Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil und ein Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems.

Es ist allgemein bekannt, dass ein Mobilteil als Schienenfahrzeug ausführbar ist und verschiedene Schienenpositionen in einem Schienensystem erreichen kann. Außerdem ist bekannt, dass Schienen Profilteile sind, also einen in Schienenrichtung unveränderlichen konstanten Querschnitt aufweisen.

Aus der DE 21 24 089 A ist als nächstliegender Stand der Technik eine Einrichtung bei Schienenbahnen zur Informationsübertragung von der Strecke auf die Fahrzeuge bekannt.

Aus der DE 41 02 812 A ist die Einrichtung zum Feinpositionieren eines

schienengebundenen Fahrzeuges an einem vorgegebenen Haltepunkt bekannt.

Aus der DE 60 2005 002 386 T2 ist ein System mit bewegendem Körper bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schienenposition einfach und sicher zu bestimmen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Schienensystem nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren in den in Anspruch 13 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Schienensystem mit Schiene, Codiersystem und entlang der Schiene bewegbarem Mobilteil sind, dass das Codiersystem in Schienenrichtung hintereinander angeordnete Segmente aufweist, die an der Schiene befestigt sind, insbesondere angeschraubt sind, wobei das Mobilteil einen Sensor zur Bestimmung der Distanz zwischen dem Sensor und dem zum Sensor nächstbenachbarten Segment des Codiersystems aufweist, wobei jedes Segment einen Codierbereich und einen Erfassungsbereich aufweist.

Von Vorteil ist dabei, dass die Schiene als Profilteil, also mit in Schienenrichtung konstantem unveränderlichem Querschnitt herstellbar ist und trotzdem die Schienenposition durch eine Distanzmessung in Richtung auf die Schiene bestimmbar ist, weil die Segmente in

Schienenrichtung eine veränderliche Höhe und/oder Wandstärke aufweisen. Somit sind die Segmente an die Schienen in einem Bereich außerhalb der Lauffläche der Räder des

Mobilteils befestigbar und geben einen Maßstab für Distanz. Da die Höhe des Segments mit proportional zur Schienenposition, insbesondere also linear, anwächst, ist im

Erfassungsbereich des Segments jeder gemessenen Distanz eine Position an dem Segment eineindeutig zuordenbar. Im Codierbereich ist durch die Bestimmung der Distanzänderungen beim Durchfahren des Codierbereichs mit dem Sensor die Codierung und somit eine zum Segment eineindeutig zugeordnete Identifikationsinformation bestimmbar. In einer Liste im Speicher einer Auswerteeinheit ist zu jeder Identifikationsinformation eine Schienenposition hinterlegt. Somit ist aus der Identifizierung des Segments und der nachfolgenden

Distanzmessung im Erfassungsbereich des Segments eine absolute Schienenposition des Mobilteils bestimmbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Schiene eine Lauffläche auf, auf welcher ein Rad des Mobilteils abrollbar ist, wobei das Segment beabstandet ist von der Lauffläche. Von Vorteil ist dabei, dass die Bewegung des Mobilteils ungestört von dem Segment ausführbar ist. Das Abrollverhalten ist also gleichmäßig, obwohl die hintereinander angeordneten Segmente eine ungleichmäßige Gesamtoberfläche bereitstellen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Oberfläche des Erfassungsbereichs des jeweiligen Segments zu einer Geraden, die parallel zur Schienenrichtung ausgerichtet und schneidet den Sensor, eine insbesondere kürzeste Distanz aufweist, welche in Schienenrichtung monoton abnimmt, insbesondere proportional zur Schienenlänge und/oder zum auf den Codierbereich des Segments bezogenen Abstand abnimmt. Alternativ ist auch ein Zunehmen realisierbar. Von Vorteil ist dabei, dass im Erfassungsbereich der Distanz eine Schienenposition eineindeutig zuordenbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schiene als Profilteil, insbesondere

Stranggussprofilteil, ausgeführt, insbesondere wobei die Schiene mehrstückig ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht ist. Bei mehrstückiger Ausführung werden die Schienenstücke in Schienenrichtung hintereinander aneinander angeordnet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Distanz vom Sensor zeitlich wiederkehrend bestimmt und der Sensor ist zur Weiterleitung der dabei vom Sensor erfassten Werte der Distanz über einen Datenübertragungskanal mit einer Auswerteeinheit verbunden, wobei die Auswerteeinheit als Mittel zur Bestimmung der Schienenposition des Sensors und/oder des Mobilteils fungiert. Von Vorteil ist dabei, dass die Auswerteeinheit auf dem Mobilteil oder stationär anordenbar ist. Im letztgenannten Fall muss allerdings ein

Kommunikationskanal zum Mobilteil vorgesehen werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jedem Segment ein Codierbereich, insbesondere zur individuellen Identifikation des Segments in der Schienenanlage, zugeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass jedem Segment eine Identifikationsinformation zuordenbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Codierbereich ein Höhenprofil auf, das in Schienenrichtung nacheinander, insbesondere aneinander angrenzende, Bereiche aufweist, deren jeweils kleinster Abstand zu der Geraden in Schienenrichtung nacheinander verschiedene diskrete Werte aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine

Identifikationsinformation codierbar ist mittels des Höhenprofils des Segments.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Bereiche in Schienenrichtung vorzugsweise gleich lang ausgeführt, insbesondere also weist jeder Bereich die Länge A / N auf, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist, wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist. Von Vorteil ist dabei, dass die diskreten Werte bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils gleichmäßig hintereinander detektierbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Betrag des Unterschieds zwischen den zu der Geraden gemessenen kürzesten Abständen von jeweils zwei zueinander nächstbenachbarten Bereichen kleiner als m * A / N, wobei A die Länge des Codierbereichs in Schienenrichtung ist,

wobei N die Anzahl der Bereiche des Codierbereichs ist,

wobei m die Steigung des Segments im Erfassungsbereich ist, also der Betrag des Quotienten aus der auf die Gerade bezogenen Abstandsänderung und der in Schienenrichtung gemessenen Länge des Erfassungsbereichs. Von Vorteil ist dabei, dass der Codierbereich vom Erfassungsbereich des Segments durch Auswertung der Änderungen unterscheidbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor die Distanz zeitlich wederkehrend mit einer derartigen Wiederholungsrate erfasst und die Geschwindigkeit des Mobilteils derart begrenzt, dass die auf die Gerade bezogenen Abstandsänderungsbeträge innerhalb des Codierbereichs viel größer als im restlichen Erfassungsbereichs des Segments ist. Von Vorteil ist dabei, dass

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zur Auswertung des vom Sensor erzeugten

Sensorsignals, also der vom Sensor erfassten Distanzwerte, die Änderung der Distanzwerte bestimmt, insbesondere wobei der Sensor die Distanz zum jeweils zum Sensor nächstliegenden

Segment zeitlich insbesondere regelmäßig wiederkehrend bestimmt und dann, wenn der erfasste Distanzwert sich ändert, der zugehörige Änderungsbetrag bestimmt wird. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Auswertung der Änderungen der Erfassungsbereich vom

Codierbereich unterscheidbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zusätzlich ein odometrisches System zur Erfassung der Schienenposition des Mobilteils vorgesehen, insbesondere wobei ein Laufrad an der oder einer weiteren Lauffläche abrollt. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit der Bestimmung der Schienenposition erhöhbar ist.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Schienensystems sind, dass beim Bewegen des Mobilteils in einem ersten Verfahrensschritt aus den im Codierbereich bestimmten Distanzwerten, insbesondere aus den im Codierbereich bestimmten Änderungen der Distanzwerte, das Segment identifiziert wird und aus einem Speicher eine zugehörige dem Segment

zugeordneten Schienenposition gelesen wird, und in einem zweiten, nach dem ersten Verfahrensschritt ausgeführten Verfahrensschritt aus der vom Sensor im Erfassungsbereich bestimmten Distanz die Entfernung zum Codierbereich des Segments bestimmt wird und aus der Entfernung und der dem Segment zugeordneten Schienenposition die

Schienenposition des Mobilteils bestimmt wird.

Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und sichere Bestimmung der Schienenposition ausführbar ist. Denn das Segment ist mechanisch robust und somit gegen Umwelteinflüsse stabil ausgeführt.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei konstanter Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils aus der Änderung der mittels des Sensors zeitlich nacheinander bestimmten Distanzwerte bestimmt, ob der Sensor aktuell den Codierbereich oder den Erfassungsbereich des jeweiligen Segments detektiert. Von Vorteil ist dabei, dass im Codierbereich die dem Segment zugeordnete Schienenposition bestimmbar ist und im Erfassungsbereich die Position des Mobilteils relativ zu einem Punkt des Segments bestimmbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Schienenposition des Mobilteils zusätzlich odometrisch bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit der Positionsbestimmung verbesserbar ist. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist der Positionsbestimmungsbezogene Teil eines erfindungsgemäßen

Schienensystems dargestellt.

Das Schienensystem weist eine Schiene auf und ein entlang der Schiene bewegbares, als Schienenfahrzeug ausgeführtes Mobilteil.

Das Mobilteil weist Räder auf, die auf einer Lauffläche der Schiene abrollen.

Die schiene ist als Profilteil, insbesondere Stranggussprofilteil, gefertigt. Somit weist die Schiene einen Querschnitt auf, der unabhängig von der Schienenposition ist, insbesondere also in Schienenrichtung immer gleich.

Am Mobilteil ist ein Sensor 1 befestigt, welcher als Entfernungsmessgerät fungiert, indem er die Entfernung zwischen Sensor 1 und einem an der Schiene befestigten Codiersystem bestimmt.

Hierzu ist das Codiersystem außerhalb der Lauffläche an der Schiene befestigt, insbesondere mittels Schrauben angeschraubt.

Das Codiersystem besteht aus vorzugsweise metallischen Segmenten, welche in

Schienenrichtung hintereinander angeordnet sind, insbesondere jeweils einander berührend oder regelmäßig voneinander beabstandet.

Jedes Segment hat die Länge X und weist einen Codierbereich auf, insbesondere wobei der Codierbereich die Länge A aufweist, wobei A kleiner als X ist.

Außerhalb des Codierbereichs 2 ist ein Erfassungsbereich 3 ausgeführt, in welchem die Wandstärke des Segments in Schienenrichtung proportional zur Schienenlänge, insbesondere Abstand zum Codierbereich 2 des jeweiligen Segments, ansteigt. Dieser zur schienenlänge proportionale Anstieg, also Abnahme der Entfernung zu einer durch den Sensor 1

verlaufenden, parallel zur Schiene ausgerichteten Geraden, weist den Wert m auf. Die Wandstärke ist dabei die Dicke des Segments, welche senkrecht zur Schienenrichtung gemessen wird, insbesondere in Richtung zum Sensor 1 hin, insbesondere also in der Richtung derjenigen Gerade, welche senkrecht zur Schienenrichtung durch den Sensor 1 verläuft.

Der Codierbereich 2 weist ein Höhenprofil, also einen in Schienenrichtung gesehenen Wandstärkeverlauf, auf, welcher in Schienenrichtung nacheinander verschiedene diskrete Werte aufweist. Der Codierbereich 2 weist in Schienenrichtung die Länge A auf und enthält N Plateaus, codiert also N diskrete Abstandswerte. Dabei sind die Plateaus in Schienenrichtung vorzugsweise gleich lang, insbesondere also weist jedes der Plateaus die Länge A / N auf.

Bevorzugt ist die Codierung derart ausgeführt, dass der Unterschied zwischen jeweils zwei nächstbenachbarten Plateaus kleiner ist als m * A / N. Somit ist beim Vorbeifahren des Mobilteils zusammen mit dem Sensor 1 der Codierbereich 2 klar erkennbar. Denn die Änderung pro Schienenlänge ist innerhalb des Codierbereichs 2 viel größer als im restlichen Erfassungsbereichs 3 des Segments.

Die Auswertung des vom Sensor erzeugten Sensorsignals, also der vom Sensor 1 erfassten Distanzwerte erfolgt, indem die Änderung der Distanzwerte bestimmt wird. Der Sensor 1 erfasst die Distanz zum jeweils zum Sensor 1 nächstliegenden Segment zeitlich regelmäßig wiederkehrend. Wenn dabei der erfasst Distanzwert sich ändert, wird der zugehörige Änderungsbetrag bestimmt.

Wenn also von einer grob gesprochen konstanten Fahrgeschwindigkeit des Mobilteils ausgegangen wird, lässt sich aus dem Änderungsbetrag bestimmen, ob gerade der

Codierbereich 12 oder der Erfassungsbereich 3 vom Sensor 1 erfasst wird.

Jedem Segment ist ein Codierbereich 2 zugeordnet. Beim Durchfahren der Schienenanlage wird also bei jedem Segment zunächst der Codierbereich 2 überfahren und dadurch das Segment individuell identifizierbar. Danach wird im Erfassungsbereich die Distanz zwischen Sensor 1 und dem Segment bestimmt und aus dem so bestimmten Distanzwert die

Schienenposition innerhalb des Segments. Da bei Inbetriebnahme zunächst in einer Referenzfahrt jedem Codierbereich 2 eine jeweilige Schienenposition zugeordnet wurde, kann auf diese Weise die genaue Position des Mobilteils in Schienenrichtung bestimmt werden. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird zusätzlich am Mobilteil ein odometrischer Sensor vorgesehen, der vorzugsweise ein an der Schiene abrollendes Laufrad aufweist, dessen Winkelposition als odometrisch bestimmte Schienenposition verwendbar ist.

Somit ist eine erhöhte Sicherheit bei der Bestimmung der Schienenposition erreichbar.

Bezugszeichenliste

1 Sensor

2 Codierbereich

3 Erfassungsbereich