekt im Erfassungsbereich (16, 18, 20) des jeweiligen Sensorelementes befindet, zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Belegt- und Freizustände der drei Sensorelemente (S1, S2, S3) von dem Zustandsautomaten in acht Schalterzuständen (41, 42, ..., 48) abgebildet werden und die Reihenfolge bei Übergängen von einem Schalterzustand (41, 42, ..., 48) zu einem anderen erfasst und zur Bestimmung der Bewegungsrichtung des Objektes und ggf. zur Identifizierung eines defekten Sensorelementes (S1, S2, S3) ausgewertet wird. 8. A method for operating a proximity switch (10) according to any one of claims 1 to 7, wherein each sensor element (S1, S2, S3) has an occupancy state which indicates that an object is in the detection area (16, 18, 20) of the respective sensor element (S1, S2, S3) and a free state, which indicates that there is no object in the detection range (16, 18, 20) of the respective sensor element, is assigned, characterized in that the occupied and free states of the three sensor elements ( S1, S2, S3) are mapped by the state machine in eight switch states (41, 42, ..., 48) and the order in transitions from one switch state (41, 42, ..., 48) to another is detected and to Determination of the direction of movement of the object and, if necessary, to identify a defective sensor element (S1, S2, S3) is evaluated.
9. Verfahren zum Betreiben eines Näherungsschalters (10) nach Anspruch 8, wobei eine Freimeldung erzeugt wird, wenn keines der Sensorelemente (S1 , S2, S3) oder nur eines der Sensorelemente (S1 , S2, S3) das Vorhandensein eines Objektes erfasst, und eine Belegtmeldung erzeugt wird, wenn wenigstens zwei Sensorelemente (S1 , S2, S3) das Vorhandensein eines Objektes erfassen. 9. Method for operating a proximity switch (10) according to claim 8, wherein a clear message is generated if none of the sensor elements (S1, S2, S3) or only one of the sensor elements (S1, S2, S3) detects the presence of an object, and an occupancy message is generated when at least two sensor elements (S1, S2, S3) detect the presence of an object.
10. Verfahren zum Betreiben eines Näherungsschalters (10) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, wobei die Sensorelemente (S1, S2, S3) so angeordnet sind, dass ein sich in einer bestimmten Richtung durch die Erfassungsbereiche bewegendes Objekt zuerst in den Erfassungsbereich (16) des ersten Sensorelementes (S1), dann in den Erfassungsbereich (18) des zweiten Sensorelementes (S2) und dann in den Erfassungsbereich (20) des dritten Sensorelementes (S3) eintritt, und eine Fehlermeldung erzeugt wird, wenn nur das zweite Sensorelement (S2) oder nur das erste und das dritte Sensorelement (S1, S3) das Vorhandensein eines Objektes in dem entsprechenden Erfassungsbereich erfassen. 10. Method for operating a proximity switch (10) according to claim 8 or claim 9, wherein the sensor elements (S1, S2, S3) are arranged in such a way that an object moving in a specific direction through the detection areas first enters the detection area (16). of the first sensor element (S1), then into the detection area (18) of the second sensor element (S2) and then into the detection area (20) of the third sensor element (S3), and an error message is generated if only the second sensor element (S2) or only the first and third sensor elements (S1, S3) detect the presence of an object in the corresponding detection area.
11. Anordnung zur Überwachung eines Gleisabschnittes im Hinblick auf das Vorhandensein eines Schienenfahrzeugs in dem Gleisabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass am Beginn und am Ende des Gleisabschnittes jeweils wenigstens ein induktiver Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vorgesehen ist, die mit einer übergeordneten Steuerung kommunikativ gekoppelt sind. 11. Arrangement for monitoring a track section with regard to the presence of a rail vehicle in the track section, characterized in that at least one inductive proximity switch according to one of claims 1 to 7 is provided at the beginning and at the end of the track section, which communicates with a higher-level controller are coupled.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Beginn und am Ende des Gleisabschnittes jeweils zwei Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vorgesehen sind, wobei jeder der am Anfang des Gleisabschnittes vorgesehenen Näherungsschalter mit beiden der am Ende des Gleisabschnittes vorgesehen Näherungsschalter zu zwei unabhängigen Zählkreisen verknüpft ist. 12. Arrangement according to claim 11, characterized in that two proximity switches according to one of claims 1 to 7 are provided at the beginning and at the end of the track section, each of the proximity switches provided at the beginning of the track section being connected to both of the proximity switches provided at the end of the track section linked to two independent counting circles.
13. Verfahren zur Überwachung eines Gleisabschnittes im Hinblick auf das Vorhandensein eines Schienenfahrzeuges in dem Gleisabschnitt unter Verwendung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12 und eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der überwachte Gleisabschnitt als von einem Schienenfahrzeug belegt angesehen wird, wenn die Anzahl der von dem/den am Beginn des Gleisabschnittes angeordneten Näherungsschalter/n ausgegebenen Belegtmeldungen die Anzahl der von dem/den am Ende des Gleisabschnittes vorgesehenen Näherungsschalter/n ausgegebenen Belegtmeldungen übersteigt. 13. Method for monitoring a track section with regard to the presence of a rail vehicle in the track section using an arrangement according to one of claims 11 or 12 and a method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the monitored track section is considered to be of a rail vehicle occupied if the number of occupancy reports issued by the proximity switch(es) located at the start of the track section exceeds the number of occupancy reports issued by the proximity switch(es) provided at the end of the track section.
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