DD144833A5 - Verfahren,vorrichtung und dokumenttraeger zur statistischen umschreibung geometrischer fehler von eisenbahnschienen - Google Patents

Description

Verfahren, Vorrichtung und Dokumentträger zur statistischen Umschreibung geometrischer Fehler von Eisenbahnschienen

Anwendungsgebiet der Erfindung;

•Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur statistischen Unischreibung wenigstens einer Kategorie geometrischer Fehler von Eisenbahnschienen sowie ein durch diese Umschreibung gewonnenes Dokument, welche bestimmt sind' zur Erstellung von -Diagnosen hinsichtlich des Schienenzustands, zur Vorbereitung von Programmen der kurz-, mitte1- und langfristig im Hinblick auf diesen Zustand-erforderlichen Wartungsarbeiten sowie zur Kontrolle dieser Arbeiten·

Die Erfindung kann bei der Wartung von Eisenbahnschienen angewendet v/erden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die geometrische Vermessung der beiden Schienenstränge bei Eisenbahnschienen zur Programmierung der Schienenwartungsarbeiten findet erst seit kurzem Anwendung« Sie ermöglicht die Vermeidung unnötiger Arbeiten, die bei den früheren Programmierverfahren notwendig waren, bei denen die Durchführung dieser Arbeiten in festen Abständen vorgesehen war, wobei sämtliche Wartungsarbeiten einbeaogen .wurden» Die Anwendung der geometrischen Schienenvermessung bringt alao Zeit- und· KoQtengewinne_e

Damit diese geometrischen Messungen für diesen Zweck verwendbar sind, müssen sie aber, in eine Form umgeschrieben

Ä i # 2 /P -2- 2,11.1979

• 55 855/16

werden, die möglichst gut die Entwicklung des geometrischen " Zustands der Schiene darstellt, um die Auswertung und Analyse der Meßwerte zu erleichtern.

In der jüngsten Vergangenheit und auch derzeit erfolgen "bei bestimmten Eisenbahnnetzen diese Untersuchungen ausgehend von grafischen Aufzeichnungen, die ein Analogbild der geometrischen Eigenschaften der beiden Schienenstränge wiedergeben, wobei die gewonnenen Ergebnisse mit zuvor aufgestellten Toleranzen verglichen werden»

Diese Auswertungs- und Analyseverfahren ausgehend von grafischen Aufzeichnungen ist jedoch langwierig und erfordert hochqualifiziertes Personal, denn das erhaltene Bild ist in Amplitude und Lage je nach der verwendeten Meßvorrichtung mehr oder weniger deformiert. Das Personal muß also dieses Bild unter Bezugnahme auf eine sogenannte '¹Umschreibungsfunktion" interpretieren, die die Eingangsgröße mit der als bekannt und. direkt nutzbar vorausgesetzten Ansprechgröße der verwendeten Meßvorrichtung verbindet« Da dieses Bild in rein analoger Form vorliegt, muß das Personal die Ergebnisse unter Bezugnahme auf eine in der Grafik angegebene Größeneinteilung quantifizieren und in verschiedene Kategorien zunehmender Größe nach den charakteristischen Schienenabschnitten einteilen, bevor eins optimale Programmierung dieser Arbeiten erstellt werden kann.

Es sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur statistischen Umschreibung geometrischer Fehler von Eisenbahnschienen bekannt, die es.ermöglichen, diese Quantifizierung und Einteilung automatisch durchzuführen« Das durch eine solche Umschreibung gewonnene Dokument, hat die Form einer Tabelle, deren die Anzahl der geometrischen Fehler

-3- .. 2.11.1979

55 855/16

jeder Klasse darstellenden Zahlenwerte die Gesamtheit der Oberfläche bedecken, und zwar innerhalb der Grenzen der Anzahl von Klassen und Anzahl von Meßstreckenabschnitten_e

Diese Umschreibung vereinfacht sehr die Aufgabe des Personals zur Auswertung der geometrischen Schienenvermessung, liefert jedoch kein Bild der Entwicklung dieser Meßwerte« Eine schnelle visuelle Interpretation dieser Entwicklung und ihrer kritischen Werte ist also auf einem solchen Dokument nicht möglich, wodurch die Schnelligkeit bei der Interpretation der Ergebnisse, die in dieser rein digitalen Form präsentiert v/erden, beeinträchtigt wird.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Dokumentträger zur statistischen Auswertung geometrischer Fehler von Eisenbahnschienen'zu schaffen, die verbesserte Gebrauchswerteigenschaften derart aufweisen, daß die Auswertung der gewonnenen Daten unproblematisch und schnell gewährleistet ist»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein Verfahren, eine Vorrichtung und einen Dokumenttrager zu entwickeln, die ein analoges Abbild der Entwicklung der Heßwerte ergeben und damit eine wesentlich verbesserte Auswertung und Kontrolle der Meßwerte gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe, das Verfahren und den Dokumentträger betreffend, dadurch gelöst, daß nur Zahlen und Werte aufgezeichnet werden_? deren Bedeutungswert größer als ein gewähltes Minimum ist. Damit enthält der Dokumentträger für jeden Meßabschnitt auch nur diese eingeschränkte

£ 1 M 2 J§ -4- 2.11.1979

55 855/16

Menge der Zahlen« Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch bestimmt, daß der Drücker mit der Verarbeitungsschaltung über einen Diskriminator verbunden ist, der aus der Aufzeichnung alle Zahlen eliminiert, die Pehlerzahlen darstellen, deren Bedeutungswert gleichfalls kleiner oder gleich einem gewählten Minimum ist·

Durch Unterdrückung der Werte, die kleiner oder gleich dem gewählten Minimum sind, wird, eine einfache Lösung geschaffen, die dip Einhüllende der Amplituden werte hervorhebt, die über diesem' Pehlerminimum liegen und für jeden Meßabschnitt gezählt undi eingeteilt sind, wobei die Gestalt dieser Einhüllenden bedeutsam für die Entwicklung der Amplituden an den aufeinanderfolgenden Abschnitten ist_e

Ausführungsbeispiel

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung« In der Zeichnung zeigen:

Pig· 1: eine Grafik zur Erläuterung des Umschreibungsverfahrens;

]?ige 2: ein Blockschaltbild der Umschreibungsvorrichtung; und

ü?ig* 3i eine Teilansicht des durch die Umschreibung entstandenen Dokuments,

Das hier angeführte Beispiel 'betrifft die Oberflächenfehler der Schienenlauffläche eines Schienenstrangs, wobei zur

-5- 2.11.1979

55 855/16

Vereinfachung angenommen wird, daß .die minimale gewählte Fehleranzahl gleich Null ist* Das Verfahren ist jedoch auch auf alle anderen Geometriefehler der Schiene anwendbar, z. B· Fehler der Längen- und Transversainivellierung und Richtfehler, und die gewählte minimale Anzahl kann auch von Null verschieden sein oder z. B. einen Prozentsatz der an jedem Abschnitt gemessenen Fehler andrücken«

Die Kurve Ci in Fig. 1 stellt die Entwicklung der Amplitude a von Oberfläphenfehlern der Schienenlauffläche eines Schienenstrangs '2 dar, der in Fig. 2 gezeigt ist; dieser Schienenstrang wird von einem Heßwagen 3 kontinuierlich durchlaufen und abgetastet, der von einem nicht dargestellten Fahrzeug gezogen wird und mit einem elektronischen Fühler 4 ausgerüstet ist, der ein Analogsignal liefert, das proportional zur Amplitude der Fehler ist; dieser Wagen gehört zu einer Meßvorrichtung 1 *

In der Grafik sind die gemessenen Fehleramplituden auf der Abszisse Oa aufgetragen, und die Lage dieser Fehler in bezug auf einen räumlichen Ursprung ist auf der Ordinate Ok aufgetragen.

Zur Gewinnung der Digitalwerte aus den gemessenen Fehleramplituden ist der elektronische Fühler 4 mit einem Analog/ Digital-Umsetzer 5 verbunden» Die Wiedergabe der Meßsignale in Abhängigkeit von dem vom Meßwagen 3 durchlaufenen Raum wird durch einen magnetischen Annäherungsdetektor 6 ermöglicht, der mittels eines Zahnrads 7» das mit' einem Rad des Meßwagens 3 fest verbunden ist, jeweils einen Impuls pro χ Einheiten der Linearbewegung liefert, bei dem hier beschriebenen Beispiel jeweils pro 100 mm. Dieser Wert ζ ent-

M £ /if -6- 2.11.1979-

.55 855/16

spricht in der Grafik den Untereinheiten der Einteilung der Achse Öle für die durchlaufenen Abstände, und die Amplituden-' einteilungen auf der Achse OaJ stellen die mit 1' bis 9^f numerierten zunehmenden Amplitudenklassen dar, die nach ihren dynamischen Auswirkungen auf die Schiene und.die darauf fahrenden Züge gewählt sind, wobei jede dieser Klassen gleiche oder unterschiedliche Amplitudenabweichungen überdecken kann* Bei dem beschriebenen Beispiel erstrecken sich diese Amplitudenklassen von 0,1 mm für Klasse 1' bis 1 mm für Klasse 9^f·

Zur Umschreibung der mit Hilfe der Meßvorrichtung 1 gewonnenen Ergebnisse der durchgeführten Messungen ist die Meßvorrichtung an eine Verarbeitungsschaltung 8 angeschlossen. Diese enthält: .

- einen Speicher 9 zur Aufzeichnung der i'ehleramplitude, die an den aufeinanderfolgenden Meßabschnitten bestimmter Länge gemessen werden^ wobei diese Länge hier den Einheiten der Achse 0Έ für die durchlaufenden Abstände entspricht; jede Einheit enthält zehn Amplitudenmessungen, die jeweils den Abstand χ 'voneinander haben;

- eine Klassifizierungseinheit 10 zur Einteilung der Amplituden in eine Mehrzahl von Klassen steigender Größe, wobei es sich hier um die bereits beschriebenen Amplituden-Klassen handelt, die mit Ί' bis 9* bezeichnet sind;

- einen Zähler 11 zum Zählen ihrer Anzahl in j_:eder dieser Klassen und für jeden Meßabschnitt 0,1 - 0,2 - 0,3 - usw.;

2 7® ~^Ί~ 2.11.1979

55 855/16

- einen Diskriminator 12 zur Eliminierung aller Zahlen, die aus einem Zählvorgang resultieren, dessen interessierender Wert kleiner oder gleich dem gewählten Minimum ist, das . bei diesem Beispiel gleich Hull ist;

- einen Drucker 13 zur Aufzeichnung der übrigen Zahlen auf einem Dokumentträger, der im einzelnen in Pig. 3 gezeigt ist und in zwei zueinander senkrechten Richtungen abzulesen ist, wovon die eine Richtung Ϊ? die Aufeinanderfolge der Meßabschnjitte und die andere a die Aufeinanderfolge der Amplitudenlclassen zunehmender Größe darstellt*

j

Aus der Grafik in Pig. 1 ist zu erkennen, daß das Dokument 14 für jeden Meßabschnitt gegenüber von allein bestimmten Amplitudenlclassen eine Zahl angibt, die die Pehlerzahl darstellt, deren Amplitude in den jeweiligen Klassen liegt, unter Ausschließung der anderen Klassen, in die keiner der zehn gemessenen Fehler gehört und die auf dem Dokument nach dem bekannten Verfahren gleich Null sind_p denn das gewählte Minimum ist Hülle

Pur die Strecke 0,1 —) 0,2 haben z.B. die zehn gemessenen Pehier Amplituden, die nur in die Klassen 5'; β¹ und 7¹ fallen; nur ihre Anzahl in jeder Klasse ist auf dem Dokument aufgezeichnet, während auf dem bekannten Dokument die Aufeinanderfolge der für diese Strecke aufgezeichneten Zahlen folgende wäre

:0, 2^xOOOO3

M β »«« ₈ 2ο 11 «1979

55 85-5/16

Pur die anschließenden Strecken würde sich ergeben

:0, 3^X0 2 2600000"

0, 4*022222000 0, 5^X000001 540 0, 6^xOOOOO55OO

0, 7 ^x 0 0 5 2 3 0 0 0 0, 0, S ^x 1 4 3 2 0 0 0 0 0

Beim Vergleich, dieser beiden Umschreibungsweisen wird'der durch die Erfindung erzielte Portschritt deutlich, durch den es erreicht wird, daß die Einhüllende der Amplitudenv/erte der auf federn Meßabschnitt gemessenen, gezählten und klassifizierten Fehler in Erscheinung tritt, wobei das Aussehen dieser Einhüllenden Aussagekraft über die Entwicklung dieser Amplituden an den aufeinanderfolgenden Abschnitten hat.

Gemäß einer von vielen möglichen anderen Ausführungsformen der Erfindung ist eine andere Meßvorrichtung 1 vorgesehen, die auf Beschleunigungsmessungen beruht; es ist auch eine Kombination aus linearer Messung und Beschleunigungsmessung möglich,-wie dies auf diesem Gebiet der Technik üblich ist, vorausgesetzt, daß die gelieferten Meßwerte, die Amplitude der gemessenen Fehler ausdrücken«

Der Speicher 9, die Klassifizierungseinheit 10, der Zähler 11 und der Diskriminator 12 der Verarbeitungsschaltung können auch durch einen programmierten Prozessor ersetzt werden," der dieselben Aufgaben erfüllt»

2.11.1979 55 855/16

Das Dokument 14 kann ferner weitere Aufzeichnungen enthalten, die den zweiten Schienenstrang und weitere Fehlerkategorien betreffen, je nach der gewünschten Anzahl von Wartungen oder Kontrollen·

2,11.1979 55 855/16

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 ' Meßvorrichtung

2 Schienenstrang

3 Meßwagen

4 elektronischsr Fühler

5 Analog/Digital-Umsetζer

6 Annäherungsdetektor

7 Zahnrad

8 Verarbeitungsschaltung

9 Speicher

Klassifizierungseinheit Zähler Diskriminator Drucker Dokument C Kurve

a Amplitude

Oa' Abzisse Ordinate

χ Abstand

I 1-9»-. Amplitudenklassen

K Richtung

ν

a Richtung

1 Seite Zeichnungen

Claims (1)

1. -10- . · 2.11.1979

   • 55 855/16

   Erfindungsanspruoh

   1. Verfahren zur statistischen Umschreibung wenigstens einer Kategorie geometrischer Pehler von Eisenbahnschienen, bei dem Probewerte dieser Fehler an nacheinan-• der durchlaufenen Schienenabschnitten bestimmter Länge gemessen und gespeichert werden, diese Pehler für jeden Abschnitt nach ihrer Amplitude in eine Mehrzahl von Klassen zunehmender Größe eingeteilt werden und bei dem ihre Anzahl in jeder der Klassen gezählt v/ird und die 00 erhaltenen Zahlen für jede Meßstrecke auf einem Dokumentträger aufgezeichnet werden, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen abgelesen v/ird, wobei die eine Richtung die Aufeinanderfolge der Meßabschnitte und die andere die Aufeinanderfolge der Größenklassen in zunehmender Reihenfolge darstellt, gekennzeichnet dadurch, daß nur die Zahlen aufgezeichnet werden, deren Bedeutungswert größer als ein gewähltes Minimum ist·

   2« Vorrichtung zur statistischen Umschreibung wenigstens einer Kategorie geometrischer Pehler von Eisenbahnschienen, zur Durchführung des Verfahrens gemäß Punkt 1, mit einer Meßvorrichtung zur Messung der Amplitude einer Abtastprobe der Pehler und einer Schaltung zur Verarbeitung der Meßgrößen, wobei die Verarbeitungsschaltung einen Speicher zur Speicherung der au nacheinander durchlaufenen Schienenabschnitten bestimmter Länge gemessenen Pehleramplituden, eine Klassifizierungseinheit zur- Einteilung

   « i 4 2 70 -11- 2.11,1979

   . 55 855/16

   der Amplituden in eine Mehrzahl von Klassen zunehmender Größe, einen Zähler zum Zählen ihrer Anzahl in jeder der Klassen und für jeden Meßabschnitt und einen Drucker zum Aufzeichnen der so für jeden Meßabscnnitt erhaltenen Zahlen auf einem Dokumenttrager enthält, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen ablesbar ist, wovon die eine Richtung die Aufeinanderfolge der Meßabschnitte und die andere die Aufeinanderfolge der Größenklassen in zunehmendetr Reihenfolge darstellt, gekennzeichnet dadurch, daß der !Drucker (13) mit der Verarbeitungsschaltung (8) über einen Diskriminator (12) verbunden ist, der aus der Aufzeichnung alle Zahlen eliminiert, die Fehlerzahlen darstellen, deren Bedeutungswert kleiner oder gleich einem gewählten Minimum ist*

   Dokumentträger für die statistische Umschreibung wenigstens einer Kategorie von geometrischen Fehlern von Eisenbahnschienen, mit einer Mehrzahl von Zahlen, die jeweils eine Anzahl von Fehlern bedeuten, deren Amplitude in einer gegebenen Größenklasse liegt und die an nacheinander durchlaufenen Schienenabschnitten bestimmter Länge gezählt werden, wobei diese. Zahlen auf dem Dokumentträger in zwei zueinander senkrechten Richtungen eingeteilt sind, wovon die eine die Aufeinanderfolge der Meßabschnitte und die andere die Aufeinanderfolge der Klassen in der Reihenfolge zunehmender Größe darstellt nach dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß er für jeden Meßabscnnitt nur diejenigen Zahlen enthält, deren Bedeutungswert größer als ein gewähltes Minimum ist«