DE19915597A1

DE19915597A1 - Radsensor

Info

Publication number: DE19915597A1
Application number: DE1999115597
Authority: DE
Inventors: Josef Frauscher
Original assignee: Individual
Current assignee: Frauscher Holding GmbH
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 1999-12-30
Also published as: ATA61098A; AT406139B

Abstract

Bei einem Radsensor (3) für Eisenbahnüberwachungsanlagen mit wenigstens einer in einem im Schienenbereich angeordneten Gehäuse (7) untergebrachten, wechselstromgespeisten Schwingkreisspule (9) einer auf die Bedämpfung der Spule (9) durch vorbeirollende Räder (2) empfindlichen Überwachungsschaltung, besteht die bzw. jede Schwingkreisspule (9) aus wenigstens zwei Spulenteilen (11, 12), die in Schienenlängsrichtung gesehen hintereinander angeordnet und in einer Gegenschaltung verbunden sind, so daß sie von äußeren Störfeldern induzierte Spannungen unterdrücken.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radsensor für Eisenbahnüberwachungsanlagen mit wenigstens einer in einem im Schienenbereich angeordneten Gehäuse unterge brachten, wechselstromgespeisten Schwingkreisspule einer auf die Bedämpfung der Spule durch vorbei rollende Räder empfindlichen Überwachungsschaltung.

Derartige Radsensoren sind u. a. aus den DE 32 34 651 A, DE 33 13 805 C und DE 38 08 484 A bekannt. Die Spule ist mit einem Kondensator zu einem L-C- Schwingkreis geschaltet und liegt in einem Ruhestrom-Überwachungskreis, wobei durch die Bedämpfung der Spule durch ein über die Spule rollendes Rad die Stromaufnahme des Kreises signifikant absinkt, so daß über Triggerschaltungen Zähl- oder Steuerimpulse erzeugt werden können, die der Überwachungsanlage zugeführt werden und dort beispielsweise für die Achszählung von Schienen verkehrsmitteln verwertbar sind. Bei zwei in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordneten und in eigenen Schwingkreisen geschalteten Spulen kann man überdies aus der Reihenfolge, in der die Impulse auftreten, die Fahrtrichtung des Schienenverkehrsmittels erfassen. Bei den oben erwähnten Radsensoren sind die Schwingkreisspulen mit Ferritkernen ausgestattet, die verschiedene Formen aufweisen können. Aus der US 3 721 821 A ist auch eine Konstruktion bekannt, bei der zwei Schwingkreisspulen als Luftspulen ausgebildet und mit Abstand voneinander in einem unterseitig von einer Metallplatte abgeschlossenen Kunst stoffgehäuse angeordnet sind. Radsensoren der gegenständlichen Art zeichnen sich durch einen einfachen, kostengünstigen Aufbau aus, wobei sie hinsichtlich der Störungsempfindlichkeit keine bzw. kaum Nachteile gegenüber wesentlich aufwendigeren Systemen zeigen, die mit gesonderten Sender- und Empfangs spulen arbeiten, deren Kopplung durch vorbei rollende Räder verändert wird, so daß wieder Zählsignale erzeugt werden können. Beispiele für derartige Systeme entnimmt man der AT 378 522 B, der DE 37 20 576 A und der EP 374 430 A.

In der Praxis können bei allen bekannten Systemen beim Betrieb Störungen auftreten. Neben rein mechanischen Störungen durch Lockerung und Änderung der Relativlage der Sensoren zur Schiene bzw. zu den vorbeirollenden Rädern beruhen weitere Störungen auf der Einwirkung äußerer Umstände. Beispielsweise erzeugen die bei Hochgeschwindigkeitszügen eingesetzten Magnetschienen bremsen starke Störfelder, die die Schwingkreisspulen beeinflussen können. Ebenso wirken hier die oft größenordnungsmäßig einige 1000 Ampere erreichen den Schienenströme als Störfaktor. Bei Systemen mit gekoppelten Sender- und Empfangsspulen wurden schon verschiedene Sicherungsschaltungen vorgesehen, um die Wirkung bestimmter Störfaktoren auszuschalten bzw. zumindest her abzusetzen. Nach der DE 37 20 576 A wird das Streumagnetfeld der erregten Wirbelstrombremse dazu benützt, um den Kontakt der Achszähllogik unwirksam zu schalten. Nach der EP 374 430 A wird eine frequenzselektive Abschirmung an der Unterseite von linearen Wirbelstrombremsen vorgesehen. Alle diese Maßnah men wirken selektiv nur gegen die Störeinflüsse von Wirbelstrombremsen. Es können aber durch andere Faktoren ebenfalls Störungen hervorgerufen werden. Solche Faktoren sind neben den schon erwähnten Schienenströmen fallweise wirksam werdende äußere Felder z. B. aus parallel zu den Schienen verlaufenden Leitungen.

Aufgabe der Erfindung ist demnach die Schaffung eines Radsensors der eingangs genannten Art, bei dem mit verhältnismäßig einfachen Mitteln die Einwirkung äußerer Störfaktoren weitestgehend ausgeschlossen wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die bzw. jede Schwingkreisspule aus wenigstens zwei Spulenteilen besteht, die in Schienen längsrichtung gesehen hintereinander angeordnet und in einer Gegenschaltung verbunden sind, so daß sie von äußeren Störfeldern induzierte Spannungen unter drücken.

Durch die Erfindung werden für die Praxis nicht nur die schon beschriebenen Störfaktoren zumindest weitestgehend eliminiert, was bedeutet, daß der möglichst Störeinfluß von Wirbelstrombremsen und Schienenströmen ausgeschaltet werden kann, sondern es werden auch andere Störeinflüsse unterdrückt. Untersuchungen des Erfinders haben nämlich gezeigt, daß bei Radsensoren der gegenständlichen Art an ungünstigen Stellen des Schienenbereiches, z. B. in der Nähe von Wei chen, die Möglichkeit besteht, daß aus bestimmten Schienenbereichen Schleifen gebildet werden, die mit der Schienenkapazität selbst Schwingkreise bilden können, die an die Schwingkreisspulen der Radsensoren angekoppelt sind und besonders bei zur Eigenfrequenz der Radsensorschwingkreise harmonischer Eigenfrequenz Störungen induzieren, also in der Praxis Zählfehler verursachen. Auch Aufbauten der Schienenbetriebsmittel können Schleifen bilden, die wieder Bestandteil störender Schwingkreise sind, welche beim Überfahren die Radsenso ren beeinflussen. Durch die besondere Form der erfindungsgemäßen Spulen werden aber derartige Störeinflüsse unterdrückt, da die Wicklungsteile die Span nungen gegensinnig induzieren.

Es ist an sich möglich, die Spulenteile gegengleich miteinander zu verbinden. Eine besonders hohe Symmetrie und damit Unterdrückungssicherheit wird erreicht, wenn die beiden Spulenteile einer aus zwei Spulenteilen bestehenden Schwingkreisspule eine gemeinsame Wicklung aufweisen, deren Einzelwindungen in Form einer liegenden Acht um die beiden Spulenzentren geführt sind. Da hier die Unterdrückung induzierter Störspannungen innerhalb jeder einzelnen Doppel windung erfolgt, also nur geringe Spannungsunterschiede zwischen den beiden Windungsteilen auftreten können. Aus Symmetriegründen kann es auch manch mal vorteilhaft sein, die Spule mit einer im Durchmesser größeren Zentralwicklung auszubilden und ihr in Fahrtrichtung gesehen je eine kleinere Ergänzungswicklung vor- und nachzuordnen. Auch entsprechende Anordnungen aus einander zur Schwingkreisspule ergänzenden Spulenteilen sind möglich.

Eine besonders hohe Unempfindlichkeit gegen Störungen durch Wirbelstrom bremsen wird erzielt, wenn in Weiterbildung der Erfindung die Spulenteile, ihr Innenraum und ihre Umgebung sowie ein den Sensor umschließendes Gehäuse frei von magnetischem und magnetisierbarem Material gehalten sind. Ohne sonstige Maßnahmen besteht nämlich bei mit Ferritkernen ausgestatteten Spulen die Gefahr, daß diese Kerne unter der Einwirkung der hohen Wirbelströme irreversibel in den Sättigungsbereich übergehen. Vorzugsweise sind bei der erfindungsgemäßen Ausführung die Spulenteile in Gießharz eingebettet. Auch weitere notwendige Schaltelemente des Schwingkreises können von dieser Gießharzbettung aufgenommen und damit gegen Witterungseinflüsse vollkommen geschützt untergebracht werden.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 einen an einer Schiene angebrachten Radsensor im Schnitt,

Fig. 2 den Radsensor nach Fig. 1 in kleinerem Maßstab in Draufsicht, wobei nur die Wicklungen der Schwingkreisspulen dargestellt wurden und

Fig. 3 eine Ausführungsvariante einer Schwingkreisspule ebenfalls in Draufsicht.

Nach den Fig. 1 und 2 ist zur Erfassung von auf Schienen 1 rollenden Rädern 2 von Schienenfahrzeugen ein Radsensor 3 vorgesehen, der beim Ausführungsbei spiel mit einer Halterung 4 am Steg 5 der Schiene 1 in einem genau definierten Abstand von Radkranz 6 der Räder 2 von auf der Schiene 1 fortbewegten Schie nenfahrzeugen angebracht ist.

Der Radsensor 3 besitzt ein aus Kunststoff gefertigtes Außengehäuse 7, in dem in der Nähe der Decke 8 zwei Schwingkreisspulen 9 unter Einhaltung eines Abstandes in Schienenlängsrichtung angeordnet sind. Jede Schwingkreisspule 9 ist Bestandteil eines L-C-Kreises, dessen Kondensatoren ebenso wie die Spulen 9 in einer Gießharzbettung 10 geschützt untergebracht werden können. Auch weitere allfällige Bestandteile der Sensorschaltung können in das Gießharz eingebettet sein. Die zu äußeren Auswertungsstufen führenden Leitungen und deren Anschlüsse wurden nicht dargestellt.

Nach Fig. 2 besteht jede der beiden Schwingkreisspulen aus zwei Spulenteilen 11, 12, die in Schienenlängsrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind und deren Windungen 13 jeweils in Form einer liegenden Acht um die Zentren der beiden Spulenhälften 11, 12 geführt sind.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der jede Schwingkreisspule aus drei Spulenteilen, nämlich einem größeren Mitteilteil 14 und zwei in Schienenlängs richtung vor- und nachgeordneten Nachbarteilen 15,16 besteht, wobei die Spu lenwindungen in Weiterführung der Ausführung nach Fig. 2 in den beiden Nach barteilen 15, 16 gegensinnig zum Mittelteil 14 gewickelt sind.

Claims

1. Radsensor für Eisenbahnüberwachungsanlagen mit wenigstens einer in einem im Schienenbereich angeordneten Gehäuse untergebrachten, wechsel stromgespeisten Schwingkreisspule einer auf die Bedämpfung der Spule durch vorbei rollende Räder empfindlichen Überwachungsschaltung, dadurch gekenn zeichnet, daß die bzw. jede Schwingkreisspule (9) aus wenigstens zwei Spulent eilen (11, 12, 14-16) besteht, die in Schienenlängsrichtung gesehen hinterein ander angeordnet und in einer Gegenschaltung verbunden sind, so daß sie von äußeren Störfeldern induzierte Spannungen unterdrücken.

2. Radsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulenteile (11, 12) einer aus zwei Spulenteilen bestehenden Schwingkreisspule (9) eine gemeinsame Wicklung aufweisen, deren Einzelwindungen (13) in Form einer liegenden Acht um die beiden Spulenzentren geführt sind (Fig. 2).

3. Radsensor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenteile (11, 12, 14-16), ihr Innenraum und ihre Umgebung sowie ein den Sensor (9) umschließendes Gehäuse (7) frei von magnetischem oder magnetisier barem Material gehalten sind.

4. Radsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenteile (11, 12, 14-16) in Gießharz (10) eingebettet sind.