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Achszählimpulsgeber in Eisenbahnanlagen Die Erfindung betrifft einen Achszählimpulsgeber in Eisenbahnanlagen, bei dem mindestens ein schienennaher Permanentmagnet mit zwei Polschuhen zur Erzeugung eines Erregergleichfeldes vorgesehen ist, dessen Änderung durch die vorbeirollenden Räder durch ein zwischen einem Polschuh und dem Weg des vorbeirollenden Rades liegendes Messorgan nachgewiesen wird.
Bei einem bekannten Achszählimpulsgeber dieser Art ist im Impulsgeber ausser dem Permanentagneten noch eine im Einflussbereich der vorbeirollenden Räder liegende, in eine Wechselstrombrücke einbezogene Spule mit Eisenkern vorgesehen. Die Zählung erfolgt dabei in der Weise, dass bei unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit liegenden Fahrgeschwindigkeiten des Zuges das Zählrelais hauptsächlich durch einen Strom betätigt wird, der durch Induktivitätsänderung der Spule und eine dadurch bewirkte Verstimmung der Wechselstrombrücke entsteht, wogegen bei oberhalb dieser Grenzgeschwindigkeit liegenden Fahrgeschwindigkeiten das Zählrelais hauptsächlich durch einen Strom betätigt wird, der von der in der Spule durch Feldänderung induzierten Spannung abgeleitet wird (vgl. Schweizer Patentschrift Nr. 275677).
Demgegenüber ermöglicht es die Erfindung, durch eine direkte Messung des magnetischen Gleichfeldes mit ein und derselben Messmethode den gesamten Geschwindigkeitsbereich im Zugverkehr zu erfassen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass bei einem Impulsgeber der einleitend angegebenen Art die beiden Polschuhe in an sich bekannter Weise auf der gleichen Seite der Schiene in gleichen Abständen von dieser vorgesehen sind und jedem der Polschuhe ein Messorgan zugeordnet ist, wobei die beiden Messorgane auf gleichen Ruhemagnetfluss bei unbefahrenem Gleis abgeglichen und gegengeschaltet sind, so dass bei Vorbeirollen eines Radkranzes nacheinander entgegengesetzte Messgrössen in der Auswertschaltung auftreten.
Die Messorgane können in an sich bekannter Weise Transformatoren sein, die durch das Erregergleichfeld vorgesättigt sind und mit einem elektrischen Strom gespeist werden, dessen Frequenz mindestens 100 Hz beträgt. Es sind selbstverständlich auch andere Messorgane, wie Hallsonden usw., anwendbar.
Die Messorgane werden im Raum zwischen Magnetpol und Schiene angeordnet, so dass sie sich am Ort grösstmöglicher Feldänderung durch die vorbeifahrenden Räder befinden. Diese optimale Wirkung erlaubt es. auf magnetische Brückenanordnungen zu verzichten, da der unmittelbare Einfluss der vorbeirollenden Räder ein eindeutiges Signal erzeugt.
Es sei erwähnt, dass Achszählimpulsgeber, deren Bestandteile auf der gleichen Seite der Schiene in gleichen Abständen von dieser und in Richtung der Schiene gegeneinander versetzt liegen sowie die Anwendung von Hallsonden als Messorgane für Achszählimpulsgeber an sich bekannt sind (vgl. deutsche Patentschrift Nr. 867698 und österr. Patentschrift Ni.195962,.
Durch die Erfindung wird zusätzlich zu dem Vorteil der direkten Gleichfeldmessung, der darauf beruht, dass mit der gleichen Messmethode der gesamte Geschwindigkeitsbereich des Zugverkehrs eriasst werden kann, noch der besondere Vorteil erzielt, dass äussere Störfelder, welche die beiden Messorgane gleichzeitig und gleichsinnig beeinflussen, infolge der Gegenschaltung der Messorgane wirkungslos
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bleiben, wogegen die Messorgane vor einem vorbeirollenden Rad nacheinander beeinflusst werden, so dass zeitlich nacheinander gegensinnige, sich aber nicht aufhebende Messgrössen von jedem Rad abgeleitet werden.
Da die einzelnen Teile eines magnetischen-Kreises gewöhnlich nicht magnetisch genau gleich sind, müssen sie abgeglichen werden können. Hiebei ergibt sich als besonders zweckmässige Lösung zum Abgleichen des Erregergleichfeldes das Anbringen eines Stabes, auf welchem mindestens ein magnetischer oder magnetisierbarer Körper angeordnet ist, der ähnlich wie ein Tariergewicht verstellt werden kann.
Für einen von der Fahrtrichtung unabhängigen Impulsgeber genügen ein einziger Permanentmagnet und je ein zu den beiden Polen gehöriges Messorgan. Für einen Impulsgeber, der auch die Fahrtrichtung feststellt, sind zwei derartige Systeme nötig.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen genauer beschrieben. Die Fig. la-Ic stellen einen von der Fahrtrichtung abhängigen Impulsgeber dar, u. zw. Fig. la in Seitenansicht, Fig. lb in Draufsicht und Fig. lc im Schnitt senkrecht zur Schiene. Die Fig. 2 und 3 zeigen im Rahmen der Erfindung verwendbare Messorgane. Die Fig. 4-7 zeigen verschiedene Schaltungen dieser Messorgane und Fig. 8 stellt den Verlauf einer Zählimpulsreihe dar.
Gemäss den Fig. la-Ic ist der Achszählimpulsgeber 1 mittels Tragprofilen 2 und Klemmen 21 (Fig. Ic) an der Schiene 3 befestigt, die von Schwellen 4 getragen wird. Mit 5 ist ein vorbeirollendes Rad bezeichnet.
Innerhalb des (in Fig. lb abgenommenen) Schutzgehäuses 17 und den Anschlussklemmen 19 sind auf der Bodenplatte 18 die Permanentmagnete 13 montiert, an die sich Polschuhe 12 und die Messorgane 11 anschliessen. Zum Abgleichen des Erregergleichfeldes bezüglich der Messorgane 11 dient ein parallel zum Erregermagnet liegender Stab 14 (Fig. la), z. B. eine Gewindespindel, auf dem ein magnetischer oder magnetisierbarer Körper 15 verschiebbar ist. Femer ist eine parallel zur Schiene verlaufende Leitung 16 (vgl. Fig. lb) vórgesehen, welche den Impulsgeber umschliesst und im wesent- lichen dazu dient, im Bereich der Messorgane einen möglichst störfeldfreien Raum zu schaffen, um Beeinflussungen der Messorgane durch Störströme (Schienenströme) zu vermeiden.
Beim dargestellten, von der Fahrtrichtung abhängigen Achszählimpulsgeber sind zwei Systeme (Permanentmagnete 13 mit je zwei Polschuhen 12 und zwei Messorganen 11) vorgesehen. Für einen fahrtrichtungsunabhängigen Impulsgeber sind nur zwei Messorgane, zwei Polschuhe und ein Magnet vorhanden, während die übrigen Teile grundsätzlich dieselben sind.
Fig. 2 stellt ein Messorgan 6 dar. das auf dem Prinzip des vorgesättigten Transformators arbeitet.
Es enthält einen ferromagnetischen Kern 61 mit einer Primärwicklung 62 und einer Sekundärwicklung 63 ; das Feld ist in Richtung des Pfeiles H gerichtet.
Fig. 3 stellt ein Messorgan 7 als Hallsonde dar, welches aus einem kristallinen Körper 71, den Elektroden 72 für den Erregerstrom und den Elektroden 73 zum Abgreifen der Hallspannung besteht, mit einem Magnetfeld in Richtung des Pfeiles H.
In Fig. 4 ist die Anordnung und paarweise Schaltung der vorgesättigten Transformatoren als Messorgane 11 bezüglich der Polschuhe 12 eines nicht fahrtrichtungsabhängigen Impulsgebers dargestellt.
In Fig. 5 ist die gleiche Anordnung für einen fahrtrichtungsabhängigen Impulsgeber dargestellt.
Fig. 6 zeigt die gleiche Anordnung, aber mit Hallsonden als Messorgane 11.
Fig. 7 zeigt eine Schaltung eines fahrtrichtungsunabhängigen Impulsgebers 1 im Zusammenhang mit einem Impulszähler 8 und einem Speisegerät 9. Hiebei sind sowohl der Impulszähler 8 mit Impulsformer 81 wie auch das Speisegerät 9 von bekannter Bauart.
Fig. 8 stellt die Form des Meldekennzeichens dar, das beim Durchlaufen eines Rades dem Impulsformer 81 zugeführt wird, welcher die Impulsfolge in Einzelimpulse, entsprechend der Radfolge, umgewandelt dem Zähler 8 zuführt.
Die Wirkungsweise ist folgende : Fährt bei der Anordnung nach Fig. l ein Rad 5 an einem der Messorgane 11 vorbei, so wird deren magnetischer Widerstand verkleinert. Hiedurch wird der magnetische Fluss grösser, und im Magnetkern 61 (Fig. 2) oder im Kristall 71 (Fig. 3) steigt. die Sättigung an. Durch Impedanzänderung bzw. durch die Hallspannung tritt eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden zusammengeschalteten Messorganen auf, die über den Impulsumformer dem Zähler zugeführt wird.
Bei einer fahrtrichtungsabhängigen Anordnung ist die Anordnung doppelt vorhanden, kann aber auch in bekannter Weise so zusammengeschaltet werden, dass wenigstens teilweise Verbindungsleitungen eingespart werden können.