DE2155798B2 - Device for determining the damaged running surfaces of the wheels of rail vehicles - Google Patents

Device for determining the damaged running surfaces of the wheels of rail vehicles

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ermittlung der beschädigte Laufflächen aufweisenden Räder von Schienenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie sie bereits durch die ältere Anmeldung gemäß DE-PS 21 19 146 vorgeschlagen wurde.The invention relates to a device for determining the damaged running surfaces of the wheels Rail vehicles according to the preamble of the main claim, as already mentioned by the earlier application according to DE-PS 21 19 146 was proposed.

Die Laufflächen der Räder von Schienenfahrzeugen erleiden durch Bremsfehler und Hemmschuhe Schäden. Diese können einmal radiale Maßverminderungen, d. h.The running surfaces of the wheels of rail vehicles are damaged by braking errors and drag shoes. These can be radial dimension reductions, i. H.

Abflachungen und radiale Maßzunahmen, d. h. Auftragungen sein. Die Schaden führen zu einer erheblich erhöhten dynamischen Beanspruchung sowohl des Schienenfahrzeuges als auch des Gleiskörpers, wobei diese zusätzliche Beanspruchung ein Vielfaches der normalen Beanspruchung ist und gefährlich werden kann, da sie zur Schädigung des Fahrwerks des Schienenfahrzeuges-und des Gleiskörpers führen sowie auch dort Brüche verursachen kann. Daher ist es notwendig, Schienenfahrzeuge mit beschädigte Laufflächen aufweisenden Rädern rechtzeitig ausfindig zu machen, um sie außer Betrieb und wieder instandsetzen zu können.Flats and radial increases, d. H. Surfacing be. The damage leads to a significantly increased dynamic stress on both the Rail vehicle as well as the track body, this additional stress being a multiple of the normal stress and can be dangerous as it can damage the chassis of the Rail vehicle and the track body lead and can also cause breaks there. Therefore, it is It is necessary to locate rail vehicles with damaged tires in good time to be able to take them out of service and repair them again.

Die eingangs genannte Einrichtung nach dem älteren Vorschlag macht sich hierzu den sog. Springeffekt zunutze, d. h. die Tatsache, daß ein beschädigtes, also unrundes Rad sich ab einer bestimmten Geschwindigkeit mit der beschädigten Stelle von der Schiene abhebt Hierzu sind Hochfrequenzgenerator, die diesen abschließende Impedanz und Radsatt, ir, Reihe geschaltet Hebt nun das beschädigte Rad von der Schiene ab, so führt dies an der den Hochfrequenzgenerator abschließenden Impedanz zu einem Spannungsabfall bzw. zu einer Stromunterbrechung, die meßtechnisch ausgewertet werden kann.The above-mentioned device according to the older proposal makes use of the so-called jump effect, ie the fact that a damaged, i.e. out-of-round wheel lifts off the rail from a certain speed with the damaged point Wheel full, ir, connected in series If the damaged wheel now lifts off the rail, this leads to a voltage drop or a current interruption at the impedance terminating the high-frequency generator, which can be evaluated by measurement.

Hierbei ist jedoch nachteilig, daß das zu untersuchende Schienenfahrzeug eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit haben muß, damit der Springeffekt überhaupt auftritt bzw. damit, eine Messung überhaupt erfolgen kann. Diese Mindestgeschwindigkeit ist wiederumHowever, it is disadvantageous here that the rail vehicle to be examined has a certain minimum speed must have in order for the jumping effect to occur at all or for a measurement to take place at all can. This minimum speed is again

so davon abhängig, ab welcher Größenordnung man die Beschädigungen von Laufflächen der Räder überhaupt erfassen will.so depending on the order of magnitude of the damage to the running surfaces of the wheels at all want to capture.

Darüber hinaus geht in den Meßvorgang die Bahnimpedanz sehr stark ein, d. h. die Impedanz, die zwischen den beiden Schienensträngen über die Schwellen gegeben ist. Diese Bahnimpedanz ist abhängig von zahlreichen äußeren Einflüssen wie Temperatur, Regen, Verschmutzungen, technischer Zustand der Gleise einschließlich dem Unterbau etc. In Abhängigkeit von diesen Einflüssen Hegt die Änderung der Bahnimpedanz normalerweise in einer Größenordnung, deren Faktor weit über 100 liegt. Hierdurch werden aber die Meßergebnisse und damit die Beurteilung der im Einzelfall tatsächlich vorhandenen Schäden in gleicher Größenordnung variiert, es sei denn, man nimmt in jedem Falle eine Neueinstellung der Meßeinrichtung vor. Das ist jedoch äußerst aufwendig und damit praktisch nicht durchführbar, was deutlichIn addition, the path impedance is very important in the measuring process, i. H. the impedance that is given between the two rails over the sleepers. This train impedance is depending on numerous external influences such as temperature, rain, pollution, technical Condition of the tracks including the substructure, etc. The change depends on these influences the path impedance is normally of an order of magnitude, the factor of which is well over 100. Through this but the measurement results and thus the assessment of those actually available in the individual case Damage varies in the same order of magnitude, unless one takes a readjustment of the in each case Measuring device before. However, this is extremely complex and therefore practically impossible to carry out, which is clear

win), wenn mm sich nur beispielhalber ausgehend von einem trockenen Gleiskörper plötzlich einsetzenden starken Regen vorstelltwin) if mm only by way of example on the basis of presenting a dry track body sudden onset of heavy rain

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ermittlung der beschädigte Laufflächen aufweisenden Räder von Schienenfahrzeugen anzugeben, die unabhängig von einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit des zu untersuchenden Schienenfahrzeuges ist und b«i der äußere Einflüsse in Form von Temperatur, Regen, Bahnverschmutzung etc. praktisch ausgeschaltet sind.The invention is based on the object of a device for determining the damaged running surfaces Specify having wheels of rail vehicles that are independent of a certain driving speed of the rail vehicle to be examined and b «i the external influences in the form of Temperature, rain, railway pollution etc. are practically eliminated.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß ausgehend von einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Kennzeichens des Hauptanspruches gelöstThis object is achieved according to the invention starting from a device of the type mentioned by the Features of the characterizing part of the main claim solved

Diese Maßnahmen haben die Wirkung, daß der Meßvorgang von dem bereits erwähnten Springeffekt unabhängig ist denn es wird gemessen die Impedanzänderung bzw. die Zeitdauer dieser Impedanzänderung beim Vorüberrollen des Radsatzes, wozu es nicht erforderlich ist daß sich das beschädigte Rad mit der beschädigten Stelle von der Schiene abhebt. Vielmehr tritt die durch die Beschädigung verursachte hapedanzänderung immer schon allein dadurch auf, daß sich der Kontaktdruck zwischen Rad und Schiene durch die Beschädigung ändertThese measures have the effect that the measuring process from the already mentioned jumping effect is independent because the impedance change or the duration of this impedance change is measured when rolling over the wheel set, for which it is not necessary that the damaged wheel with the the damaged area lifts off the rail. Rather, the change in hapedance caused by the damage occurs has always been due to the fact that the contact pressure between the wheel and the rail is increased by the Damage changes

Dadurch, daß die den Hochfrequenzgenerator abschließende Impedanz die Größe der durchschnittlichen Impedanz eines Radsatzes aufweist sind Störfaktoren, wie sie durch die erwähnten äußeren Einflüsse unvermeidlich gegeben sind, auf einen minimalen Pegel herabgesetzt bzw, in ihrer Wirkung bis auf einen unbedeutenden Rest ausgeschaltetBy the fact that the final high-frequency generator Impedance is the same as the average impedance of a wheelset are disruptive factors as they are inevitably given by the aforementioned external influences, to a minimum level reduced or switched off in their effect except for an insignificant remainder

Mit den Merkmalen der Unteransprüche 2 und 3 ergeben sich zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere auch im Hinblick auf solche Fälle, bei denen der Achsabstand der Schienenfahrzeuge kleiner als der Umfang der Räder istWith the features of dependent claims 2 and 3, expedient embodiments of the invention result, especially with regard to those cases in which the center distance of the rail vehicles is smaller than the circumference of the wheels

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below explained it shows

F i g. 1 den Aufbau der Meßeinrichtung in schematischer Darstellung undF i g. 1 the structure of the measuring device in a schematic representation and

Fig.2 eine Schaltung zur Aufarbeitung der gemäß F i g. 1 gemessenen Signale.2 shows a circuit for processing the according to F i g. 1 measured signals.

An die beiden das Gleis bildenden Schienen ist ein Hochfrequenzgenerator 1 angeschlossen, der mit der Impedanz 2 abgeschlossen ist die bei Betriebsfrequenz mit der Höhe der durchschnittlichen Impedanz von Eisenbahnradsätzen übereinstimmt Der auf der abschließenden Impedanz 2 beim Vorbeilaufen des beschädigten Rades entstehende Spannungsimpuls wird durch den selektiven Verstärker 3 verstärkt auf den Demodulator 4 geführt und die durch den Demodulator 4 verursachte Pegelverminderung wird durch den Verstärker 5 kompensiert Das Ausgangssignal des Verstärkers S wird auf ein Hochpaßfilter 6 geführt und das Ausgangssignal des Hochpaßfilters 6 wird durch die Signalwandlereinheit 7 in ein Rechtecksignal umgewandelt, wobei die Breite der auf dem Ausgang des Signalwandler; erscheinenden Signale proportional ?.u den geometrischen Abmessungen der Oberflächenbeschädigungen istA high-frequency generator 1 is connected to the two rails forming the track Impedance 2 is completed at the operating frequency with the level of the average impedance of Railway wheelsets match the one on the final impedance 2 when passing the Damaged wheel resulting voltage pulse is amplified by the selective amplifier 3 on the Demodulator 4 out and the level reduction caused by the demodulator 4 is through the Amplifier 5 compensated The output signal of the amplifier S is fed to a high-pass filter 6 and the output signal of the high-pass filter 6 is converted into a square-wave signal by the signal converter unit 7, being the width of the on the output of the transducer; appearing signals proportional? .u the geometric dimensions of the surface damage is

s Das Ausgangssignal der Signalwandlereinheit 7 wird durch die automatische, digitale, elektronische Einrichtung gemäß F i g. 2 in der Weise aufgearbeitet daß die Tachometereinheit 9 die Geschwindigkeit der vorüberlaufenden Fahrzeugräder mißt die Achsenzählereinbeits The output signal of the signal converter unit 7 is through the automatic, digital, electronic device according to FIG. 2 processed in such a way that the tachometer unit 9 the speed of the passing Vehicle wheels measures the axle counter

ίο 10 hingegen die Achsen abzählt In Abhängigkeit von dem durch die Tachometereinheit 9 angegebenen Geschwindigkeitswert wird das Signal der Signalwandlereinheit 7 durch die Wandlereinheit 11 verändert Die am Ausgang der Wandlereinheit 11 erscheinendeίο 10, however, counts the axes depending on the speed value specified by the tachometer unit 9 is the signal of the signal converter unit 7 changed by the converter unit 11 The appearing at the output of the converter unit 11

ι s Information wird in die Vergleichseinheit 12 geführt und hier dann mit vorhergehend ausgewählten Maßkategorien verglichen.The information is fed into the comparison unit 12 and here then with previously selected dimension categories compared.

Die auf dem Ausgang der Vergleichseinheit 12 erscheinende Information wird in die Ordnereinheit 13 geführt und hier mit der durch die Achsenzählereinheit 10 angegebenen Achsenzahl zusammer. nach Beschädigungsmaßkategorien geordnet Von den in der Ordnereinheit 13 angeordneten Informationen wird die auf die größte Beschädigung hinweisende samt der zugehörenden A-hsenzahl in die Vorspeichereinheit 14 geführt Nach Vorbeifahren des untersuchten Rades wird die in der Vorspeichereinheit 14 gespeicherte, zum Ausschreiben geeignete Information in der Speichereinheit 15 bis zum Auslesen aufbewahrt Das vorstehend beschriebene Programm wird durch die Einrichtung bei jedem vorbeifahrenden Radsatz wiederholt wobei die Steuerung des Programms durch die Steuereinheit 8 aufgrund der durch die Radfühlereinheit 19 abgegebenen Signale erfolgt Nach Vorbeifahren des Zuges werden die in der Speichereinheit 15 gespeicherten und sich auf sämtliche beschädigten Räder des Zuges beziehenden Informationen durch die Ausleseeinheit 16 der Reihenfolge nach ausgelesen und in eine zur Datenübertragung geeignete Form umgewandelt Die durch die Ausleseeinheit 16 abgegebenen Ausgangssignale gelangen über die Dacenübertragungseinheit 17 zu der entfernter gelegenen Aufarbeitungsstelle (Verwendungsstelle). Die hier angeordnete Datenempfängereinheit 18 registriert die Signale der Datenübertragungseinheit 17.The information appearing at the output of the comparison unit 12 is transferred to the folder unit 13 out and here with the number of axes specified by the axis counter unit 10 together. according to damage dimension categories ordered Of the information arranged in the folder unit 13, the information on the The greatest damage, together with the associated number of axles, is fed into the pre-storage unit 14 After the examined wheel has passed, the stored in the pre-storage unit 14 is to be written out appropriate information is retained in the storage unit 15 until it is read out. The above-described The program is repeated by the device for each passing wheelset, whereby the controller of the program by the control unit 8 on the basis of the signals emitted by the wheel sensor unit 19 takes place after the train has passed, the stored in the memory unit 15 and on all damaged wheels of the train related information by the readout unit 16 in sequence read out and converted into a form suitable for data transmission Output signals emitted arrive via the data transmission unit 17 to the more distant one Processing point (point of use). The data receiver unit 18 arranged here registers the signals of the data transmission unit 17.

Wie aus F i g. 1 unten ersichtlich, kann die Einrichtung gemäß F i g. 1 oben mehrfach in Längsrichtung des Gleises nebeneinander bei gegenseitiger Isolierung angeordnet werden, indem sämtliche Bauteile zwischen dem Hochfrequenzgenerator 1 und der Vorspeichereinheit 14 parallel entsprechend mehrfach nebeneinander angeordnet werden, so daß sich eine Reihe von hintereinandergeschaltsten, separaten Abfühlstrecken ergit;. Dies für den Fall, daß der Achsabstand des jeweiligen Schienenfahrzeuges geringer ist als der Umfang der Räder. Die Zusammenarbeit dieser parallelgeschalteten Einrichtungseinheiten / wird aufgrund der Signale der Radfühlereinheit 19 durch die erweiterte Steuereinheit 8 gesichertAs shown in FIG. 1 can be seen below, the device according to FIG. 1 at the top several times in the longitudinal direction of the Tracks can be arranged next to each other with mutual isolation by placing all components between the high-frequency generator 1 and the pre-storage unit 14 parallel correspondingly multiple times next to one another are arranged so that a number of cascaded, separate sensing paths ergit ;. This in the event that the center distance of the respective rail vehicle is less than the circumference of the wheels. The cooperation of this parallel-connected device units / is based on the signals of the wheel sensor unit 19 by the extended control unit 8 secured

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche;Claims; t. Einrichtung zur Ermittlung der beschädigte Laufflächen aufweisenden, aus elektrisch leitendem Material bestehenden Räder von Schienenfahrzeugen unter Verwendung eines Stromkreises mit einem an die beiden das Bahngleis bildenden Schienen angeschlossenen Hochfrequenzgenerator, wobei der Hochfrequenzgenerator durch eine Impedanz abgeschlossen ist und wobei der Kontakt zwischen den Laufflächen des Radsatzes und den ihn tragenden Schienen einen Teil des Stromkreises bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschränkung der Änderung der Bahnimpedanz dieser und dem Hochfrequenzgenerator (1) die abschließende Impedanz (2) parallelgeschaltet ist, daß die abschließende Impedanz die Größe der durchschnittlichen Impedanz eines Radsatzes aufweist, daß an die abschließende Impedanz ein selektiver Verstärker (3) angeschlossen ist, diesem ein Demodulator (4) zur Demcdulierung des Verstärkerausgangssignals nachgeschaltet ist, sich an den Demodulator ein weiterer Verstärker (5) zur Kompensation der verursachten Pegelverminderung anschließt, dem Verstärker ein Hochpaßfiiter (6) nachgeschaltet ist und dessen Signal von einer angeschlossenen Signalwandereinheit (7) in ein Rechtecksignal umwandelbar istt. Facility to identify the damaged Wheels of rail vehicles that have running surfaces and are made of electrically conductive material using a circuit with one of the two forming the railroad track Rail connected high-frequency generator, the high-frequency generator by a Impedance is complete and where the contact between the treads of the wheelset and the him supporting rails forms part of the circuit, characterized in that for Restriction of the change in the path impedance of this and the high-frequency generator (1) the final impedance (2) is connected in parallel that the final impedance is the size of the average impedance of a wheelset that to the final impedance one selective amplifier (3) is connected, this a demodulator (4) for demcdulation of the Amplifier output signal is connected downstream, a further amplifier (5) to the demodulator Compensation for the level reduction caused is connected to the amplifier by a high-pass filter (6) is connected downstream and its signal from a connected signal converter unit (7) into a Square wave signal is convertible 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssigna] der Signalwandlereinheit (7) ic Abhängigkeit von dem durch eine Tachometereinheit (9) angegebenen Geschwindigkeitswert durch eine Wandlereinheit (11) verändert wird, das Ausgangssignal der Wandlereinheit auf den Eingang einer Vergleichseinheit (12) geschaltet ist und die auf dem Ausgang der Vergleichseinheit erscheinende Information mit der durch eine Achsenzählereinheit (10) angegebenen Achsenzahl zusammen in eine Ordnereinheit (13) gelangt, die auf dem Ausgang der Ordnereinheit erscheinende Information an den Eingang einer Vorspeichereinheit (14) geschaltet ist, die nach Vorbeifahren des untersuchten Rades auf dem Ausgang der Vorspeichereinheit vorliegende Information auf den Eingang der Speichereinheit (15) gelangt, die Steuerung des Programms aufgrund der Ausgangssignale einer Radfühlereinheit (19) durch eine Steuereinheit (8) erfolgt, die nach Vorbeifahren des Zuges in der Speichereinheit (IS) gespeicherte Information durch eine Ausleseeinheit (16) ausgelesen und in eine zur Datenübertragung geeignete Form umgewandelt wird, die Ausgangssignale der Ausleseeinheit an eine Datenübertragungseinheit (17) angeschlossen sind und die Datenübertragungseinheit diese zu einer entfernter gelegenen Aufarbeitungsstelle (Verwendungsstelle) weiterleitet, wobei die Signale der Datenübertragungseinheit durch eine Datenempfängereinheit (18) empfangen wer· den.2. Device according to claim 1, characterized in that the output signal of the signal converter unit (7) ic is changed by a converter unit (11) as a function of the speed value specified by a tachometer unit (9), the output signal of the converter unit to the input of a comparison unit ( 12) is switched and the information appearing at the output of the comparison unit with the number of axes specified by an axis counter unit (10) arrives in a folder unit (13), the information appearing at the output of the folder unit is connected to the input of a pre-storage unit (14) , the information available at the output of the pre-storage unit after the examined wheel has passed by reaches the input of the storage unit (15), the control of the program takes place on the basis of the output signals of a wheel sensor unit (19) by a control unit (8), which after the train has passed in stored in the storage unit (IS) rte information is read out by a readout unit (16) and converted into a form suitable for data transmission, the output signals of the readout unit are connected to a data transmission unit (17) and the data transmission unit forwards them to a more distant processing point (point of use), the signals from the data transmission unit are received by a data receiver unit (18). 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zweiachsigen Schienenfahrzeugen mehrere Einrichtungseinheiten (f) mit sämtlichen zwischen dem Hochfrequenzgenerator (1) und der Vorspeichereinheit (14) vorhandenen Bauteilen gegenseitig isoliert aneinander anschließend parallel angeordnet sind, daß die Gesamtabfühllänge dieser mehreren Einrichtungseinheiten die Länge eines durchschnittlichen Rad- umfanges erreicht, daß die AbfOhllänge der einzelnen Einiichtungseinbeit kleiner als der kürzeste Achsabstar.d des Schienenfahrzeuges ist, und daß die Zusammenarbeit dieser parallelgescbalteten Einriehtungseinheiten aufgrund der Signale der Rsdfühlereinheit (19) durch eine erweiterte Steuereinheit (8) gesichert ist3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that in the case of more than two-axle rail vehicles, a plurality of device units (f) with all the components present between the high-frequency generator (1) and the pre-storage unit (14) are mutually isolated and then arranged in parallel, that the total sensing length of these multiple equipment units reaches the length of an average wheel circumference, that the sensing length of the individual equipment units is smaller than the shortest axle distance of the rail vehicle, and that the cooperation of these parallel-connected equipment units is based on the signals of the sensor unit (19) through an extended control unit (8 ) is secured
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