专利名称：用于轨行车辆的设备及轨距变换装置和确保轨距变换的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于轨行车辆、尤其是磁悬浮列车的设备，用于这种设备的轨距变换装置和用于确保轨距变换的方法。
背景技术：
相应的装置和方法例如已由专利申请DE 40 38 339 A1、WO 00/53849A1以及GB 1379281A所公开。
已知的用于磁悬浮车辆的轨距变换装置具有一个可移动的行车路线分段，该行车路线分段的位置可通过借助移车台移动或通过弯曲来调节，从而可与多个固定的行车路线终端之一连接起来。用于磁悬浮列车的轨距变换装置是基于行车路线设计和高行驶速度的尺寸相对较大的结构，它们通过多个伺服驱动装置驱动并借助锁闭器被固定在各位置上。通过功率开关来切断用于移动所述行车路线分段的电能。之后检查该行车路线分段的位置。为复查是否达到校正位置，采用了一些传感器，这些传感器会发出有关在遵守所设计的行驶路线的情况下是否已建立一条贯通连续的行车路线的信号。为此可将这些直接与安全保险装置相连的传感器发出的信号传送给上级安全保险单元。该安全保险单元出于安全技术方面的原因必须具有高的避雷性和抗电磁干扰的特性(电磁兼容性EMV)。为了满足安全性和可用性方面的要求，必需另外采用高可靠性的开关元件，但这些开关元件都比较昂贵。
对于所述轨距变换装置的安全保险装置所提出的高可用性和安全保险要求导致传感器数量的成倍增加。
由于所述轨距变换装置从100米以上的暴露的传感器电缆引线一直延伸到建于地基上的行车路线，必须设置耦合元件来提高避雷性和抗电磁干扰性。由于使每个传感器直接与所述安全保险装置相连，可导致很高的电缆铺设和布线成本，这又将相应增大在避雷性和抗电磁干扰性方面的保护成本。此外，满足高的安全要求的电子装置仅提供很少量的信号输入和传感器输入。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种更安全的、尤其具有高的避雷性和抗电磁干扰性的轨距变换装置以及确保轨距变换的方法。
上述技术问题首先通过这样一种用于在行车路线上行进的车辆、尤其是磁悬浮车辆的设备来解决，该车辆具有直线电动机，该直线电动机具有沿行车路线延伸的定子，所述设备具有轨距变换装置，该轨距变换装置具有可移动的行车路线分段，通过改变该行车路线分段的位置可有选择地将行车路线分别与多个固定的行车路线终端之一连接起来，其中，为测取所述行车路线分段的位置，设有多个传感器以发出有关所述行车路线分段是否已同与其紧邻对置的固定的行车路线终端构成贯通连续的行车路线的传感器信号，并且所述设备还具有用于分析该传感器信号和释放该贯通连续的行车路线的安全保险装置，按照本发明，每个传感器操纵一个带有被强制导引的开关触头的继电器，每个继电器的开关触头构成至少一个常闭触头和一个常开触头，其中，当所属常开触头断开时，常闭触头保持闭合，反之亦然，此外，所有常开触头和所有常闭触头分别串联成列，由此，每当一条行车路线贯通连续以及所述可移动的行车路线分段处于正确位置时，所述常开触头串列闭合而所述常闭触头串列断开，或反之所述常开触头串列断开而所述常闭触头串列闭合，并且所述贯通连续的行车路线仅仅在常开触头串列闭合以及常闭触头串列断开时，或反之仅仅在常开触头串列断开以及常闭触头串列闭合时才可被安全保险装置释放。
其次，上述涉及轨距变换装置的技术问题通过这样一种用于在行车路线上行进的车辆、尤其是磁悬浮车辆的轨距变换装置来解决，该车辆具有直线电动机，该直线电动机具有沿行车路线延伸的定子，所述轨距变换装置具有可移动的行车路线分段，通过改变该行车路线分段的位置可有选择地将行车路线分别与多个固定的行车路线终端之一连接起来，其中，为测取所述行车路线分段的位置，设有多个传感器以发出有关所述行车路线分段是否已同与其紧邻对置的其中一个固定的行车路线终端构成贯通连续的行车路线的传感器信号，并且所述轨距变换装置还具有用于分析该传感器信号和释放该贯通连续的行车路线的安全保险装置，按照本发明，每个传感器操纵一个带有被强制导引的开关触头的继电器，每个继电器的开关触头构成至少一个常闭触头和一个常开触头，其中，当所属常开触头断开时，常闭触头保持闭合，反之亦然，此外，所有常开触头和所有常闭触头分别串联成列，由此，每当一条行车路线贯通连续时，常开触头串列闭合而常闭触头串列断开，或反之所述常开触头串列断开而所述常闭触头串列闭合，并且所述贯通连续的行车路线仅仅在常开触头串列闭合以及常闭触头串列断开时，或反之仅仅在常开触头串列断开以及常闭触头串列闭合时才可被所述安全保险装置释放。
上述有关方法的技术问题通过这样一种用于确保轨距变换的方法来解决，该方法用于具有在行车路线上行进的车辆、尤其是磁悬浮车辆的设备，该车辆具有直线电动机，该直线电动机具有沿行车路线延伸的定子，其中，设有一个轨距变换装置，该轨距变换装置具有可移动的行车路线分段，通过改变该行车路线分段的位置可依据道岔的类型有选择地将一条行车路线分别与多个固定的行车路线终端之一连接起来，其中，借助多个传感器来测取所述行车路线分段的位置，该多个传感器发出有关所述行车路线分段是否已同与其紧邻对置的其中一个固定的行车路线终端构成一个贯通连续的行车路线的传感器信号，并且设有用于分析该传感器信号和释放该贯通连续的行车路线的安全保险装置，按照本发明，每个传感器操纵一个带有被强制导引的开关触头的继电器，每个继电器的开关触头构成至少一个常闭触头和一个常开触头，其中，当所属常开触头断开时，所述常闭触头保持闭合，反之亦然，此外，所有常开触头和所有常闭触头分别串联成列，由此，每当一条行车路线贯通连续时，所述常开触头串列闭合而所述常闭触头串列断开，或反之所述常开触头串列断开而所述常闭触头串列闭合，并且所述贯通连续的行车路线仅仅在常开触头串列闭合以及常闭触头串列断开时，或反之仅仅在常开触头串列断开以及常闭触头串列闭合时才可被所述安全保险装置释放。
按照本发明，采用继电器是一种在多级防护原理框架下的廉价的技术解决手段。在此情况下，信号输入端的数量几乎不受限制。在继电器上基本可以实现高的避雷性和抗电磁干扰特性，并且在需要时还可进一步廉价地加以提高。
在最简单的情况下检验在所述固定的行车路线终端切换时，是否常开触头串列的开关状态分别从闭合转换到断开，以及常闭触头串列的开关状态分别从断开转换到闭合，或反之，常开触头串列的开关状态分别从断开转换到闭合，以及常闭触头串列的开关状态分别从闭合转换到断开。
为了提高安全性，所述变换，例如常开触头从断开状态向闭合状态的转换应当按预定的顺序和在预定的总时间段内进行。可借助于时间监控来对此进行检测。
更加安全保险的是，附加地设置有至少一个备用的常闭触头串列及至少一个备用的常开触头串列。
为了进一步提高安全性，可设置多个备用的常开触头串列和常闭触头串列，其中，在这些备用的触头串列中，至多有一个或最少量的触头串列的开关状态可以不同于其余常开触头串列和常闭触头串列，以便所述安全保险装置可释放所述贯通连续的行车路线。
可相宜地通过移动或弯曲来改变所述行车路线分段的位置。
下面借助附图所示实施方式进一步详细描述本发明，附图中图1是用于磁悬浮列车的设备的局部截取视图，该设备具有设计用于两个位置的轨距变换装置；图2是图1所示设备设计用于多个位置并且每个位置有一个常闭触头串列和一个常开触头串列的示意图；图3示出了对于图2所示设备的进一步扩展设计，其中，每个位置从设有一个常闭触头串列和一个常开触头串列扩展成设有三个常闭触头串列和三个常开触头串列。
具体实施例方式
图1是带有用于磁悬浮列车(图中未示出)的行车路线1、1a、1b的铁路设备的局部截取视图。磁悬浮列车可在行车路线1、1a、1b上行进移动。磁悬浮列车受同样没有示出的直线电动机驱动，该直线电动机的定子沿行车路线1、1a、1b延伸。
在图1中可看到，轨距变换装置2具有可移动的行车路线分段3，后者可通过弯曲来移动。但也可以选择借助移动台在固定的行车路线终端之间推移行车路线分段3。在图1中，行车路线分段3与固定的行车路线终端4紧邻对置，由此，在遵守一条预定的最佳线路(挠度曲线)的情况下，为一列通过的磁悬浮列车形成贯通连续的行车路线(将两个行车路线1和1b前后串接)。
图1所示的行车路线分段3按交通运输技术与行车路线终端4联结。
如图1所示，还有另一个固定的行车路线终端1a，行车路线分段3通过弯曲(改变其位置)同样可与行车路线终端1a连接而形成另一条贯通连续的行车路线(将两条行车路线1和1a前后串接)。所述轨距变换装置在此被设计成用于两个位置。这意味着，可移动的行车路线分段3通过弯曲可选择与这两个固定的行车路线终端1a和1b相连；在图1中近似地示出了用于磁悬浮车辆的道岔。
在可移动的行车路线分段3上的一些按规定的间距设置的位置点上设有大量操纵控制开关6的传感器。这些数量众多的传感器在弯曲(或移动)行车路线分段3时是必需的，因为有较大的调节移动行程。这些传感器5通过闭合开关6发出信号表明可移动的行车路线分段3处于期望的位置(或地点)，更确切地说，它以其端部与行车路线终端4紧邻对置而形成贯通连续的行车路线。图1中闭合的开关6表明可移动的行车路线分段3处于预定的位置上。
与之类似，与所述固定的行车路线终端7相对地在上面也设有一些传感器。然而为了视图清晰起见，这些传感器在图1中并没有示出。
传感器5应与机械开关6无关；同样比较好地可以采用磁传感器，这些传感器依据行车路线分段3的位置发出恰当的信号。
此外，如图1所示，继电器8与开关触头9、10相连接，开关触头9、10在继电器8受到所属传感器5的操纵时断开或闭合。这一点通过虚线11被示意性地表示出。开关触头9构成常开触头9a，开关触头10构成常闭触头10a，也就是说，当继电器8没有被操纵(或激励)时，开关触头9闭合，开关触头10断开。
在图1中，行车路线分段3处于传感器5的开关保持闭合的位置状态下，由此操纵继电器8，如图1中所示那样，这将导致常开触头9a断开和常闭触头10a闭合。
所述断开和闭合是强制进行的，也就是说，当常开触头9a断开时，常闭触头10a就闭合。反之，当常开触头9a闭合时，常闭触头10a就断开。
图1中的虚线5a简略地表示图1所示设备也可以设置多于两个的传感器5。
图1中的点划线L将所述设备分割成带有行车路线1、1a、1b的外部区域和带有常开触头9a和常闭触头10a的内部区域。
所有的常开触头9a和所有的常闭触头10a如图1所示分别串联成列，并分别通过连接线12与安全保险装置13连接。安全保险装置13在分析所述传感器信号后释放所述贯通连续的行车路线。为此，安全保险装置13检测是否常开触头串列14中的所有常开触头9a都断开和常闭触头串列15中的所有常闭触头10a都闭合。如图1所示，两个常开触头9a都断开，两个常闭触头10a都闭合。由此，行车路线1、1b被安全保险装置13释放。
然而，只有在预定时间段内并且顺序地使所述可运动的行车路线终端3变换到图1所示位置中时，所述安全保险装置才可释放。此外，常闭触头串列15必须按预定顺序在时间上分先后地从断开状态转换到闭合状态，常开触头串列14也必须相应地在时间上分先后地从闭合状态转换到断开状态。因此，在无故障和无干扰地调节所述轨距变换装置时以及进而改变所述可移动的行车路线终端3的位置时，常闭触头串列15和常开触头串列14先后经过如下信号状态常开触头串列14电闭合和常闭触头串列15电断开→常开触头串列14电断开和常闭触头串列15电断开→常闭触头串列14电断开和常开触头串列15电闭合。
因此，被调节到新位置的常闭触头串列15和常开触头串列14从常开触头串列14电闭合和常闭触头串列15电断开—这一信号状态出发，经由常开触头串列14电断开和常闭触头串列15电断开—这另一信号状态，最终变换到常开触头串列14电断开和常闭触头串列15电闭合—这个信号状态。图1中示出的是最后的开关信号状态。
从这一信号状态可判断得出所述调节装置和传感器5处于正确的工作方式下，也就是说，由信号状态可立刻识别是否存在故障/干扰。
安全保险装置13借助预定的准则检测所述调节过程是否正确，并且在符合预定准则时向图中未示出的上级安全保险单元报告已处于正确位置上，后者随后释放所述已贯通连续的行车路线。
在图2中示出了大量的用于n个固定的行车路线终端(1a，1b等等)及位置的传感器链16a，16b，...，16n。可移动的行车路线分段3可与这些行车路线终端相连。分别带有常开触头串列14和常闭触头串列15的各传感器链16a，16b，...，16n都与安全保险装置13相连。
图3示出对于每个传感器链16a，16b，...，16n都有三个传感器分链16a1，16a2，16a3，...，16n1，16n2，16n3。也就是说，每个传感器链16a，16b，...，16n实际上包括三个传感器链，因此有两个传感器链备用。只有当这三个常开触头串列14或常闭触头串列15中至多有一个不同于其余触头串列14或15时，才由安全保险装置13释放所述贯通连续的行车路线。
在图2和图3中，常开触头10a和常闭触头9a均处于如图1所示的状态下，即，此时行车路线终端3与其中一个固定的行车路线终端4，7构成一条贯通连续的行车路线。
权利要求
1.一种用于在行车路线(1)上行进的车辆、尤其是磁悬浮车辆的设备，该车辆具有一个直线电动机，该直线电动机具有一个沿行车路线(1)延伸的定子，所述设备具有一个轨距变换装置(2)，该轨距变换装置具有一个可移动的行车路线分段(3)，通过改变该行车路线分段的位置可有选择地将一条行车路线分别与多个固定的行车路线终端(4，7)之一连接起来，其中，为测取所述行车路线分段(3)的位置，设有多个传感器(3)来发出有关所述行车路线分段(3)是否已同与其紧邻对置的固定的行车路线终端(4，7)构成一个贯通连续的行车路线的传感器信号，并且所述设备还具有一个用于分析该传感器信号和释放所述贯通连续的行车路线的安全保险装置(13)，其特征在于，每个传感器(5)操纵一个带有被强制导引的开关触头(8，10)的继电器(8)；每个继电器的所述开关触头(9，10)构成至少一个常闭触头(10a)和一个常开触头(9a)，其中，当所属常开触头(9a)断开时，所述常闭触头(10a)保持闭合，反之亦然；所有常开触头(9a)和所有常闭触头(10a)分别串联成列，由此，每当一条行车路线贯通连续时，所述常开触头串列(14)闭合而所述常闭触头串列(15)断开，或反之所述常开触头串列(14)断开而所述常闭触头串列(15)闭合；所述贯通连续的行车路线仅仅在所述常开触头串列(14)闭合以及所述常闭触头串列(15)断开时，或反之仅仅在所述常开触头串列(14)断开以及所述常闭触头串列(15)闭合时才可被所述安全保险装置(13)释放。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述固定的行车路线终端(4，7)变换时，所述常开触头串列(14)的开关状态分别从闭合转换到断开，而所述常闭触头串列(15)的开关状态分别从断开转换到闭合，或反之，所述常开触头串列(14)的开关状态分别从断开转换到闭合，而所述常闭触头串列(15)的开关状态分别从闭合转换到断开。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述变换按预定的顺序和在预定的总时间段内进行，并借助于时间监控对此进行检测。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于，附加地设置有至少一个备用的常闭触头串列(15)及至少一个备用的常开触头串列(14)。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，在具有多个备用的常开触头串列(14)和常闭触头串列(15)的情况下，当所述安全保险装置(13)应释放所述贯通连续的行车路线时，至多这些备用的触头串列(14，15)之一的开关状态可以不同于其余所述常开触头串列(14)和常闭触头串列(15)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，通过移动或弯曲来改变所述行车路线分段(3)的位置。
7.一种用于在行车路线(1)上行进的车辆、尤其是磁悬浮车辆的轨距变换装置(2)，该车辆具有一个直线电动机，该直线电动机具有一个沿行车路线(1)延伸的定子，所述轨距变换装置(2)具有一个可移动的行车路线分段(3)，通过改变该行车路线分段的位置可有选择地将一条行车路线(1)分别与多个固定的行车路线终端(4，7)之一连接起来，其中，为测取所述行车路线分段(3)的位置，设有多个传感器(3)来发出有关所述行车路线分段(3)是否已同与其紧邻对置的其中一个固定的行车路线终端(4，7)构成一个贯通连续的行车路线的传感器信号，所述轨距变换装置(2)还具有一个用于分析该传感器信号和释放所述贯通连续的行车路线的安全保险装置(13)，其特征在于，每个传感器(5)操纵一个带有被强制导引的开关触头的继电器(8)；每个继电器的所述开关触头(9，10)构成至少一个常闭触头(10a)和一个常开触头(9a)，其中，当所属常开触头(9a)断开时，所述常闭触头(10a)保持闭合，反之亦然；所有常开触头(9a)和所有常闭触头(10a)分别串联成列，由此，每当一条行车路线贯通连续时，所述常开触头串列(14)闭合而所述常闭触头串列(15)断开，或反之所述常开触头串列(14)断开而所述常闭触头串列(15)闭合；所述贯通连续的行车路线仅仅在所述常开触头串列(14)闭合以及所述常闭触头串列(15)断开时，或反之仅仅在所述常开触头串列(14)断开以及所述常闭触头串列(15)闭合时才可被所述安全保险装置(13)释放。
8.一种用于确保轨距变换的方法，该方法用于具有在行车路线(1)上行进的车辆、尤其是磁悬浮车辆的设备，该车辆具有一个直线电动机，该直线电动机具有一个沿行车路线(1)延伸的定子，其中，设有一个轨距变换装置(2)，该轨距变换装置(2)具有一个可移动的行车路线分段(3)，通过改变该行车路线分段的位置可依据道岔的类型有选择地将行车路线(1)分别与多个固定的行车路线终端(4，7)之一连接起来，其中，借助多个传感器(3)来测取所述行车路线分段(3)的位置，该多个传感器(3)发出有关所述行车路线分段(3)是否已同与其紧邻对置的其中一个固定的行车路线终端(4，7)构成贯通连续的行车路线的传感器信号，并且设有用于分析该传感器信号和释放所述贯通连续的行车路线的安全保险装置(13)，其特征在于，每个传感器(5)操纵一个带有被强制导引的开关触头的继电器(8)；每个继电器的所述开关触头(9，10)构成至少一个常闭触头(10a)和一个常开触头(9a)，其中，当所属常开触头(9a)断开时，所述常闭触头(10a)保持闭合，反之亦然；所有常开触头(9a)和所有常闭触头(10a)分别串联成列，由此，每当一条行车路线贯通连续时，所述常开触头串列(14)闭合而所述常闭触头串列(15)断开，或反之所述常开触头串列(14)断开而所述常闭触头串列(15)闭合；所述贯通连续的行车路线仅仅在所述常开触头串列(14)闭合以及所述常闭触头串列(15)断开时，或反之仅仅在所述常开触头串列(14)断开以及所述常闭触头串列(15)闭合时才可被所述安全保险装置(13)释放。
全文摘要
本发明涉及一种轨距变换装置、用于确保轨距变化的方法及一种用于轨行车辆、尤其是磁悬浮列车的设备。为了提供简单、可安全可靠地进行轨距变换、具有高避雷性和防电磁干扰特性的设备，每个传感器(5)操纵一个带有被强制导引的开关触头(8，10)的继电器(8)，每个继电器的开关触头(9，10)构成至少一个常闭触头(10a)和一个常开触头(9a)，当常开触头(9a)断开时，常闭触头(10a)保持闭合，反之亦然。所有常开触头(9a)和常闭触头(10a)分别串联成列，当行车路线贯通连续时，常开触头串列(14)闭合常闭触头串列(15)断开，或反之，贯通连续的行车路线仅在常开触头串列(14)闭合及常闭触头串列(15)断开时或反之才可被安全保险装置(13)释放。
文档编号E01B25/34GK101081621SQ20071010459
公开日2007年12月5日 申请日期2007年5月30日 优先权日2006年5月31日
发明者西格弗里德·伯克特, 弗里德伯特·洛珀 申请人:西门子公司