DE2405643C3 - Anordnung zur kontinuierlichen Messung des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden spurgebundenen Objekten - Google Patents

Description

Das DE-Zusatzpatent 23 07 455.7 zum DE-Patent 21 39 617 betrifft eine Anordnung zur kontinuierlichen

jo Messung des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden spurgebundenen und mit Sende- sowie Empfangseinrichtungen ausgerüsteten Objekten, wobei ein von einer Sendeeinrichtung des vorderen Objekts ausgesendetes elektrisches Signal definierter Größe der

J5 eine definierte Empfindlichkeit aufweisenden Empfangseinrichtung des nachfolgenden Objekts übermittelt wird, die Sende- und Empfangseinrichtungen über eine ortsfest angeordnete, bedämpfte, homogene, elektrische Leitung mit definierten Dämpfungseigenschäften gekoppelt sind und die Kopplung der Sende- und Empfangseinrichtung mit der Leitung durch Spulen mit Rahmenkernen aus ferromagnetischem Material hergestellt ist. Hierbei ist die jeweils zur Kopplung dienende Spule mit einer nur auf einem U-förmigen Rahmenkern aus ferromagnetischem Material vorzugsweise symmetrisch verteilten Wicklung versehen. Bei solcher Kopplung der Sende- und Empfangseinrichtungen mit der Leitung ist die Justierung der jeweiligen (Koppel-) Spule gegenüber ihr naturgemäß wesentlich einfacher als z. B. bei Verwendung einer entsprechend einem Vorschlag im Hauptpatent 21 39 617 ausgebildeten Spule mit zwei beidseitig der Leitung einander gegenüberstehenden U-förmigen Eisenkernen. Überdies kann auf eine Aufständerung der Leitung verzichtet werden, was unter anderem von großem Vorteil hinsichtlich eines genauen Verlaufs der Leitung längs des Fahrwegs der Objekte ist. Die Verkopplung der Spulen mit der Leitung kann schließlich in relativ einfacher Weise noch verbessert werden, und zwar

w) gemäß einer Weiterbildung im Zusatzpatent 23 07 455.7 durch einen stationären magnetischen Rückschluß. Bei einer Leitung mit drei in einer Ebene zueinander parallelen Leitern ist dieser magnetische Rückschluß beispielsweise eine längs der Leitung auf ihrer den

h-, Spulen abgewandten Seite sich erstreckende Schiene aus ferromagnetischem Material.

Bei der Realisierung einer Abstandsmeßanordnung der eingangs genannten Art wird man naturgemäß nicht

damit rechnen können, daß eine über die gesamte Länge ideal gleichmäßige Leitung zur Verfugung steht. Es muß damit gerechnet werden, daß bei der Fertigung der Leitung ein vorgegebener Absolutwert ihrer Dämpfung nicht bzw, nur annähernd erreicht wird und Leitungsabschnitte untereinander unterschiedliche Dämpfungswerte aufweisen (Fertigungsstreuung).

Der Erfindung liegt dieAufgabe zugrunde, aufzuzeigen, wie sich bei einer Anordnung der eingangs genannten Art der Betrag der Dämpfung der Leitung abgleichen und Schwankungen der Dämpfung zumindest näherungsweise kompensieren lassen, ohne an der Leitung Veränderungen vorzunehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen dem magnetischem Rück-Schluß und der Leitung zur Änderung ihrer Längsinduktivität änderbar ist.

Gemäß einer zweiten Lösung der Aufgabe ist der magnetische Rückschluß der Länge nach in Abschnitte unterteilt, zwischen denen zur Änderung der Längsinduktivität der Leitung änderbare Abstände bestehen.

Schließlich ist gemäß einer dritten Lösung der vorgenannten Aufgabe vorgesehen, daß sich die zeitung in einer im wesentlichen nur ihre den Spulen zugewandte Seite freigebenden, elektrisch leitenden Abschrimung erstreckt und gegenüber dieser isoliert ist, wobei der Abstand zwischen der Abschirmung und Leitung zur Änderung ihrer Längsinduktivität änderbar ist.

Sämtlichen vorgenannten Lösungen liegt der Gedanke zugrunde, daß bei der Leitung ihre Längsinduktivität in Verbindung mit der ohmschen Querableitung die Dämpfung bestimmt und diese somit durch Änderung der Längsinduktivität änderbar ist, welche ihrerseits durch Veränderung des magnetischen Widerstandes des im Bereich der Leitung für den magnetischen Fluß verfügbaren Weges und/oder durch Einengung bzw. Erweiterung des für den magnetischen Fluß um die Leitung vorhandenen Raumes änderbar ist. Diesbezüglich zeigen die erste und zweite der vorstehenden Lösungen Möglichkeiten zur Veränderung des magnetischen Widerstandes des Weges für den magnetischen Fluß auf und die dritte Lösung eine Möglichkeit zur Einengung bzw. Erweiterung des Raumes für den magnetischen Fluß. Die einzelnen Lösungen können selbstverständlich auch kombiniert werden, insbesondere derart, da3 sich der Rückschluß und die Leitung in einer im wesentlichen nur ihre den Spulen zugewandten Seiten freigebenden, elektrisch leitenden Abschirm/jng erstrecken und gegenüber dieser isoliert sind, wobei der Abstand zwischen dem Rückschluß bzw. der Abschirmung und Leitung zur Änderung ihrer Längsinduktivität änderbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch in

Fig. 1 im Querschnitt eine Leitung mit drei Leitern zwischen einer Spule und einem ihr zugeordneten magnetischen Rückschluß in Form einer längs der Leitung sich erstreckenden Schiene,

Fig.2 eine Seitenansicht des Rahmenkernes der Spule gemäß Fig. 1 und der Leitung sowie eines der Länge nach in AbschniHe unterteilten magnetischen Rückschlusses für die Spule,

Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 1, wobei sich die Leitung und der Rückschluß in einem trogartigen Gehäuse erstrecken.

Die in Fig. 1 darge?i.llte Spule 21 mit einem U-förmigen Rahmenkern 24 aus ferromagnetischem Material und einer darauf symmetrisch verteilten Wicklung 23 ist das Kopplungselement zwischen einer Sendeeinrichtung 5 eines nicht dargestellten spurgebun-

denen Fahrzeugs und einer längs seines Fahrweges sich erstreckenden Leitung 22, in welche die gegebenenfalls als Transistor-Generator ausgebildete Sendeeinrichtung über die Spule ständig ein Signal in Form eines hochfrequenten Wechselstromes eingekoppelt Dieses

ίο Signal wird beispielsweise zur Abstandsicherung von einem dem vorgenannten (sendenden) Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeug mittels einer in gleicher Weise mit der Leitung 22 gekoppelten Empfangseinrichtung empfangen.

Die Leitung 22 besteht aus drei in einer Ebene zueinander parallelen Leitern 27 beispielsweise mit rechteckförmigem Querschnitt, sogenannte Flachleiter aus Kupfer od. dgl., welche über ihre gesamte Länge durch eine leitende Folie 16 (z. B. Kunststoff-Vlies mit dünner Kohlebeschichtung) untereinander leitend verbunden sind. Die Leitfähigkeit der F^^l;e 16 hzw. der durch sie hergestellten (Quer-) Verbindung zwischen den Leitern 27 ist geringer als deren Leitfähigkeit. Durch die Folie 16 wird bei der Leitung 32 eine starke

2ϊ ohmsche Querableitung erzielt, die in Verbindung mit dem Längswiderstand, der durch die Längsinduktivität der Leitung in Verbindung mit dem ohmschen Längswiderstand der Leiter bestimmt wird, eine solch starke Dämpfung der Leitung ergibt, daß die Amplitude

so eines von der Sendeeinrichtung 5 in die Leitung eingekoppelten Signals bereits auf einem kurzen Leilungsabschnitt (z. B. von einem Meter Leitungslänge) meßbar nach einem Exponentialgesetz mit negativem Exponenten abnimmt. Somit ist die Ampltitude des

!"> längs dieser bedämpften, homogenen, elektrischen Leitung 22 sich ausbreitenden Signals an jedem beliebigen Ort der Leitung ein Maß für den Abstand zwischen diesem Ort und dem Ort der das Signal in die Leitung einkoppelnden Sendeeinrichtung bzw. deren Spule 21. Es ist also mittels der Leitung 22 möglich, ein spurgebundenes Fahrzeug unabhängig von bestimmten Bezugspunkten seines Fahrweges kontinuierlich über seinen Abstand zu einem vorausbefindlichen Fahrzeug zu informieren, sofern dessen Sendeeinrichtung 5

■»·". ständig ein Signal definierter Ampltitude aussendet bzw. mittels der Spule 21 in die Leitung einkoppelt und die nicht dargestellte Empfangseinrichtung des nachfolgenden (empfangenden) Fahrzeugs eine definierte Empfindlichkeitaufweist.

■50 Um bei der beschriebenen Kopplung der Sendeeinrichtung 5 (oder einer Empfangseinrichtung) mit der Leitung 22 unter Verwendung einer Spule 21 mit nur einem Rahmenkern 24 die Verkopplung dieser Spule mit der Leitung zu verbessern, ist gemäß Fig. 1 noch

-ή unterhalb der Leitung eine in Längsrichtung derselben sich erstreckende Schiene 32 aus ferromagnetische!!! Material als magnetischer Rückschluß der Spule vorgesehen. Durch diese Schiene 32 wird zugleich die Längsinduktivität der Leitung 22 erhöht, wobei das Maß

Wi der Erhöhung naturgemäß vom Abstand zwischen der Schiene und der Leitung abhängig ist. Da zudem durch Änderung der Längsinduktivität der Leitung deren Dämpfung änderbar ist, ist der magnetische Rückschluß in Form der Schiene 32 zusätzlich ein geeignetes Mittel

ι-·, zum Abgleich des Betrags der Dämpfung der Leitung 22 auf einen vorgegebei.in Absolutwert und. falls Leitungsabschnittc untereinander unterschiedliche Dämpfungswerte aufweisen, zur Kompensation dieser

Schwankungen der Dämpfung der Leitung. Zu diesem Zweck ist die Schiene in den durch den Doppelpfeil 50 angedeuteten Richtungen gegenüber der Leitung 22 justierbar angeordnet, wozu übliche (nicht dargestellte) Mittel verwendbar sind.

Die Anordnung gemäß F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Pig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß der magnetische Rückschluß für die Spule — lediglich dargestellt durch ihren Rahmenkern 24 — aus mit Abstand aneinandergereihten Stäben 48 aus ferromagnetischem Material gebildet wird, welche beispielsweise Abschnitte der in F i g. I dargestellten Schiene 32 sind. Zur Änderung der Längsinduktivität der Leitung 22 bzw. Änderung ihrer Dämpfung sind diese Stäbe 48 in den durch die Doppelpfeile 51 angedeuteten Richtungen zueinander justierbar angeordnet, die Abstände /wischen den Stäben sind also änrlrrhar Rpi ilicsrr Anordnung kann selbstverständlich auch noch wie bei derjenigen gemäß F i g. 1 der Abstand /wischen dem magnetischen Rückschluß und der Leitung 22 änderbar sein. Die Anordnung gemäß F i g. 1 ist wegen der Unterteilung des Rückschlusses in Abschnitte naturgemäß im Hinblick auf eine Kompensation von Schwankungen der Dämpfung der Leitung 22 besonders vorteilhaft. Die Justiermittel für die ein/einen Abschnitte bzw. Stäbe 48 können üblicher Art sein.

Schließlich zeigt Fig. 3 eine Anordnung, bei der die Leitung 22 und die Schiene 32 gemiiß F i g. I sich in einer nur ihre der Spule 21 zugewandten Seiten freigebenden, elektrisch leitenden Abschirmung gegenüber dieser ι isoliert erstrecken, welche als ein irogartiges Gehäuse 52 aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet ist. Hierbei ist die Leitung 22 in den durch die Doppelpfeile 53 angedeuteten Richtungen gegenüber dem Gehäuse 52 justierbar angeordnet; hierzu können

κι übliche Abstandshalter unterschiedlicher Dicke zwischen dem Gehäuse und der Leitung eingefügt sein. Die Schiene 32 ist in den durch den Doppelpfeil 54 angedeuteten Richtungen gegenüber der Leitung 22 gegebenenfalls auch mittels Abstandschaltern justierbar

• , im Gehäuse 52 angeordnet. Diese Anordnung gestattet eine Änderung der Längsinduktivität der Leitung 22 sowohl durch Änderung ihres Abstandes zum Gehäuse 52 als auch durch Änderung des Abstandes zwischen der Schiene 32 und der Leitung. Selbstverständlich ist die

JM Anordnung gemäß F i g. 3 auch ohne die Schiene 32 denkbar oder anstelle derselben kann ein magnetischer Rückschluß gemäß F i g. 2 vorgesehen sein. Was das Gehäuse 52 betrifft, so kann auch ein solches aus einem nichtleitenden Material (/.. B. Kunststoff) mit einer

j-, Finlage aus einem elektrisch leitenden Material Verwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur kontinuierlichen Messung des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden spurgebundenen und mit Sende- sowie Empfangseinrichtungen ausgerüsteten Objekten, wobei ein von einer Sendeeinrichtung des vorderen Objekts ausgesendetes elektrisches Signal definierter Größe der eine definierte Empfindlichkeit aufweisenden Empfangseinrichtung des nachfolgenden Objekts übermittelt wird, die Sende- und Empfangseinrichtungen über eine ortsfest angeordnete, bedämpfte, homogene, elektrische Leitung mit definierten Dämpfungseigenschaften gekoppelt sind, die Kopplung der Sende- und Empfangseinrichtungen mit der Leitung jeweils durch eine Spule mit einer nur auf einem U-förmigen Rahmenkern aus ferromagnetischem Material vorzugsweise symmetrisch verteilten Wicklung hergestellt ist und den Spulen zur Verbesserung ihrer Verkopplung mit der Leitung ein längs derselben sich erstreckender, stationärer, magnetischer Rückschluß zugeordnet ist, gemäß DE-Zusatzpatent 23 07 455.7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem magnetischen Rückschluß (Schiene 32) und der Leitung (22) zur Änderung ihrer Längsinduktivität änderbar ist

2. Anordnung zur kontinuierlichen Messung des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden spurgebundenen und mit Sende- sowie Empfangseinrichtungen ausgerüsteten Objekten, wobei ein von einer Sendeeinrichtung des vorderen Objekts angesendetes elektrisches Signal definierter Größe der eine definierte Empfindlichkeit aufweisenden Empfangseinrichtung des michfoJgenden Objekts übermittelt wird, die Sende- und Empfangseinrichtungen über eine ortsfest angeordnete, bedämpfte, homogene, elektrische Leitung mit definierten Dämpfungseigenschaften gekoppelt sind, die Kopplung der Sende- und Empfangseinrichtungen mit der Leitung jeweils durch eine Spule mit einer nur auf einem U-förmigen Rahmenkern aus ferromagnetischem Material vorzugsweise symmetrisch verteilten Wicklung hergestellt ist und den Spulen zur Verbesserung ihrer Verkopplung mit der Leitung ein längs derselben sich erstreckender, stationärer, magnetischer Rückschluß zugeordnet ist, gemäß DE-Zusatzpatent 23 07 455.7, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Rückschluß der Länge nach in Abschnitte (Stäbe 48) unterteilt ist, zwischen denen zur Änderung der Längsinduktivität der Leitung (22) änderbare Abstände bestehen.

3. Anordnung zur kontinuierlichen Messung des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden spurgebundenen und mit Sende- sowie Empfangseinrichtungen ausgerüsteten Objekten, wobei ein von einer Sendeeinrichtung des vorderen Objekts ausgesendetes elektrisches Signal definierter Größe der eine definierte Empfindlichkeit aufweisenden Empfangseinrichtung des nachfolgenden Objekts übermittelt wird, die Sende- und Empfangseinrichtungen über eine ortsfest angeordnete, bedämpfte, homogene, elektrische Leitung mit definierten Dämpfungseigenschaften gekoppelt sind und die Kopplung der Sende- und Empfangseinrichtungen mit der Leitung jeweils durch eine Spule mit einer nur auf einem U-förmigen Rahmenkern aus ferromagnetischem Material vorzugsweise symme-

trisch verteilten Wicklung hergestellt ist, gemäß DE-Zusatzpatent 23 07 455, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Leitung (22) in einer im wesentlichen nur ihre den Spulen (21) zugewandte Seite freigebenden, elektrisch leitenden Abschirmung (Gehäuse 52) erstreckt und gegenüber dieser isoliert ist, wobei der Abstand zwischen der Abschirmung und Leitung zur Änderung ihrer Längsinduktivität änderbar ist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rückschluß (Schiene 32) und die Leitung (22) in einer im wesentlichen nur ihre den Spulen (21) zugewandten Seiten freigebenden, elektrisch leitenden Abschirmung (Gehäuse 52) erstrecken und gegenüber dieser isoliert sind, wobei der Abstand zwischen dem Rückschluß bzw. der Abschirmung und Leitung zur Änderung ihrer Längsinduktivität änderbar ist.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung ein trogartiges Gehäuse (52) entweder vollständig aus einem elektrisch leitenden Material oder zumindest mit einer Einlage aus solchem Material ist.