DE2064811C3 - Anlage zur automatischen Steuerung von auf der Straße fahrenden Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur automatischen Steuerung von auf der Straße fahrenden Fahrzeugen, die aus mindestens einem in der Fahrbahn längs der Straße verlegten Magneten besteht.

Es ist eine Anordnung zur automatischen Steuerung von Straßenfahrzeugen durch unter der Straßenoberfläche befindliche, längs der Straße verlaufende Leiter bekannt (deutsche Auslegeschrift 1271245), wobei in der Umgebung der Leitet erzeugte magne-. tische und/oder elektrische Felder derart auf Steuer-, vorrichtungen in den Fahrzeugen einwirken können, daß diese in einer festgelegten Spur geführt und auf einer vorgegebenen Geschwindigkeit gehalten wer-

den, die derart ausgebildet ist, daß ein einzelner Leiter unter jeder für aujpmatische Steuerung ausgerüsteten Fahrbahn verlegt ist und daß dieser Leiter zwecks Erzeugung eines sich in Fahrtrichtung periodisch ändernden Feldes auf Grund eines ihn durchfließenden Stromes rohrförmige, ihn umschließende Steuermarken aus ferromagnetischem und/oder leitendem Material aufweist, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Ferner ist zu jedem Steuerleiter ein Rückleiter außerhalb des unter der Fahrbahn liegen-

ao den Raumes verlegt.

Neben der Tatsache, daß jedem Steuerleiter ein Rückleiter zuzuordnen ist. erweist sich diese bekannte Anordnung als dadurch nachteilig, daß die Leiter unter jeder Fahrbahn vor dem Verlegen oder unrnittel-

*5 bar beim Verlegen in den zu bestimmenden Stellen mit den röhrenförmigen Steuermarken zu umgeben sind und daß sich die erforderliche Kanalbreite nicht nach dem Leiterdurchmesser, sondern nach dem Durchmesser der röhrenförmigen Steuermarken zu richten hat, was die gewünschte dauerhafte Lage des Leiters beeinträchtigen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anlage zur automatischen Steuerung von auf der Straße fahrenden Fahrzeugen der eingangs erwähnten Art hinsichtlich ihrer Herstellung zu verbilligen und ihren Einbau zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird erfindungf gemäß dadurch gelöst, daß der Magnet aus einer zähen, organischen und polymerischen Masse mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm besteht, in welcher Partikel eines magnetisierbaren Materials gleichmäßig verteilt sind. Die Anlage nach der Erfindung erweist sich insbesondere dadurch als vorteilhaft, daß die den Magnet bildende zähe, organische und polymerische Masse in vielfältiger Weise formbar ist und eine hohe Bruchfestigkeit aufweist, so daß eine geeignete Handhabung und Anbringung an Straßen und Fahrbahnen sowie in einer von einem Schleifwerkzeug in die Straßendecke eingeschnittenen Nut gewährleistet ist. Auch zeigt sich das Material infolge seiner Elastizität den in der Straßendecke auf Grund der Verkehrsbelastung sowie der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen erzeugten Spannungen gewachsen, so daß die Magnete eine lange Lebensdaueraufweisen. Hinzu kommt, daß die Magnete auf Polymerbasis im Vergleich zu herkömmlichen Permanentmagneten beträchtlich billiger sind.

Vorteilhafterweise zeichnet sich die Anlage dadurch aus, daß die Partikel die Form von Plättchen aufweisen und aus Ferriten des Bariums und/oder des Strontiums und/oder des Bleis bestehen, deren bevorzugte Magnetachsen senkrecht zu den Ebenen der Plättchen verlaufen, und daß die Partikel so orientiert sind, daß der Magnet anisotropisch ist.

Der Magnet kann vorzugsweise hochkant in eine

6s in der Straße vorgesehene Nut eingelagert sein, die Form eines Bandes oder eines Dreiecks aufweisen, und die Magnetachsen der Partikel im Magneten können bevorzugt parallel zur Oberfläche der Straße ver-

laufen.

Die Anlage nach der Erfindung kann sich ferner durch eine Reihe von Magneten auszeichnen, die in die Fahrbahn in einer parallel zur Verkehrsrichtung der Straße verlaufende Nut so verlegt sind, daß benachbarte Magnete entgegengesetzte Polarität aufweisen und daß Magnete mit derselben Polarität einen Abstand voneinander aufweisen, der mindestens so groß ist wie ein vorbestimmter Abstand der Magnetflußsensoren an Fahrzeugen, die die Straße befahren, von der Straßenoberfläche, wobei der Abstand jedoch nicht mehr als 2,5 m beträgt.

Beim Einsatz für Einbahnstraßen zeichnet sich die Anlage dadurch aus, daß der Magnet quer zur Verkehrsrichtung auf der Stiaße verläuft, und daß die Nord- und Südpole des Magneten in der Längserstreckung einen Abstand voneinander aufweisen.

Der Magnet kann schließlich asymmetrisch in bezug auf eine quer zur Längserstreckung der Straße verlaufende Linie ausgestaltet sein sowie eine Feldstärke von mindestens 100 Gauß aufweisen.

Zu bevorzugen sind Elastomere und andere Polymere, die den Magneten etwas elastisch und biegsam machen, und insbesondere Nitril- und Silikongummisorten wegen ihrer ausgezeichneten Widerstandsfestigkeit gegen öle und andere Substanzen, die auf .Straßen häufig anzutreffen sind. Es können auch andere Polymere, wie Polyvinylchlorid, verwendet werden, insbesondere solche Polymere, die plastiziert oder auf andere Weise behandelt worden sind, so daß sie elastomer sind. Die Partikel liegen mit einem hohen Anteil in der polymerischen Masse dispergiert vor, und für die Zwecke der Erfindung beträgt der volumenmäßige Anteil des magnetisierbaren Materials mindestens 50 %. Es ist jedoch schwierig, diesen Anteil auf mehr als 75 % zu erhöhen. Um die stärksten Magnetkräfte erhalten zu können, sollen die Partikel aus anisotropischen Partikeln bestehen, wobei die bevorzugter magnetischen Achsen im wesentlichen parallel zu einander verlaufen sollen, so daß der Magnet selbst anisotropisch ist. Neben den zu bevorzugenden Ferriten des Bariums, des Strontiums und des Bleis können auch andere Materialien benutzt werden, die die Eigenschaften von Permanentmagneten aufweisen, wie Eisenoxid-, Mangan-, Wismutoder Eisenpartikcf, die gegen eine Oxidation geschützt sind.

Die Magnete werden im allgemeinen in eine Nut so eingelegt, daß dereit Oberseite etwas unter der Oberseite der Straßendecke gelegen ist. Eine in die Nut eingegossene Abdichtungsmasse hält die Magnete in der Nut fest und bedeckt oftmals die Oberseite der Magnete. Als Abdichtungsmasse wird vorzugsweise ein Material gewählt, das nach dem Trocknen oder Aushärten etwas biegsam und elastisch ist. Wegen der erhöhten Dauerhaftigkeit wird das Magnetband in die Nut vorzugsweise hochkant eingelegt und daher in diesem besser festgehalten, so daß es bei den Verkehrsbelastungen der Straßendecke nicht so leicht gelockert oder versetzt werden kann. Ferner kann das auf diese Weise eingesetzte Magnetband vom Vef kehr nicht so leicht abgenutzt oder z. B. von Schneepflügen oder Straßenkehrmaschinen entfernt werden. Ein hochkant eingesetztes Magnetband ist auch deswegen vorzuziehen, da die Nut rasch eingeschliffen werden kann.

Die Magnetbänder gemäß der Erfindung werden im alleemeinen in der Mitte der Fahrbahnen verlegt, auf densn,der Verkehr geregelt werden soll. Sie können jedoch auch an der Seite oder neben den Fahrbahnen verlegt werden, wobei die Magnetflußsensoren an den Fahrzeugen an einer entsprechenden Seite angebracht werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der

Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1, 3, 4, 5 je eine schaubildliche Darstellung einer Anlage nach der Erfindung und ίο Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die in der Fig. 1 dargestellte Anlage nach der Linie 2-2 in der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt ein magnetisches Band 10, das hochkant in eine Nut 12 eingesetzt ist, die quer zur

>5 Fahrtrichtung auf der Straße 11 verläuft. Im Band 10 sind anisotropische Partikel so orientiert, daß deren bevorzugte Magnetachsen parallel zur Oberfläche der Straße 11 verlaufen, wobei der Magnet an der einen großflächigen Seite einen NordpH und an der entge-

gengesetzten Seite einen Südpol aufweist.

Die Fig. 2* stellt einen vergrößert gezeichneten Querschnitt durch die Straßendecke dar. V.'ie dargestellt, befindet sich das Band 10 in der Nut 12, die mit einer Füllmasse 13 abgedichtet und verschlossen

»5 ist.

Bei der in der F i g. 3 dargestellten Anlage befindet sich das Band 15 gemäß der Erfindung flachliegend in einem flachen Kanal, der quer zur Fahrtrichtung auf der Straße 11 verläuft. Die anisotropischen Parti-

kel sind im Band 15 so orientiert, daß deren bevorzugte Magnetachsen parallel zur Oberfläche der Straße 11 verlaufen, wobei an der einen Kante des Bandes 15 sich ein Nordpol und an der entgegengesetzten Kante ein Südpol befindet. Die Fig. 4 zeigt

ein verhältnismäßig großes Dreieck 17 aus magnetisierbarem Material, das flach in eine Vertiefung eingelegt ist, die in die Straßendecke eingeschnitten ist, wobei die anisotropischen Partikel im Material so orientiert sind, daß deren bevorzugte Magnetachsen

senkrecht zur Straßendecke verlaufen.

Bei allen diesen Anlagen, die bei einer Fahrt eines Fahrzeuges in der falschen Richtung ein Warnsignal erzeugen, ist das Vorzeichen des von einem im Fahrzeug angebrachten Magnetflußsensor erzeugten Si-

gnals für jede Fahrtrichtung ein anderes. Der Magnetflußsensor steht mit einer elektrischen Schaltung in Verbindung, die das der falschen Fahrtrichtung zugeordnete Signal ermittelt. Bei Auftreten eines solchen Signals wird ein Warnsummer, ein Horn od. dgl. in

Betrieb gesetzt, oder das Fahrzeug wird angehalten.

Die Fig. 5 zeigt eine Anlage mit einem Band 32

auf Polymerbasis auf einer Straße 11, die zum Regeln

der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung der auf

der Straße fahrenden Fahrzeuge dient. Bei dieser An-

lage ist ein fortlaufendes Band 32 hochkant in einer schmalen Nut .ingesetzt, die in der Längserstreckung der Straße 11 verläuft. Das Band 32 ist abschnittsweise magnetisiert, wobei benachbarte Abschnitte 32a, 32b usw., die als eine Folge einzelner Magnete

angesehen werden können, entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die anisotjopischen Partikel sind im Band 32 so orientiert, daß deren bevorzugte Magnetachsen parallel zur Oberseite der Straße 11 und quer zu deren Längserstreckung verlaufen, so daß der Abschnitt 32a

an der großflächigen und nach der Fig. 5 sichtbaren Seite einen Nor-dpol aufweist, während der benachbarte Abschnitt 32b an dieser Seite einen Südpol aufweist. Das Band 32 kann auch flach in eine in der

Straßendecke vorgesehene Vertiefung eingelegt werden, wobei die Richtung des Feldes oberhalb der Straßendecke verändert und ein anders ausgerichteter Magnetflußsensor benötigt wird. Die Stärke des Magnetfeldes bleibt im übrigen die gleiche. Bei einer anderen Ausführung der Anlage nach der Erfindung kann die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung der auf der Straße 11 fahrenden Fahrzeuge mit einer im wesentlichen fortlaufenden Bahn von Magnetfeldern geregelt werden, die von in Abständen auf der Straße 111 verlegten Bandabschnitten erzeugt werden.

Bei Anlagen der oben beschriebenen Ausführung werden die Abstände zwischen einzelnen Bandabschnitten mit derselben Polarität mindestens so groß bemessen, wie die Entfernung des Magnetflußsensors von der Straße 11 beträgt, so daß eine ordnungsgemäße Auflösung der induzierten Signalimpulse durchgeführt werden kann. Jedoch soll der Abstand zwischen Bandabschnitten mit derselben Polarität im Durchschnitt nicht mehr als ungefähr 2,5 m und vorzugsweise im Durchschnitt nicht mehr als ungefähr 0,5 m betragen, so daß das vom Magnetflußsensor erzeugte Signal, das mit der Geschwindigkeit der Durchschneidung der Magnetfelder stärker wird, eine ausreichende Stärke aufweist, und daß die Anzahl der vom Magnetflußsensor pro Zeiteinheit empfangenen Signale für eine fortlaufende Regelung der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung ausreicht. Die Höhe des Magnetflußsensors beträgt im Normalfalle 25 cm. Der Sensor kann jedoch auch am Fahrzeug so angebracht werden, daß er bis in die Nähe der Oberfläche einer glatten Straßendecke abgesenkt werden kann. Der Abstand zwischen Bandabschnitten mit derselben Polarität beträgt ungefähr 7,5 bis 50 cm.

In den Magnetflußsensoren an Fahrzeugen, die auf den mit einer Anlage gemäß der Erfindung ausgestatteten Straßen 11 fahren, werden geeignete elektrische Signale erzeugt, wenn die Intensität der Magnetfelder an der Oberfläche der Straße 11 mindestens 2 Gauß und vorzugsweise 10 Gauß beträgt. Wird die Feldintensität an der Oberfläche der Straße 11 auf 100 Gauß und mehr erhöht, so wirkt die Anlage zuverlässig auch bei-ungünstige η Fahrbedingungen, z. B. wenn auf der Straße 11 eine Schneedecke liegt, so daß die Fahrzeuge einen größeren Abstand von der eigentlichen Straßenoberfläche aufweisen, und ferner besteht bei der Wahl und Anordnung der Magnetflußsensoren am Fahrzeug eine größere Freiheit. Die letztgenannte Feldintensität kann ohne Schwierigkeiten mit ziemlich kleinen Magneten auf Polymerbasis erzeugt werden; jedoch werden im allgemeinen zum Erzeugen starker Magnetfelder größere Magnete verwendet, die von den auf den Straßen fahrenden Fahrzeugen nicht verfehlt werden. Bei den oben beschriebenen Anlagen, die ein Warnsignal beim Fahren in einer falschen Richtung erzeugen, werden die Bänder 10,15,32 vorzugsweise über die gesamte Fahrbahn der Straße hinwegverlegt. Wenn die Fahrzeuge auf dem in der Mitte gelegenen Teil der Straße fahren müssen, so können die verlegten Magnete kleiner sein, müssen jedoch im allgemeinen eine Länge von mindestens 60 cm aufweisen und im allgemeinen eine Breite von mindestens 2,5 cm. Bei Anlagen mit einer Folge von in Abständen angeordneten gesonderten Magneten beträgt deren Länge im allgemeinen mindestens 7,5 cm und deren Breite 2,5 cm.

Aus Gründen der Herstellung, der Handhabung und der Erzeugung kräftiger Magnetfelder werden die Bänder 10, 15, 32 auf Polymerbasis mit einer .Dicke von mindestens 0,5 mm und öfter mit einer Dicke von mindestens 1 mm angefertigt. Bänder 10, 32, die

to hochkant in einer Straßendecke verlegt werden sollen, weisen eine Dicke von mindestens 2,5 mm auf, so daß diese Bänder 10, 32 für die Handhabung genügend steif sind.

Nachstehend wird ein Beispiel für eine Anlage nach

>5 der Erfindung beschrieben, mit der bei einer Fahrt in der falschen Richtung ein Warnsignal erzeugt werden kann. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Weise wurde in die Straßendecke aus Asphalt in eine quer verlaufende Nut ein Band 10 bzw. 15 eingebettet,

ao das eine Breite von 7,5 cm, eine Länge von 60 cm und eine Dicke von 0,6 cm aufwies. Das Band 10 bzw. 15 bestand aus einer Nitrilguminimasse, die ungefähr 65 Volumprozent Bariumferritpartikel enthielt und ein Energieprodukt von ungefähr 1 Megagauß-Oer-

aj sted aufwies. Die Druckfestigkeit betrug 262,5 kg/ cm², während der Elastizitätsmodul unter Druck ungefähr 259 kg/cm² betrug. Das Material wies eine Härte von 65 nach Shore D auf sowie bei Zugbeanspruchung einen Elastizitätsmodul von 4606 kg/cm², eine bleibende Dehnung von 3,25 % und eine Scherfestigkeit von 109,2 kg/cm². Die Nut wurde sn der Straße 11 mittels eines Schleifwerkzeuges hergestellt, und das Band 10 bzw. 15 wurde in der Nut mit einem Füllmaterial versiegelt, das aus 50 Gewichtsprozent eines Diglycidyläther des Bisphenol A mit einem Epoxydäquivalenzgewicht von 190 und aus 50 Gewichtsprozent des Reaktionsproduktes eines PoIyamins und einer dimerisierten Säure bestand, welches Reaktionsprodukt einen Aminwert von 345 und eine Viskosität von 9 Poise bei 75° C aufwies. Der Magnet erzeugte an der Straßenoberfläche ein Feld mit einer Stärke von mehr als 500 Gauß und oberhalb der Straße in einer Entfernung von 25 cm ein Feld mit einer Sti'rke von ungefähr 0,5 Gauß.

Ein Kraftfahrzeug wurde mit einem Magnetflußsensor in Form einer aus ungefähr 4000 Windungen Kupferdraht bestehenden rechteckigen Spule mit den Abmessungen4 x 30cmundmiteinerHöhevon lern ausgestattet, welche so angeordnet war, daß deren Achse senkrecht zur Straßenoberfläche verlief, während der Abstand der Spule von der Straßenobe.rfiäche ungefähr 25 cm betrug. Die Spule stand mit einer Alarmeinrichtung in Verbindung, in der Gleichstromverstärker und ein programmierbarer Transistor Ver- wendung fanden. Wenn das Kraftfahrzeug über die Straße 11 in einer ersten Richtung mit einer Geschwindigkeit von 24 bis 80 km/h gefahren wurde; so wurde kein Alarmsignal erzeugt. Bei einer Fahrt in der entgegengesetzten Richtung mit denselben Ge schwindigkeiten wurde jedoch jedesmal ein Alarmsi gnal erzeugt, wenn das Kraftfahrzeug den Magneten überquerte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche;

1. Anlage zur automatischen Steuerung von auf der Straße fahrenden Fahrzeugen, die aus mindestens einem in einer Fahrbahn längs der Straße verlegten Magneten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet aus einer zähen, organischen und polymerischen Masse mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm besteht, in welcher Partikel eines magnetisierbaren Materials gleichmäßig verteilt sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel die Form von Plättchen aufweisen und aus Ferriten des Bariums und/oder des Strontiums und/oder des Bleis bestehen, deren bevorzugte Magnetachsen senkrecht zu den Ebenen der Plättchen verlaufen, und daß die Partikel so orientiert »md, daß der Magnet anisotropisch ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet in eine in der Straße (11) vorgesehene Nut (12) eingelagert ist.

4. Anlage nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet die Form eines Bandes (10, IS, 32) aufweist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (10, 32) in die Nut (12) hochkant eingesetzt ist.

6. Anlage nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die bevorzugten Magnetachsen der Partikel im Magnet parallel zi r Oberfläche der Straße (11) verlaufen.

7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet die Form eines Dreiecks (17) aufweist.

8. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Reihe von Magneten, die in die Fahrbahn in einer parallel zur Verkehrsrichtung der Straße (11) verlaufenden Nut so verlegt sind, daß benachbarte Magnete entgegengesetzte Polarität aufweisen und daß Magnete mit derselben Polarität einen Abstand voneinander aufweisen, der mindestens so groß ist wie ein vorherbestimmter Abstand der Magnetflußsensoren an Fahrzeugen, die die Straße (11) befahren, von der Straßenoberfläche, wobei der Abstand jedoch nicht mehr als 2,5 m beträgt.

9. Anlage nach Anspruch 1 für Einbahnstraßen, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet quer zur Verkehrsrichtung auf der Straße (11) verläuft und daß die Nord- und Südpole des Magneten in der Läiigserstreckung der Straße (11) einen Abstand voneinander aufweisen.

10. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet asymmetrisch in bezug auf eine quer zur Längserstreckung der Straße (11) verlaufende Linie ausgestaltet ist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet eine Feldstärke von mindestens 100 Gauß aufweist.