DE102004045529B3

DE102004045529B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004045529B3
Application number: DE102004045529A
Authority: DE
Inventors: Hans-Martin Brauer; Jens Vollert; Werner Dr. Breuer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-09-20
Filing date: 2004-09-20
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-09-21
Also published as: DE502005001866D1; EP1637430A1; PT1637430E; DK1637430T3; ES2293485T3; ATE377542T1; EP1637430B1; SI1637430T1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs, das einen Wagenkasten und mindestens zwei Drehgestelle aufweist. Zur Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass bei einer Kurvenfahrt an zwei Drehgestellen jeweils der Drehwinkel gegenüber dem Wagenkasten gemessen wird, dass die beiden Drehwinkel miteinander verglichen werden und dass als Fahrtrichtung die Richtung vom Drehgestell mit dem größeren Drehwinkel zum Drehgestell mit einem kleineren Drehwinkel erkannt wird. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen jedem der Drehgestelle einerseits und dem Wagenkasten andererseits jeweils mindestens ein Wegmesssystem angeordnet ist und dass die Wegmesssysteme mit einer Auswerteeinheit verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs, das einen Wagenkasten und mindestens zwei Drehgestelle aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines solchen Schienenfahrzeugs, die insbesondere zur Durchführung des Verfahrens dient.

Aus der DE 42 21 117 A1 ist ein Laufwerk für Schienenfahrzeuge bekannt, bei dem der Ausdrehwinkel eines Drehgestelles gemessen wird. Daraus lässt sich der durchfahrene Bogenradius bestimmen.

Aus der DE 196 54 862 A1 ist bekannt, aus dem Knickwinkel von benachbarten Wagenkästen auf den Bogenradius eines Gleises zu schließen. Der Knickwinkel soll dann dem Gleisverlauf angepasst werden.

Aus der DE 199 36 564 A1 ist ein Schienenfahrzeug bekannt, bei dem Ausdrehwinkel der Wagenkästen gemessen und gesteuert werden.

Die Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive, wird vom Fahrzeugführer vorgegeben und am Richtungswender auf dem Führertisch eingestellt. Bisher war es daher nicht notwendig, die Fahrtrichtung zu bestimmen.

Eine Information über die Fahrtrichtung möglicherweise durch eine Messung am Stromrichter zu bekommen, wäre aufwändig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs anzugeben und auch eine geeignete Vorrichtung dazu zu konstruieren.

Die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass bei einer Kurvenfahrt des Schienenfahrzeugs an zwei Drehgestellen jeweils der Drehwinkel gegenüber dem Wagenkasten gemessen wird, dass die beiden Drehwinkel miteinander verglichen werden und dass als Fahrtrichtung die Richtung vom Drehgestell mit dem größeren Drehwinkel zum Drehgestell mit dem kleineren Drehwinkel erkannt wird.

Der Drehwinkel wird in der Regel um eine gedachte vertikale Achse gemessen. Die Fahrtrichtung kann als Vektor dargestellt werden, der in der Längsausdehnung des Schienenfahrzeuges vom Drehgestell mit dem größeren Drehwinkel bei Kurvenfahrt zum Drehgestell mit dem kleineren Drehwinkel weist.

Der Lösung der gestellten Aufgabe nach der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Kurvenfahrt eines Schienenfahrzeugs durch einen Gleisbogen das nachlaufende Drehgestell gegenüber dem Wagenkasten einen größeren Ausdrehwinkel aufweist als das voraus laufende Drehgestell. Das ist darauf zurückzuführen, dass das stets vorhandene Spurspiel des Gleises die Ausdrehbewegung des voraus laufenden Drehgestells reduziert, während es die Ausdrehbewegung des nachlaufenden Drehgestells vergrößert. Die Differenz der Ausdrehwinkel wird größer, wenn der Gleisbogen enger ist, d.h. einen kleineren Radius hat.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass zuverlässig die Fahrtrichtung mit einfachen Mitteln zu bestimmen ist.

Beispielsweise wird an mindestens einer Position eine lineare Relativbewegung zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten gemessen und daraus der Drehwinkel des Drehgestells relativ zum Wagenkasten berechnet. Auf diese Weise kommt man mit einem relativ einfachen linearen Wegaufnehmer aus.

Beispielsweise werden zwei lineare Relativbewegungen an zwei Positionen am Drehgestell gemessen. Dann wird durch Vergleichen der Messwerte der Einfluss der Beschleunigungskräfte des Schienenfahrzeugs beseitigt.

Findet die Messung an zwei diagonal am Drehgestell gegenüberliegenden Positionen statt, kann der Einfluss der Beschleunigungskräfte vorteilhaft durch Mittelwertbildung beseitigt werden.

Es wird der Vorteil erzielt, dass das Beschleunigen oder Bremsen des Schienenfahrzeugs keinen Einfluss auf die Bestimmung der Fahrtrichtung hat.

Beispielsweise werden über eine festgelegte Zeitspanne für die beiden Drehgestelle jeweils die auftretenden Drehwinkel registriert. Dann werden jeweils der Mittelwert oder das Integral der über die Zeitspanne registrierten Drehwinkel bestimmt und die beiden Mittelwerte oder Integrale werden miteinander verglichen. Schließlich wird als Fahrtrichtung die Richtung vom Drehgestell mit dem größeren Mittelwert oder Integral zum Drehgestell mit dem kleineren Mittelwert oder Integral erkannt.

Damit wird der Vorteil erzielt, dass Störeinflüsse weitgehend unterdrückt werden.

Die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs, das einen Wagenkasten und mindestens zwei Drehgestelle aufweist, anzugeben, wobei diese Vorrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens dient, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass zwischen jedem der Drehgestelle einerseits und dem Wagenkasten andererseits jeweils mindestens ein Wegmesssystem angeordnet ist und dass die Wegmesssysteme mit einer Auswerteeinheit verbunden sind, die die gemessenen Drehwinkel der Drehgestelle gegenüber dem Wagenkasten miteinander vergleicht und als Fahrtrichtung die Richtung vom Drehgestell mit dem größeren Drehwinkel zum Drehgestell mit dem kleineren Drehwinkel bestimmt.

In der Auswerteeinheit wird mittels der Messwerte der Wegmesssysteme die momentane Fahrtrichtung bestimmt.

Es wird der Vorteil erzielt, dass mit einfachen Mitteln schnell und zuverlässig die Fahrtrichtung bestimmt werden kann.

Beispielsweise sind zwei Wegmesssysteme einander am Drehgestell gegenüberliegend angeordnet. Damit können vorteilhaft störende Einwirkungen, z.B. Beschleunigungskräfte des Schie nenfahrzeugs, erkannt werden, so dass die Fahrtrichtung noch zuverlässiger zu bestimmen ist.

Beispielsweise können die beiden Wegmesssysteme am Drehgestell diagonal gegenüberliegend angeordnet sein.

Da bei jeder Strecke Kurvenfahrten vorkommen, kann bei Bedarf die Fahrtrichtung relativ schnell bestimmt werden.

Eine Information über die Fahrtrichtung aus einer laufenden Messung ist insbesondere dann wichtig, wenn das Schienenfahrzeug an den Drehgestellen mit als solchen bekannten Drehdämpfern ausgestattet ist. Zum ordnungsgemäßen Betreiben eines solchen Drehdämpfers benötigt man zuverlässig eine laufende Information über die Fahrtrichtung.

Drehdämpfer ermöglichen insbesondere als aktive Drehdämpfer eine deutlich verringerte Krafteinwirkung des Schienenfahrzeugs auf die Gleise bei Kurvenfahrten, so dass der Verschleiß der Gleise deutlich verringert wird.

Mit dem Verfahren und mit der Vorrichtung nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, dass automatisch und trotzdem mit einfachen und zuverlässigen Mitteln laufend die Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs ermittelt werden kann.

Claims

Verfahren zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs, das einen Wagenkasten und mindestens zwei Drehgestelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Kurvenfahrt an zwei Drehgestellen jeweils der Drehwinkel gegenüber dem Wagenkasten gemessen wird, dass die beiden Drehwinkel miteinander verglichen werden und dass als Fahrtrichtung die Richtung vom Drehgestell mit dem größeren Drehwinkel zum Drehgestell mit dem kleineren Drehwinkel erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Position eine lineare Relativbewegung zwischen Drehgestell und Wagenkasten gemessen und daraus der Drehwinkel des Drehgestells relativ zum Wagenkasten berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei lineare Relativbewegungen an zwei Positionen am Drehgestell gemessen werden und dass dann durch Vergleichen der Messwerte der Einfluss der Beschleunigungskräfte des Schienenfahrzeugs beseitigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über eine festgelegte Zeitspanne für die beiden Drehgestelle jeweils die auftretenden Drehwinkel registriert werden, dass jeweils der Mittelwert oder das Integral der über die Zeitspanne registrierten Drehwinkel bestimmt werden, dass die beiden Mittelwerte oder Integrale miteinander verglichen werden und dass als Fahrtrichtung die Richtung vom Drehgestell mit dem größeren Mittelwert oder Integral zum Drehgestell mit den kleineren Mittelwert oder Integral erkannt wird.
Vorrichtung zum Bestimmen der Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs, das einen Wagenkasten und mindestens zwei Drehgestelle aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jedem der Drehgestelle einerseits und dem Wagenkasten andererseits jeweils mindestens ein Wegmesssystem angeordnet ist und dass die Wegmesssysteme mit einer Auswerteeinheit verbunden sind, die die gemessenen Drehwinkel der Drehgestelle gegenüber dem Wagenkasten miteinander vergleicht und als Fahrtrichtung die Richtung vom Drehgestell mit dem größeren Drehwinkel zum Drehgestell mit dem kleineren Drehwinkel bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wegmesssysteme einander am Drehgestell gegenüberliegend angeordnet sind.