DE2231732C2 - Einrichtung zur Messung und Aufzeichnung einer zurückgelegten Strecke - Google Patents

Description

mit der Registriervorrichtung bzw, deren Wegmarken* setzorgan in Verbindung steht, Damit ist erstmals eine Wegmeßeinrichtung geschaffen, bei welcher ein standiger vollautomatischer Ausgleich der Abnutzungen des Wegmeßrades erfolgt, ohne daß dabei Fehler durch Versäumnisse oder Fehleinstellungen seitens des Bedieners auftreten können, wie dies bei den bekannten Einrichtungen bisher der Fall war. Die Verläßlichkeit und Präzision des Meßergebnisses erfährt dadurch eine wesentliche Steigerung.

Um aus den vom induktiven Meßwertgeber abgegebenen Spannungswerten eine direkte Beziehung zum jeweiligen Umfang des Wegmeßrades herzustellen, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen dem induktiven Meßwertgeber und dem Digital-Analog-Konverter ein Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor von π angeordnet. Dieser Verstärker kann vorteilhafterweise über einen zweiten Eingang in Abhängigkeit von den jeweiligen Ausgangssignalen der Vergleichseinheit einstellbar sein.

Zur Verbindung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit dem eigentlichen Meßschreiber stehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten offen. Bei Aufzeichnung von Wegmarken erweist es sich dabei als zweckmäßig, wenn der als Schrittschaltmotor ausgebildete Vorschubantrieb der Registriervorrichtung — gegebenenfalls über einen weiteren Impulszähler — an den Impulsgenerator und das Wegmarkensetzorgan der Registriervorrichtung über den automatisch verstellbaren Impulszähler, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Filtereinrichtung, an die Ausgangsseite der Vergleidiseinheit angeschlossen ist. Andererseits besteht aber auch die vorteilhafte Möglichkeit, den als Schrittschaltmotor ausgebildeten Vorschubantrieb der Registriervorrichtung über den automatisch verstellbaren Impulszähler an die Ausgangsseite der Vergleichseinheit anzuschließen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich insbesondere auch für eine exakte wegabhängige Steuerung weiterer Meß- bzw. Anzeigesysteme eines Meßfahrzeuges. Zu diesen Zweck kann an den automatisch verstellbaren Impulszähler außer dem Vorschubantrieb bzw. dem Wegmarkensetzorgan der Registriervorrichtung eine andererseits mit der Gebervorrichtung einer oder mehrerer Einrichtungen zur Aufnahme von Gleisparametern verbundene Bewertungsvorrichtung angeschlossen sein. Eine derartige Bewertungsvorrichtung wirft sogenannte Gleiskennziffern aus, die dann die Grundlage für die Beurteilung des jeweiligen Gleiszustandes darstellen.

in der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen mit Einrichtungen zur Ermittlung verschiedener Gleisparameter ausgestatteten Gleismeßwagen,

Fig.2 einen abgebrochenen Schnitt durch eine mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zusammenarbeitenden Abnahmeachse,

Fig.3 ein Schaltschema für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung und

F i g. 3a eine dem Schaltschema nach F i g. 3 zugeordnete Ausführungsvariante der Wegaufzeichnung.

Der in Fig. 1 allgemein dargestellte Gleismeßwagen weist zwei auf den Schienen 1 laufende Hauptfahrachsen 2, T auf. die einen Fahrgestellrahmen 3 mit einem Wagenaufbau 4 tragen. Die eine Hauptfahrachse 2 kann als Antriebsachse ausgeredet sein, die mit einem schematisch angedeuteten Antriebsmotor 5 in Verbindung steht, so daß der Gleismeßwagen selbstfahrend betrieben werden kann. Zwischen den Hauptachsen 2,2' sowie in den Endbereichen des Gleismeßwagens sind . doppelachsjge Meßfahrwerke 6, 6', 6" angeordnet, die über Längslenker 7 mit dem Fahrgestellrahmen 3 verbunden sind und durch Hydraulikzylinder 8 bei Oberstellungsfahrten des Gleismeßwagens von den Schienen 1 abgehoben werden können. Die Zylinder 8

i·' dienen gleichzeitig zum Andrücken der einzelnen Abnahmeachsen 9a, 9b jedes Meßfahrwerkes gegen die Schienen 1. Zur Abnahme der seitlichen Abweichungen jeder Schiene werden alle drei Meßfahrwerke 6,6' und 6" verwendet, wobei die Relativbewegungen der ■ einzelnen Achsen 9a bzw. 9b quer zum Fahrgestellrahmen 3 über an diesem schwenkbar gelagerte Hebel 10 und Verbindungsorgane auf eine Meßvorrichtung übertragen werden, von der sie über je eine Gebervorrichtung 11a bzw. 11 ή für die linke bzw. rechte

-·'■ Schiene als elektrische, gegebenenfalls verstärkte Meßgrößen einer Anzeigevorrichtung 12 bzw. einer Registriervorrichtung 13 zugeführt werden. Der gezeigte Gleismeßwagen weist außerdem eine Einrichtung 14 zur Stoßlagenmessung, weiters eine Einrichtung 15 zur

-■ · Verwindungsmessung, sowie eine Einrichtung 16 zur Spurweitenmessung auf, welche Einrichtungen ebenfalls über Gebervorrichtungen 11 in elektrischer Verbindung mit der Anzeige- und Registriervorrichtung 12 bzw. 13 stehen. Im Gleismeßwagen können außerdem verschie-

f·· dene Recheneinrichtungen 17 (Computer} zur Auswertung der Meßergebnisse vorgesehen sein.

Die von einem Meßschreiber gebildete Registriervorrichtung 13 muß dabei entsprechend der zurückgelegten Wegstrecke des Meßwagens so gesteuert werden, daß

; · die aufgezeichneten Meßwerte, wie z. B. Pfeilhöhe. Stoßlage, Spurweite, Höhenlage, stets einer bestimmten Stelle des Gleises zugeordnet werden können.

In den Fig.2 und 3 bzw. 3a ist eine Einrichtung zur vollautomatischen Steuerung des Meßschreibers 13

;·■ dargestellt. Dabei ist eine der Abnahmeachsen, beispielsweise eine Achse 9a, als Hohlachse 18 ausgebildet. Diese Hohlwelle ist über ein Gelenklager 19 in einem der Meßfahrwerke, z. B. dem Meßfahrwerk 6, drehfest gelagert, wobei ein als Wegmeßrad dienendes Spur-

■■-■ kranzrad 20 dieses Meßfahrwerkes am freien Ende dieser Hohlachse 18 drehbar gelagert isi, z. B. über Kugellager 21. Die Nabe des Spurkranzrades 20 ist durch einen Lagerdeckel 22' abgedeckt, der eine Ausnehmung 23 aufweist, in die ein vierkantiger Endteil

■ 24 einer Tachowelle 25 eingreift. Diese Tachowelle ist durch das Innere der Hohlachse 18 geführt und mit einem Impulsgenerator (Encoder) 26 verbunden, der pro Umdrehung des Spurkranzrades 20 eine bestimmte Anzahl von Steuerimpulsen an den Meßschreiber 13

• abgiot. Diese Impulsanzahl entspricht somit dem jeweiligen Umfang des Spurkranzrades 20 und weiteis einer ganz bestimmten zurückgelegten Strecke. Da jedoch das Spurkranzrad 20 einer gewissen Abnutzung unterliegt, würde die Impulszahl entsprechend der

h'· Abnahme des Rac'jmfanges für eine bestimmte zurückgelegte Strecke allmählich erhöht werden, was in weiterer Folge zu einer Verzerrung des Wegmaßstabes am Mcßschrcibcr 13 führen würde. UtT; dies zu vermeiden, ist in einem fixen Abstand der Hohlachse 18 über der Lauffläche des Spurkranzrades 20 ein induktiver Meßwertgiber 27 angeordnet. Der five Abstand ist durch einen an der Hohlachse 18 bzw. dem Rahmen des Meßfahrwerkes 6 befestigten Tragarm 28

für den Meßwertgeber 27 gegeben. Dieser induktive Meßwertgeber 27 gibt dem jeweiligen Abstand Λ zwischen der Lauffläche des Spurkranzrades 20 und dem Meßwertgeber 27 entsprechende elektrische Spannungswerte ab. die dem jeweiligen Radumfang direkt proportional sind und zur Korrektur de«· Wegmaßstabes am Meßschreiber 13 herangezogen werden können.

Wie aus dem Blockschaltbild nach Fig.3 ersichtlich ist, werden die vom induktiven Meßwertgeber 27 " abgegebenen Signale, die beispielsweise auf einen Wert von I mV pro mm Abstand abgestimmt sein können einem Verstärker 29 zugeführt, der die Ausgangssignale des Meßwertgebers 27 (im einen bestimmten Wert, und zwar .τ = 3,14, verstärkt. Das resultierende Ausgangssignal entspricht nun dem jeweiligen Radumfang. Dieser Radumfang wird durch die vom Impulsgenerator 26 ausgehenden Impulse in »n« Stufen unterteilt, wobei die Impulse durch einen automatisch verstellbaren Impulszähler 30 gezählt werden und somit die zurückgelegte ·■

Wegstrecke mit einer Genauigkeit von —— gemessen

wird. Wie bereits erwähnt, kann sich aber der Raddurchmesser »d« und damit der Radumfang sowie die pro Umdrehung zurückgelegte Wegstrecke ändern. .· Zum Ausgleich dieser Änderungen ist der Ausgang des Impulszählers 30 an einen Digital-Analog-Konverter 31 angeschlossen, der ei;' analoges Ausgangssignal in StufenforTi erzeugt, wobei die Stufenhöhe dem vom Verstärker 29 abgegebenen Ausgangssignal entspricht. ■,, das ebenfalls dem Digital-Analog-Konverter 31 zugeführt wird. Der Ausgang des Digital-Analog-Konverters 31 ist an cmc Vergleichseinheit 32 angeschlossen, deren anderer Eingang auf ein Niveau eingestellt wird, das der Anzahl von Stufen (Impulsen) für eine bestimmte ι Wegstrecke entspricht. Dies bedeutet, daß dieses mittels eines Einstellorg.ins 33 einstellbare Niveau nach einer bestimmten Impulszahl erreicht werden muß. Wird also die Impulszahl größer, muß die Amplitude der einzelnen Stufen erhöht werden, um das eingestellte Niveau wieder bei der geringeren, der bestimmten Wegstrecke entsprechenden Impulszahl zu erreichen. Dies kann mittels eines weiteren Einstellorgans 34 am Verstärker 29 erfolgen. Der Vergleichseinheit 32 kann ein Anzeigeinstrument 35 zur Anzeige der jeweiligen Differenz zwischen dem eingestellten Wert und dem tatsächlichen analogen Ausgangssignal des Digital-Analog-Konverters 31 zugeordnet sein.

Zur automatischen Korrektur des Wegmaßstabes am Meßschreiber 13 ist die Vergleichseinheit 32 über eine Rückmeldeleitung 36 wieder mit dem automatisch verstellbaren Impulszähler 30 verbunden, so daß beispielsweise der Impulsbeginn der vom Impulszähler an den Meßschreiber 13 weitergeleiteten Impulse entsprechend dem vom Ausgangssignal der Vergleichseinheit 32 bestimmten Korrekturwert versetzt wird. Das korrigierte Ausgangssignal des Impuls/ählcrs 30 wird entweder über eiiu Filtereinrichtung 37. die beispielsweise nur jeden lOOsten Impuls weitergibt, einem Wegmarkensetzorgan 38 zur Anbringung von Wegmarken 39 auf dem Papierstreifen 40 des Meßschreibers 13 (Fig. 3) oder direkt dem als Schrittschaltmotor 41 ausgebildeten Vorschubantrieb für den Papierstreifen 40,? (F i g. 3a) zugeführt. Im erstgenannten Fall (F i g. 3) wird der Schrittschaltmotor 41 direkt bzw. unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten weiteren Impuls/.ählers mit dem Impulsgenerator verbunden. Der Papierstreifen 40 wird dabei zwar ohne Berücksichtigung der Abnutzung des Wegmeßrades 20 weiterbewegt, jedoch werden die Wegmarken 39, /.. B. 100-m- oder lOOO-m-Marken, jeweils korrigiert angebracht. Gemäß Fig. 3a werden Papierstreifen 40,1 mit bereits aufgedrucktem Wegmaßstab verwendet und demgemäß muß der Vorschubantrieb entsprechend den Abnutzungen des Wegmeßrades 20 korrigiert werden.

In der Zeichnung ist außerdem das Schreibgerät 42 des Meßschreibeis 13 dargestellt, das eine den jeweiligen Gleisparametern entsprechende Kurve aufzeichnet. Die Gleisparameter können, wie in der Zeichnung angedeutet, durch einen von nicht dargestcllten Tastorganen verformbaren Biegestab 43 mit aufgeklebten Dehnungsmeßstreifen 44 aufgenommen werden, dessen Meßsignale über einen Verstärker 45 dem Schreibgerät 42 zugeführt werden.

Schließlich ist es auch möglich, dem Schrittschaltmotor 41 bzw. dem Wegmarkensetzorgan 38 des Meßschreibers 13 eine Bewertungsvorrichtung (Computer) 46 zuzuordnen, die andererseits mit den als Gebervorrichtung 11 für die aufzunehmenden Gleisparameter dienenden Dehnungsmeßstreifen 44 in Verbindung steht und sogenannte Gleiskennziffern 47 auswirft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Messung und Aufzeichnung einer zurückgelegten Strecke, mit einem auf der "· Meßstrecke, z, B. einem Eisenbahngleis, abrollenden Meßorgan, insbesondere einem Wegmeßrad, und einem mit diesem gekoppelten Impulsgenerator, der pro Umdrehung des Meßorgans eine bestimmte Anzahl von Impulsen an eine, einen Impulswandler, m Impulszähler und ein Korrekturglied zur Kompensation der Abnutzung des Meßorgans aufweisende Schaltungsanordnung abgibt, die mit einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Registrierung von Meßwerten, z.B. Gleisparametern, verbunden ist, da- H durch gekennzeichnet, daß als Impulswandler ein Digital-Analog-Konverter (31) vorgesehen ist, dessen einer Eingang mit einem automatisch verstellbaren, an den Impulsgenerator (26) angeschlossenen Impulszähler (30), und dessen zweiter :i> Eingang mit einem in fixem Abstand (A) von der Drehachit (18) des Meßorgans (20) über der Lauffläche desselben angeordneten, das Korrekturglied bildenden induktiven Meßwertgeber (27) verbunden ist, und dessen Ausgang über eine — auf 2> den einer bestimmten Wegstrecke entsprechenden Signalwert einstellbare — Vergleichseinheit (32) mit dem Verstelleingang des Impulszählers (30) verbunden ist, der seinerseüs mit der Registriervorrichtung (13) bzw. deren Wegmarkensetzorgan (38) in jo Verbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dsß zwischen dem induktiven Meßwertgeber (27) und dem Digital-Analog-Konverter (31) ein Verstärker (29) mit einem Verstärkungsfaktor von π ν, angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Ansprut ι 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (29) über einen zweiten Eingang (34) in Abhängigkeit von den jeweiligen Ausgangssignalen der Vergleichseinheit (32) einstellbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der als Schrittschaltmotor (41) ausgebildete Vorschubantrieb der Registriervorrichtung (13) — gegebenenfalls über einen -n weiteren Impulszähler — an den Impulsgenerator (26) und das Wegmarkensetzorgan (38) der Registriervorrichtung (13) über den automatisch verstellbaren Impulszähler (30), vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Filtereinrichtung (37), an die in Ausgangsseite der Vergleichseinheit (32) angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der als Schrittschaltmotor (41) ausgebildete Vorschubantrieb der Regi- v> striervorrichtung (13) über den automatisch verstellbaren Impulszähler (30) an die Ausgangsseite der Vergleichseinheit (32) angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den automatisch mi verstellbaren Impulszähler (30) außer dem Vorschubantrieb (41) bzw. dem Wegmarkensetzorgan (38) der Registriervorrichtung (13) eine andererseits mit der Gebervorrichtung (11) einer oder mehrerer Einrichtungen (14, 15, 16) zur Aufnahme von hi Gleisparametern verbundene Bewertungsvorrichtung (46,47) angeschlossen ist.

Pie Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung und Aufzeichnung einer zurückgelegten Strecke, mit einem auf der Meßstrecke, z, B, einem Eisenbahngleis, abrollenden Meßorgan, insbesondere einem Wegmeßrad, und einem mit diesem gekoppelten Impulsgenerator, der pro Umdrehung des Meßorgans eine bestimmte Anzahl von Impulsen an eine, einen Impulswandler, Impulszähler und ein Korrekturglied zur Kompensation der Abnutzung des Meßorgans aufweisende Schaltungsanordnung abgibt, die mit einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Registrierung von Meßwerten, z. B. Gleisparametern, verbunden ist

Es sind - gemäß DE-PS 2 71 091 — mechanische Antriebsvorrichtungen für Wegmeßejnrjchtungen bekannt, bei welchen das Wegmeßrad über ein stufenlos regelbares Reibkegelgetriebe mit dem Vorschubantrieb eines Meßschreibers verbunden ist Zum Ausgleich von Fehlern, die durch die allmähliche Abnutzung des Wegmeßrades auftreten, weil dieses dann zur Zurücklegung einer bestimmten Wegstrecke mehr Umdrehungen als im ursprünglichen Zustand ausführen muß, ist eine Vermessung des Durchmessers des Wegmeßrades und eine entsprechende manuelle Verstellung des Reibkegelgetriebes erforderlich. Diese Aforgangsweise ist nicht nur zeitraubend und umständlich, sondern auch mit individuellen Fehlermöglichkeiten behaftet so daß eine einwandfreie Wegaufzeichnung keineswegs gewährleistet ist

Weiter ist — gtmäß AEG-Mitteilungen 57, 1967 — eine elektronische Meßeinrichtung der eingangs genannten Art bekannt die in erster Linie ;;ur Geschwindigkeitsmessung bestimmt ist. Die von einem induktiven Drehzahlgeber gelieferten Impulse werden über einen Verstärker und einen Trigger einem monostabilen Multivibrator zugeführt, an den ein Drehspulinstrument zur unmittelbaren Geschwindigkeitsanzeige angeschlossen ist Die Radabnutzung kann auch hier nur manuell mittels eines Potentiometers kompensiert werden, wobei ebenfalls eine vorhergehende Messung des Raddurchmessers erforderlich ist Für die Wegmessung ist ein eigener Schaltungste;' mit Integrator und Impulszähler vorgesehen, welcher der Geschwindigkeitsmeßeinrichtung nachgeschaltet ist. Abgesehen von dem relativ großen Schaltungsaufwand und der für Meßfahrzeuge nicht ausreichenden Genauigkeit hängt es auch bei dieser bekannten Einrichtung weitgehend von der Initiative des Bedieners ab, ob und in welchen Zeitabständen der Raddurchmesser überprüft und die Schaltung entsprechend nachgeeicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Kompensation der durch Abnutzung des Wegmeßrades verursachten Fehler vollkommen automatisch sowie kontinuierlich erfolgt und unter Ausschaltung individueller Fehlerquellen eine große Genauigkeit der aufgenommenen Wegstrecke gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Impulswandler ein Digital-Analog-Konverter vorgesehen ist, dessen einer Eingang mit einem automatisch verstellbaren, an den Impulsgenerator angeschlossenen Impulszähler, und dessen zweiter Eingang mit einem in fixem Abstand von der Drehachse des MelSorganes über der Lauffläche desselben angeordneten, das Korrekturglied bildenden induktiven Meßwertgeber verbunden ist, und dessen Ausgang über eine — auf den einer bestimmten Wegstrecke entsprechenden Signalwert einstellbare — Vergleichseinheit mit dem Verstelleingang des Impulszählers verbunden ist, der seinerseits