DD265594A5 - MEASURING PROCEDURES FOR THE DYNAMIC STATE ASSESSMENT OF RAILWAY LINES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung ist anwendbar bei der Instandhaltung von Eisenbahnlinien, wobei durch sie deren Zustandsbeurteilung durch Trennung der einfachen geometrischen Fehler von den die Sicherheit gefaehrdenden Fehler moeglich sein soll. Dieses wird bei einem Verfahren, mit dem in Abhaengigkeit von dem durch das Eisenbahnfahrzeug zurueckgelegten Weg die Beschleunigung einer auf dem Eisenbahnfahrzeug befindlichen gefederten Masse, gegebenenfalls des Fahrzeugkastens (1) die auf die gefederte Masse bezogenen geometrischen Parameter der Eisenbahnstrecke, sowie der zurueckgelegte Weg gemessen werden, dadurch erreicht, dass gleichzeitig damit die von dem Fahrzeug auf das eine Radpaar (3) ausgeuebten senkrechten und quergerichteten Kraefte gemessen werden. Aus den Messergebnissen wird in Abhaengigkeit von dem zurueckgelegten Weg die fuer das mit gegebener Geschwindigkeit auf der gegebenen Strecke fahrende Fahrzeug charakteristische Fahrsicherheits-Messzahl (B 1) gebildet. Die Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens umfasst mehrere Messfuehler und eine umfangreiche Auswerte- und Registriereinrichtung. Fig. 2The invention is applicable to the maintenance of railway lines, whereby their condition assessment by separation of the simple geometric errors of the safety-threatening errors should be possible through them. This is measured by a method of measuring the acceleration of a sprung mass on the railway vehicle, optionally the vehicle body (1), the sprung mass related geometric parameters of the railway, and the distance traveled, depending on the distance traveled by the railway vehicle Achieved by simultaneously measuring the vertical and transverse forces exerted by the vehicle on the one pair of wheels (3). From the results of the measurement, the driving safety measuring value (B 1) characteristic of the vehicle traveling at given speed on the given route is formed as a function of the traveled path. The device for carrying out the method comprises a plurality of measuring guides and a comprehensive evaluation and registration device. Fig. 2
Description
Hierzu 7 Seiten ZeichnungenFor this 7 pages drawings
Die Erfindung ist anwendbar bei der Instandhaltung von Eisenbahnlinien, insbesondere zu ihrer Qualitätsbeurteilung.The invention is applicable to the maintenance of railway lines, in particular for their quality assessment.
Das Hauptziel der Instandhaltung der Eisenbahnlinien besteht in der Gewährleistung der VoiAussetzungen eines sicheren Verkehrs. Eine weitere Aufgabe besteht in der Erhöhung der in dem Verkehr zugelassenen Geschwindigkeits- und Belastungsgrenzer und des Reisekomfortes. Während der Instandhaltung der Fahrbahn sind dio Eisenbahnlinien ordnungsgemäß zu überwachen.The main objective of the maintenance of the railway lines is to ensure the provision of safe traffic. Another task is to increase the speed and load limits allowed in traffic and travel comfort. During the maintenance of the carriageway, the railway lines are to be duly supervised.
Die Sicherheit des Eisenbahnverkehrs, die auf der gegebenen Bahnlinie zugelassene Geschwindigkeit und Achsbelastung, sowie der Reisekomfort werden in erster Linie durch den Zustand der Eisenbahnlinie beeinflußt.The safety of rail transport, the speed and axle load permitted on the given railway line, as well as travel comfort, are influenced primarily by the condition of the railway line.
Bei dem Anlegen der Eisenbahnlinien und ihrer späteren Instandhaltung — während der Bahnerhaltung — werden dio geometrischen Parameter der Gleise überprüft, wobei anhand der Gegenüberstellung der gemessenen Daten und der theoretischen Daten eine Qualitätsbeurteilung der Fahrbahn durchgeführt wird und erforderlichenfalls Maßnahmen zur Korrektur und Verbesserung vorgenommen werden.During railway laying and its subsequent maintenance - during track maintenance - the geometrical parameters of the tracks are checked, with a quality assessment of the carriageway based on the comparison of the measured data and the theoretical data and, if necessary, corrective and improvement measures.
Die zur Messung der geometrischen Parameter der Gleise verwendete bekannteste Methode ist die sogenannte „Droipunkt-" oder Sehnenmothode, bei weicher entlang der Länge der Bahn an mindestens drei Punkten der das Gleis bildenden Schiene die Abweichung vor der Geraden gemessen wird. Anhand der Abweichunr von der Geraden (Sehnenhöhe) wird die Krümmung der Bahn bzw. die Ungleichmäßigkeit der Bahn urrechnet. Die Abweichung Aird sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Richtung gemessen.The best known method used to measure the geometrical parameters of the track is the so-called "droip point" or chordwise method, where the deviation from the straight line is measured along the length of the track at at least three points of the track forming the track The straight line (chord height) is calculated by the curvature of the web or the unevenness of the web, and the deviation Aird is measured in both a vertical and a horizontal direction.
Ein Mangel der Sehnenmethode besteht darin, daß mit Hilfe dieser Methode solche Streckengleichmäßigkeiten nicht nachgewiesen werden können, deren Wellenlänge annähernd dem Abstand der beiden am weitesten entfernten Meßpunkte oder dessen ganzzahligem Bruchteil entspricht.A shortcoming of the chordal method is that with the aid of this method, such line uniformities can not be detected, whose wavelength corresponds approximately to the distance of the two farthest measuring points or its integer fraction.
Das ist besonders bei periodischartigen Streckenformationen von Nachteil und kann dadurch reduziert werden, daß die Meßpunkte zueinander asymmetrisch angeordnet werden, oder mehr als drei Meßpunkte vor wendet werden. Obwohl keine dieser Lösungen vollkommen ist, vorkomplizieren diese den Meßprozeß jedoch wesentlich, und sogar die Anwendung von speziellen Meßwagen wird erforderlich.This is particularly at periodic track formations of disadvantage and can be reduced by the fact that the measuring points are arranged asymmetrically to each other, or more than three measuring points are used before. Although none of these solutions are perfect, they do, however, complicate the measuring process significantly, and even the use of special measuring carriages becomes necessary.
Der oben erwähnte Nachteil der Dreipunkt-Meßmethode kann durch Anwendung der sogenannten Inertialen Meßmethode, in der Fachliteratur als TRIM-Methode (Track Recording Inertial Measurement) bekannt, vollkommen beseitigt werden. Das Wesen dieser Methode wird nachstehend kurz beschrieben:The above-mentioned disadvantage of the three-point measuring method can be completely eliminated by using the so-called inertial measuring method known in the technical literature as TRIM method (Track Recording Inertial Measurement). The nature of this method is briefly described below:
Die theoretisch gonane Messung der quergerichteten und senkrechten Geometrie der Schienenstränge müßte in einem an der Erde befestigten, „stohenden" Koordinatensystem durchgeführt werden. Eine derartige Messung kann mit Hilfe eines in ein Fahrzeug, zum Beispiel in einen Meßwagen montierten Meßsystems wahrem' der Fahrt praktisch nicht durchgeführt werden.The theoretical gonan measurement of the transverse and vertical geometry of the rail tracks would have to be carried out in a ground-based "co-ordinate" coordinate system, which can not be measured with the help of a measuring system mounted in a vehicle, for example a measuring car be performed.
Eine annähernde Messung kann jedoch auf die Weist) durchgeführt werdon, odß das stehende Koordinatensystem durch doppelte Integrieruno der Beschleunigun gen des Fahrzeuges — mit gewisser Beschränkung — reproduziert wird. Das Wesen der Beschränkung besteht darin, daß die zweifache Integrierung nur annähernd durchgeführt wird, da die Integrierung der für die geographische Linienführung der Bahn charakteristischen, sO äußerst langsam ändernden Komponenten der Beschleunigung nicht erforderlich ist.An approximate measurement, however, may be made in the manner that the standing coordinate system is reproduced by double integration of the vehicle acceleration, with some restriction. The essence of the restriction is that the two-fold integration is only approximated, since the integration of the components of the acceleration, which are characteristic of the geographic orientation of the orbit and thus extremely slowly changing, is not required.
Auf diese Weise wird ein solches Koordinatensystem erhalten, das nur die größeren Änderungen der Linienführung der Bahn anzeigt, die größeren Bögen der geometrischen Linienführung jedoch nicht berücksichtigt. Dieses Koordinatensystem ist jedoch zum Nachweis der Streckengleichmäßigkeiten ausgezeichnet geeignet.In this way, such a coordinate system is obtained which displays only the major changes in the line's trajectory but does not take into account the larger arcs of the geometric line. However, this coordinate system is excellent for demonstrating the straight line uniformities.
Bei der praktischen Anwendung der TRiM-Methode wird eine in dem Meßwagen gut gefederte inerte Matfse verwendet und die geometrischen Maße werden auf diese Masse bezogen. Auf diese Weise kann ein Teil der Integrierung mit der inerten Ma ise an sich durchgeführt werden und gewisse Korrekturen können auf elektrischem oder mathematischem Wege durchgeführt werden.In the practical application of the TRiM method, a well-sprung inert mat is used in the measuring carriage and the geometrical dimensions are related to this mass. In this way, a part of the integration with the inert measures per se can be performed and certain corrections can be made by electrical or mathematical means.
Sowohl die TRIM-Methode als auch die Sehnenmethode (die letztere mit entsprechenden Änderungen) sind dazu geeignet, die geometrischen Fehler der Eisenbahnlinien in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg aufzunehmen. Die verwendetenBoth the TRIM method and the tendon method (the latter with corresponding changes) are suitable for taking up the geometrical errors of the railway lines as a function of the distance traveled. The used
Veßwagen widerspiegeln jedoch meistens nicht die tatsächliche Betriebslage, da die Fahrteigenschaften der Meßwagen (Gewicht, Achsenbelastung, Federung, Geschwindigkeit usw.) der Meßwagen nicht mit den Fahrteigenschaften der an dem Verkehr teilnehmenden Fahrzeuge übereinstimmen.However, trucks do not usually reflect actual operating conditions since the driving characteristics of the measuring cars (weight, axle load, suspension, speed, etc.) of the measuring carriages do not match the driving characteristics of the vehicles participating in the traffic.
Auch wenn das Problem der Übereinstimmung der Fahrparameter der Meßwagen mit denen der am ordnungsgemäßen Verkehr teilnehmenden durchschnittlichen Fahrzeuge gelöst werden kann, bleibt weiterhin der sichere Nachweis der Fahrbahnfehler, die die Verkehrssicherheit gefährden, ungelöst, da kein eindeutiger Zusammenhang zwischen den geometrischen Fehlern der Bahn (Abweichung von der theoretischen Linienführung) und der Fahrsichei heit des Fahrzeuges besteht. In der Praxis wird deshalb auf die Weise vorgegangen, dali für die Bahngeometrie strei. ge Toleranzen vorgegeben w_'·. jn und bei Übertreten der Toleranzgrenzen Maßnahmen für die Aufbesserung vorgenommen werden.Even if the problem of the conformity of the driving parameters of the measuring cars with those participating in the proper traffic average vehicles can be solved, the safe evidence of road faults that endanger the road safety, remains unresolved, since no clear connection between the geometric errors of the web (deviation from the theoretical lines) and the Fahrsichei unit of the vehicle consists. In practice, it is therefore proceeded in the manner dali for the web geometry strei. ge tolerances w_ '·. jn and for exceeding the tolerance limits measures for the improvement are made.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Zusiandsbeurteilung von Eisenbahnlinien durch solche Meßverfahren zu lösen, welche die realen Verkehrszustiinde charakterisieren (Belastung, Fahrzeußtyp, Geschwindigkeit usw.).The object of the invention is to solve the aggregate assessment of railway lines by such measuring methods that characterize the real traffic conditions (load, vehicle type, speed, etc.).
Darlegung des Wesnns der Erfindung ,Presentation of the Invention of the Invention,
Die technische AufgabeThe technical task
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit der Zustandsbeurteilung von Eisenbahnlinien zu finden, die eine Trennung der einfachen geometrischen Fehler von den die Sicherheit aus irgendeinem Grunde gefährdenden Fehlern bei geometrischem Nachweis der Fahrwegfehler gestattet, wobei die eingesetzten und auf Eisenbahnfahrzeugen montierten Hilfsmittel deren Eigenschaften nicht oder nur in einem vernachlässigbaren Maße beeinflussen dürfenI Die technischen Mittel zur Lösung der AufgabeThe invention has for its object to find a way of assessing the condition of railway lines, which allows a separation of the simple geometric errors of the security for any reason endangering errors in geometrical proof of the path error, the installed and mounted on railway vehicles aids their properties not or only to a negligible extent may I influence the technical means of solving the problem
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dnß zur Qualitätsbeurteilung der Ei&enbahnstrecken die in den. Eisenbahnfahrzeug während der Fshrt — möglichst bei der im Verkehr üblichen Geschwindigkeit — sich ausbildenden Reaktionen, die Wechselwirkungen zwischen Fahrzeug und Fahrstrecke verwendet werden, aus denen auf das die Betriebssicherheit in erster Linie beeinflussende Kräftesystem geschlußfolgert werden kann, das die Verbindung zwischen der Fahrstrecke und don Rädern charakterisiert. Es wurde weiterhin erkannt, daß die gleichen physikalischen Größen diejenigen Wirkungen beeinflussen, welche den Fahrweg in Querrichtung und gegebenenfalls bleibend deformieren.The invention is based on the knowledge that in order to assess the quality of the egg pathways, the in the. Railway vehicle during the Fshrt - if possible at the usual speed in traffic - forming reactions, the interactions between the vehicle and the route are used, from which the operational safety primarily influencing force system can be concluded that the connection between the route and don wheels characterized. It has further been recognized that the same physical quantities affect those effects which deform the track transversely and eventually permanently.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Qualitätsbeurteilung des Zustandes von E senbahnlinien dadurch gelöst, daß in Abhängigkeit von dem durch das Fahrzeug zurückgelegten Weg die Beschleunigung einer auf dem Eisenbahnfahrzeug befindlichen gefederten Masse, sowie die auf die gefederte Masse bezogenen geometrischen Parameter der Eisenbahnlinie gemessen werden, wobei gleichzeitig damit der von dem Fahrzeug zurückgelegte Weg gemessen wird, und daß gleichzeitig mit den obigen Messungen die von der gefederten Masse auf des Radpaar ausgeübten Kräfte gemessen werden und aus den Meßergebnissen in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg die für das gegebene Fahrzeug charakteristische Fahrsicherheits-Meßznhl und Fahrstreckensicherheits-Meßzahl bestimmt werden.According to the invention, the object is achieved by a method for assessing the quality of the condition of E sbahn lines that, depending on the distance traveled by the vehicle, the acceleration of a vehicle on the tracked sprung mass, as well as related to the sprung mass geometric parameters of the railway line to be measured at the same time as the distance traveled by the vehicle is measured, and that, simultaneously with the above measurements, the forces exerted by the sprung mass on the pair of wheels are measured, and from the results of the measurements, the driving safety characteristic of the given vehicle is determined. Meßznhl and driving distance safety measurement number can be determined.
Eine einfache und wirtschaftliche Ausgestaltung des Verfahrens ist dio Lösung, daß als gefederte Masse der eigene Wagenkasten des Fahrzeuges verwendet wird und an der linken und rechten Seite des Wagenkastens die senkrecht gerichtete Beschleunigung von über dem einen Radpaar des Fahrzeuges befindlichen Punkten und die relativ zu diesen Punkton in senkrechter Richtung erfolgende Bewegung der einzelnen Räder des Radpaares gemessen wenden. Des weiteren werden die waagerecht gerichtete, genauer quergerichtete Beschleunigungs eines im Verhältnis zum Wagenkasten in Achsenhöhe fixierten oder darunter befindlichen Punktes, sowie die zueinander relative, waagerecht gerichtete, genauer quergerichtete Bewegung dieses Punktes ur>d der einzelnen Schienen Bahngleises gemessen. Des weiteren werden die von der gefederten Masse über die Lagerung der Räder aut das Radpaar ausgeübten Kräfte durch Delegierung der in der Lagerung entstehenden senkrechten und quergerichteten Kräfte gemessen. Auf diese Weise verändern sich die ursprünglichen Fahreigenschaften des Fahrzeuges nicht.A simple and economical embodiment of the method is the solution that is used as a sprung mass of the vehicle's own car body and on the left and right side of the car body, the vertically directed acceleration of over the one pair of wheels of the vehicle points and relative to this Punkton turn in the vertical direction measured movement of the individual wheels of the pair of wheels. Furthermore, the horizontally directed, more precisely transverse acceleration of a relative to the car body in axis height fixed or located below point, and the relative to each other, horizontally directed, more precisely transverse movement of this point ur> d the individual rails track track measured. Furthermore, the forces exerted by the sprung mass on the bearing of the wheels aut the pair of wheels are measured by delegation of vertical and transverse forces arising in the storage. In this way, the original driving characteristics of the vehicle do not change.
Genauer kann gomessen werden, wenn die von der gefederten Masse au) das Radpaar einwirkenden Kräfte korrigiert werden.Specifically, it can be measured if the forces applied by the sprung mass to the wheel pair are corrected.
Dazu werden die quergerichtete Beschleunigung des Radpaares sowie die senkrecht gerichtete Beschleunigung der einzelnen Räder gemessen. Anhand dieser Beschleunigungen und der Masse des Radpaares können die in dem Radpaar entstehenden Massenhafte bestimmt werden, mit denen die von der gefederten Masse auf das Radpaar ausgeübten Kräfte korrigiert werden können. Auf diese Weise können mittels mathematischer Methoden die zwischen den Rädern und den einzelnen Schienensträngen entstehenden einzelnen, senkrecht gerichteten Kräfte sowie die Resultierende der quergerichteten Kräfte bestimmt werden.For this, the transverse acceleration of the pair of wheels as well as the vertically directed acceleration of the individual wheels are measured. On the basis of these accelerations and the mass of the pair of wheels resulting in the pair of wheels mass adhesion can be determined with which the force exerted by the sprung mass on the pair of wheels forces can be corrected. In this way, by mathematical methods, the resulting between the wheels and the individual rail tracks individual, vertically directed forces and the resultant of the transverse forces can be determined.
Das orfindungsgemäße Verfahren kann vorzugsweise zu einem Dreipunkt-Geometriemeßverfahren auf die Weise erweitert werJen, daß die zu der gefederten Masse relativ quergerichtete Lage dor einzelnen Schienenstränge in mindestens einem weiteren Punkt gemessen wird. Natürlich wird der dritte Punkt durch die quergerichtete Lage eines zwar bisher nicht erwähnten, in der Wirklichkeit jedoch notwendigerweise vorhandenen, mindestens einns Radpaaros gegeben. Auf diese Weise können die mittels der verschiedenen Meßverfahrens gewonnenen Bogenkrümmungen miteinander verglichen werden.The method according to the invention may preferably be extended to a three-point geometry measuring method in such a way that the position of the individual rail tracks relative to the sprung mass is measured in at least one further point. Of course, the third point is given by the transverse position of at least one pair of wheels, although not yet mentioned, but in reality necessarily existing. In this way, the arc curvatures obtained by means of the different measuring methods can be compared with one another.
Die in den Bögen der Eisenbahnlinie üblicherweise verwendete Größe der Überhebung kann auf diese Weise bestimmt werden, daß die relative Winkellage der gefederten Masse im Verhältnis zur realen Waagerechten gemessen wird, der Winkel zwischen der gefederton Masse und der Achse des Radpaares bestimmt wird, und unhand der Differenz zwischen den beiden Winkeln die Überhebung der Fahrbahn errechnet wird.The amount of overhang commonly used in the bends of the railway line can be determined in this way that the relative angular position of the sprung mass is measured in relation to the real horizontal, the angle between the gefederton mass and the axis of the pair of wheels is determined, and unhand the Difference between the two angles the overburden of the carriageway is calculated.
Entsprechend dnr bei der Eisenbahn ausgeübten Praxis ist es zweckmäßig, die von der gefederten Masse auf das in Fahrtrichtung letzte Radpaar ausgeübten Kräfte zu messen.According to the practice of the railroad, it is appropriate to measure the forces exerted by the sprung mass on the last pair of wheels in the direction of travel.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ergänzt werden, um den Reisekomfort bestimmen zu können Dazu werden über dem in Fahrtrichtung dos Fahrzeuges hinteren Drehgestell in der Mitte in der Höhe des Bodens des Wagenkastens die Senkrechte genauer die zum Boden senkrachto, sowie die quergerichtete, genauer zum Boden parallele und auf dia Fahrtrichtung senkrechte Beschleunigungen gemessen.The process of the invention can be supplemented to determine the travel comfort For this purpose, above the direction of travel dos vehicle rear bogie in the middle at the height of the floor of the car body vertical perpendicular to the floor senkrachto, as well as the transverse, more precisely parallel to the ground and measured in the direction of travel vertical accelerations.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eint« solche Vorrichtung ausgebildet, die mit einem an dem einen Radpaar des Eisenbahnfahrzeuges befestigten Wegimpuls-Geber, an der linken und rechten Seite des Wagenkastens des Eisenbahnfahrzeuges befestigten senkrecht gerichteten Beschleunigungsfühlern, sowie relativen Abstand der Räder des Fahrzeuges zu dem Wagenkasten messenden relativen Bewegungsfühlern und mit den das Eisenbahnfahrzeug abstützenden Schienensträngen in Verbindung stehenden Schienenabtastern versehen ist.To carry out the method according to the invention eint «such device was formed with a fixed to the one pair of wheels of the railway vehicle displacement transducer, mounted on the left and right sides of the car body of the railway vehicle vertically directed acceleration sensors, and relative distance of the wheels of the vehicle to the Car body measuring relative motion sensors and provided with the rail vehicle supporting rail tracks in communicating rail scrapers.
Uie erfindungsgemäße Vorrichtung ist gegebenenfalls mit einer Auswerteeinheit versehen, welche mit einer die gemessenen Werte und gegebenenfalls die errechneten Werte in analoger oder digitaler Form speichernden Registriereinheit versehen ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer von dem Fahrzeugkasten nach unten greifenden Meßkonsole und einem sich den Achsenlagerfuttern der Räder anschließendem Meßrahmen versehen. An dem Meßrahmen sind die quorgerichtete Lage der Schienenstränge über detektierendo Abtaster messende relative Bewegungsfühler angeschlossen. Die Meßkonsole und der Meßrahmen sind mittels eines die relative quergeschicntete Abweichung der Meßkonsole und des Meßrahmens voneinander messenden relativen Bewegungsfühlers miteinander in Verbindung. An den Achsenlagerfuttern d.ir Räder schließen sich senkrechte und quergerichtete Lagerkräfte messende Kraftfühler an.The device according to the invention is optionally provided with an evaluation unit, which is provided with a recording unit storing the measured values and optionally the calculated values in analogue or digital form. To carry out the measuring method according to the invention, the device according to the invention is provided with a measuring console which extends downwards from the vehicle body and with a measuring frame which follows the axle bearing chucks of the wheels. On the measuring frame, the quorritierte position of the rail tracks are connected via detectierendo scanner measuring relative motion sensor. The measuring console and the measuring frame are in communication with each other by means of a relative movement sensor measuring the relative transverse deviation of the measuring console and the measuring frame. The axis bearing chucks of the wheels are followed by vertical force sensors measuring transverse and transverse forces.
Um die gemessenen Parameter - .nd den zurückgelegten Weg identifizieren zu können, ist es zweckmäßig, eine wegproportionale Registriereinheit zu verwenden, deren Steuereingang mit dem Wegimpuls-Geber verbunden ist.In order to be able to identify the measured parameters-.nd the distance traveled, it is expedient to use a distance-proportional registration unit whose control input is connected to the position pulse encoder.
Nachstehend werden das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung veranschaulichtes Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, the method of the present invention and the apparatus for carrying out the method will be described with reference to an embodiment illustrated in the drawings. In the drawing show:
Fig. 1: ein Übersichtsschema eines mit der erfindungsgemäßon Vorrichtung versehenen Eisenbahnfahrzeuges, Fig. 2: einen Schritt entlang der Linie A-A des in Fig. 1 veranschaulichten Fahrzeuges mit schematisch dargestellten Fühlern, Fig. 3: einen Schnitt entlang der Linie B-B des in Fig. 1 dargestellten Fahrzeuges mit schematisch veranschaulichten Fühlern, Fig.4: einen Ausschnitt der Auswerteoinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 5: einen weiteren Ausschnitt der Auswerteeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 6: einen weiteren Ausschnitt der Auswerteeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig.7: Aliswertediagramm der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Fahrsicherheits-Meßzahl.2 shows a step along the line AA of the vehicle illustrated in FIG. 1 with diagrammatically illustrated sensors, FIG. 3 shows a section along the line BB of the vehicle shown in FIG. 4 shows a detail of the evaluation unit of the device according to the invention, FIG. 5 shows a further detail of the evaluation unit of the device according to the invention, FIG. 6 shows a further detail of the evaluation unit of the device according to the invention, FIG. Aliswertediagramm the obtained with the inventive method driving safety measurement.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung wurde in einem als Bahnaufsichts-(Oberbau-) Meßwagen zu verwendenden typischen (regel-)vierachsigen, mit Drehyesteil versehenen Personenwagen angeordnet, die Vorrichtung kann jedoch auch in einem beliebigen Fahrzeug, sogar in der Lokomotive angeordnet werden. Die Vorrichtung weist entsprechend angeordnete Fühler, eine Auswerteeinheit und eine Registriereinheit auf.The device suitable for carrying out the method according to the invention has been arranged in a typical (regular) four-axle, rotary-type passenger car to be used as a railway supervisory (superstructure) measuring trolley, but the device can also be arranged in any vehicle, even in the locomotive , The device has correspondingly arranged sensors, an evaluation unit and a registration unit.
!n Fig. 1 ist eine entlang der Längsrichtung des Personenwagens erfolgte Anordnung der Fühler veranschaulicht. Der Fahr^eugkasten 1 des Personenwagens ist über einen ersten und einen zweiten Drehgestellrahmen 2,2' und den darin gelagerten Radpaaren 3,3' und 4,4' auf einem Gleis lOabgestützt.FIG. 1 illustrates an arrangement of the sensors taken along the longitudinal direction of the passenger car. FIG. The Fahr ^ eugkasten 1 of the passenger car is supported on a first track and a second bogie frame 2,2 'and the wheel pairs mounted therein 3,3' and 4,4 'on a track.
Zur Vereinfachung wurden die einander entsprechenden Teile der beiden Drehgestelle mit den gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet, zu ihrer Unterscheidung dient nur der Strich nach der Bezugszahl. Die beiden Drehgestellrahmen 2,2' sind an voneinander in einem Abstand L befindlichen Drehpunkten an den Fahrzeugkasten angeschlossen. An Achsenlagerfuttern 14 der Radpaare 3,4 des ersten Drehgestellrahmens 2 ist 6in Meßrahmen 5 auf die Weise angeordnet, daß dieser die ursprünglichen Führungseigenschaften (die Funktion) der Radpaare 3,4 praktisch nicht beeinflußt (elastisch-deformiorbare Aufhängung, zum BeispielmiteinemSüent-Block). / For simplicity, the corresponding parts of the two bogies were marked with the same reference numerals, to their distinction is only the dash after the reference number. The two bogie frames 2, 2 'are connected to the vehicle body at pivot points located at a distance L from each other. On axle bearings 14 of the pairs of wheels 3, 4 of the first bogie frame 2 are arranged in the measuring frame 5 in such a manner that it practically does not affect the original guiding properties (function) of the wheel pairs 3,4 (elastically deformable suspension, for example with a block of springs). /
In der Mitte des Drehgestellrahmons 2, sowie davon in Richtung zur Mitte in einem Abstand 1 (in einer Querschnittsebene 6) sind eine erste und eine zweite MeßkonsoleG und 7 on dem Fahrzeugkasten 1 befestigt, welche nach unten mindestens bis zur Höhe der Achseder Radpaare 3,4 greifen, wo sich auch der Meßrahmen 5 befindet.In the center of the bogie frame 2, as well as towards the center at a distance 1 (in a cross-sectional plane 6) are fixed a first and a second Meßkonsole G and 7 on the vehicle body 1, which down to at least the height of the axis of the wheel pairs 3, 4 grab where the measuring frame 5 is located.
Die beiden äußeren, sich in den Querschnittsebenen Aund A'befindenden Radpaaro 3 und 3'des Fahrzeuges sind als Lagerkraftmessungsradpaare ausgebildet.The two outer, in the cross-sectional planes Aund A'befindenden Radpaaro 3 and 3 'of the vehicle are formed as Lagerkraftmessungsradpaare.
Ein Radpaar des Fahrzeuges, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Radpaar 4' des Fahrzeuges, ist mit einem Wegimpuls-Geber S versehen.A pair of wheels of the vehicle, in the present embodiment, the pair of wheels 4 'of the vehicle, is provided with a displacement pulse encoder S.
Die Anordnung der Fühler, die in der Querschnittsebene A angeordneten Fühler sind in Figur 2 veranschaulicht. Die äußeren Enden der Achse des Radpaiires sind in einem Achsenlagerf utter 14 gelagert, welches in senkrechter Richtung durch Fedorn 15 an den Drehgestellrahmen 2ange8tützt ist. Zwischen den Achsenlagerfuttern14unddon Federn 15sind Kraftfühler F1 und F 2angebracht, während die Achsenondon, in Achsrichtung durch Kreftfühler F 3a und F 3 b an den Achsenlagerfuttern 14 abgestützt sind. Die Kraftfühler F3a und F 3 b sind zu einem einzigen Kraftfühler F3zusammengeschaltct, welcher die axiale, anders die quergerichtete, Lagerkraft anzeigt. Die Kreftfühler FI1F 2, F 3 sind an die konkreten Konstruktionen angepaßt zu fertigen, zum Beispiel durch entsprechende Anordnung von Dehnungsmeßstreifen, und das auf diese Weise ausgestattete Radpaar als kraftmessendes Radpaar muß auf einer statischen Prüfbankgeeicht und kalibriert werden.The arrangement of the sensors, the sensors arranged in the cross-sectional plane A are illustrated in FIG. The outer ends of the axle of the Radpaiires are mounted in a Achsenlagerf utter 14, which is in the vertical direction by Fedorn 15 on the bogie frame 2ange8tützt. Force sensors F1 and F2 are mounted between the axle bearings 14 and springs 15, while the axle bearings are supported axially on the axle bearings 14 by circling sensors F 3a and F 3 b. The force sensors F3a and F3b are connected to a single force sensor F3, which indicates the axial, otherwise the transverse, bearing force. The Kreftfühler FI 1 F 2, F 3 are adapted to the specific designs to manufacture, for example, by appropriate arrangement of strain gauges, and the pair of wheels equipped as a force-measuring pair of wheels must be calibrated and calibrated on a static Prüfbank.
An den Achsenlagerfuttern 14 des kraftmessenden Redpaares 3 ist jeweils ein Beschleunigungsfühler A1, A 2 mit senkrechter Ausrichtung und an dem einen Achsenlagerf utter 14 ein Beschleunigungsfühler A 3 mit quergerichteter Ausrichtung angeordnet. DasRadpaar 3'ist identisch mitdem Radpaar 3ebenfallsalskraftmessendes Radpaar ausgebildet und mit Beschleunigungsfühlern Al, A 2, A3 versehen (in der Figur nicht dargestellt).On the axle bearing chucks 14 of the force-measuring Redpaares 3 each an acceleration sensor A1, A 2 is arranged with a vertical orientation and on the one Achsenlagerf utter 14 an acceleration sensor A 3 with transverse orientation. The pair of wheels 3 'is formed identically to the pair of wheels 3 as a force measuring pair and provided with acceleration sensors Al, A 2, A3 (not shown in the figure).
In dem Fahrzeugkasten 1 inderQuerschnittsebeneA.imwesentlichenüberdenAchsenlagerfuttern 1 A4sindjeweilseinrelativer Bewegungsfühler D1 bzw. D2 und senkrecht gerichteter Beschleunigungsfühler A4 bzw. A 5 angeordnet, weiche an je einer Seite des Fahrzeugkastens 1 die zur Bodenfläche des Fahrzougkastens 1 senkrechte Beschleunigung des Fahrzeugkastens 1 und die im Varhältniszu den Achslagerf ultern 14 erfolgte Bewegung derselben Punkte messen, was im wesentlichen der durch dio Schienenstränge 10», 10B des Gleisens 10 bestimmten, zur Gleis-Fahrebenb senkrechten relativen Bewegung entspricht, da die Achsenlagerfutter 14 mittels joeines Drahtseiles 11 (gespannt) mit dem entsprechenden relativen Bewegungsfühler D1 bzw. D 2 verbundensind.In the vehicle body 1 in the cross-sectional plane A, above the axial bearing chucks 1 A4, there are respectively located relative motion sensors D1 and D2 and perpendicular acceleration sensors A4 and A5, respectively, on each side of the vehicle body 1, perpendicular to the bottom surface of the vehicle body 1 acceleration of the vehicle body 1 and in the Varifferenzzu the Achslagerf 14, the movement of the same points is measured, which essentially corresponds to the rail track 10, determined by the rail tracks 10, 10B, relative to the track-to-carriage relative to the relative movement as the axle bearings 14 are connected by a wire 11 (tensioned) to the corresponding relative motion sensor D1 or D 2 are connected.
lnFig.3sinddieinderQuerschnittsebene B des Fahrzeugkastens 1 angeordneten Fühler veranschaulicht. An dom Meßrahmen 5ist je ein, die role., ve Lage der Schienenstränge 10A bzw. 10 B zu dem Meßi ahmen 5 abtastender Schienenabtastor 12angeschlossen, welcher parallel zu der Gleis-Fahrebene in Querrichtung die entsprechenden Abstände an die relativenIn Fig. 3, the sensors arranged in the cross-sectional plane B of the vehicle body 1 are illustrated. An dom measuring frame 5is ever one, the role., Ve position of the rail tracks 10A and 10 B to the Messi imme 5 scanning Scanning 12age closed, which parallel to the track-driving plane in the transverse direction, the corresponding distances to the relative
(zum Beispiel mittels Gleittaster) oder auf optischem Wege erfolgen. Das Gleiche betrifft auch die vorher erwähnte und später zuerwähnende Bewegungs-Oetektierung. Bei höherenGeschwindigkeiten(über80M 00km/h) istdieoptischeSchienenabtastungzubevorzugen. Der Meßrahmen 5 ist über einen relativen Bewegungsfühler D4 mit dem Ende der Meßkonsole 6 verbunden, wo mitquergerichteter Ausrichtung auch ein Beschleunigungsfühler A6angeordnet ist zur Messung der der Bodenebene parallelen(For example by means of sliding switch) or optically done. The same applies to the previously mentioned and later-mentioned motion detection. At higher speeds (above 80M 00km / h), optical track scanning is preferable. The measuring frame 5 is connected via a relative motion sensor D4 to the end of the measuring console 6, where transverse orientation also an acceleration sensor A6 is arranged to measure the ground plane parallel
parallelen Beschleunigungen des Fahrzeugkastens 1. Die Fühler A7 und A8 sind in der Querschnittsfläche B' wiederholt, wobeijedoch gleichzeitig immer nur die in Fahrtrichtung hinteren eingeschaltet sind.the vehicle body 1 is parallelly accelerated. The sensors A7 and A8 are repeated in the cross-sectional area B ', but at the same time only the rear one in the direction of travel is turned on at the same time.
(Zur besseren IdentifizierbarkeitwurdenderenBozugszeichen in der Figurin Klammern angegeben.llnderQuerschnittsebene C istein weiterer Schionenabtaster 12 angeordnet, dor sich dem an dem Meßrahmen 5 befestigten relativen Bewegungsfühler D6anschließt. Der Meßrahmon 5 ist in der gleichen Ebene über einen relativen Bewegungsfühler D 7 an das Ende der Meßkonsole 7angeschlossen.At the cross-sectional plane C, another scan scanner 12 is arranged to connect to the relative motion sensor D6 attached to the measuring frame 5. The measuring frame 5 is connected to the end of the measuring console 7 in the same plane via a relative motion sensor D7 ,
—ein mit Gyroskop versehener künstlicher Horizont G angeordnet, dessen Ausgangssignal zu der Winkelabweichung derAn artificial horizon G provided with a gyroscope, whose output signal is related to the angular deviation of the
vorausgesetzt, daß die Ausgangssignale der Fühler einheitlich und proportional zu den von ihnen gemessenen Parametern sind.provided that the output signals of the sensors are uniform and proportional to the parameters measured by them.
ein digitales System verwendet werden. Bei der Darstellung der Auswerteeinheit wurden weder Phasenumkohrainheiten nocha digital system can be used. In the presentation of the evaluation were neither Phasenumkohrainheiten still
realisiert. Der Gewichtsfaktor (Gewichtszahl) an den Eingängen wurde innerhalbder Addiorstufe angeführt. An den dierealized. The weight factor (number of weights) at the inputs was stated within the addior stage. To the the
befindliche Signalpegel proportional ist.signal level is proportional.
zurückgelegten Weg proportionalen Markierungssignale S' erscheinen, welche an die Rogistriereinheit geschaltet ingleichmäßigen Abständen dieRegistrierung kennzeichnet, anhand dessender zurückgelegte Weg unddieentsprechenden Punkteder Registrierung identifizierbar'sind. Die Ge&chwindigkeitsbildungseinheit 31 liefert an ihrem anderen Ausgang—durch diealong the path of travel, proportional mark signals S 'indicating the rogue unit at even intervals identifies the registration by which the distance traveled and the corresponding points of the registration are identifiable. The speed forming unit 31 supplies at its other output through the
aufweisen. Ein derartiger Doppelintegrator kann auf einfache Weise mit Hilfo eines aktiven Butterworth-FiKers vierter Ordnungausgebildet werden.respectively. Such a double integrator can be easily formed by means of a fourth order active Butterworth Fiker.
proportional sind. Diese Steuereingänge sind an dem Ausgang der Geschwindigkeitsbildungseinheit 31 angeschlossen.are proportional. These control inputs are connected to the output of the speed forming unit 31.
steuerbare künstliche Linie), dessen Steuereingang mit dom Wegimpuls-Gobei S in Verbindung steht. Der Ausgang dor viertencontrollable artificial line) whose control input is in communication with dom Wegimpuls-Gobei S. The exit from the fourth
versehenen fünften Addiereinheit 43angeschlosson.provided fifth addition unit 43angeschlosson.
einem Gewicht von 1 und - in einer sechsten Addiereinheit 59 angeschlossen, wobei die Masse des Radpaares 3 bedeutet. Dera weight of 1 and - connected in a sixth adding unit 59, wherein the mass of the pair of wheels means 3. The
wertenden Eingänge einer neunten Addiereinheit 46geführt,woboib;dieHälftedes Mittelabstandes der die Achsenlagerf utter 14stützenden Federn 15undbAdieHSIftedesAbstandesderLaufkreisedesRadpaaros 3bedeuten (siehe Fig. 2). Somit charakterisiertder Quotient b;/b,\die Armübersetzung der Kraftfühler F1 und F 2. Der achten Addiereinheit 76 schließen sich weiterhin mit einemhalf of the center distance of the springs 15 and b A supporting the axle bearing chuck 14 means the distance of the pitch of the pair of wheels 3 (see Fig. 2). Thus, the quotient b characterizes ; / b, \ the arm translation of the force sensors F1 and F2. The eighth adding unit 76 continues to close with one
Der Ausgang der neunten Addiereinheit 46 ist einerseits unmittelbar, andererseits über eine Pob'itätsumkehreinheit 47 mit den Eingängen des elektronischen Wechselschalters 48 verbunden.The output of the ninth adding unit 46 is connected on the one hand directly, on the other hand via a Pob'itätsumkehhreinheit 47 with the inputs of the electronic changeover switch 48.
Der Ausgang des zweiten Absolutwertbildners 60istanZählereinqangeeinoserstenTeilers 51 undeineszweitenTeilers 52 angeschlossen. Andern Nennereingang desersten Teilers 51 ist der Ausgang einer siebenten Addiereinheit 50angeschlossen.Üer mit einem Gewicht von 1 wertende Eingang der Addiereinheit 50 ist an eine ein Signal mit einer einer Belastung von 1OkN entsprechenden Größe liefernde Signalquelle (in der Figur nicht dargestellt) geführt, während der mit einem Gewicht von Va gekennzeichnete Eingang der Addiereinheit 50an dem Ausgang der achten Addiereinheit 45 angeschlossen ist, der außerdem an die Nennereingängedeezweiten Teilers 52 und dns dritten Teilers 53 angeschaltet ist. Der Zählereingang des dritten Teilers 53 ist mit dem Ausgang des Wochselschalters 48, sein Ausgang dagegon ist einerseits an einem mit einem Gewicht von B gekennzeichneten Eingang einer zehnten Addiereinheit 54 und andererseits an dem Ausgang 87 angeschlossen. Der andere, mit einem Gewicht von A gekonnzeichnete Eingang der Audioreinheit 54, ist mit einer Signalquelle, die ein einer einwertigen Verhältniszahl (1) entsprechendos Signal liefert, verbunden, während der / igang der Addiereinheit 54 an den Nennereingang eines vierten Teilers 55 angeschlossen ist. Der Zähle'eingang dos Teilers 0r< ist mit dem Ausgang des zweiten Teilers 52 verbunden, während der Ausgang des Teilers 55 an dem Ausgang 86 angeschlossen ist. Die Beschleunigungsfühler A 7 und A8 sind über Bandfilter 56 bzw. 57 an die Ausgänge 88 bzw. 89 geführt. Das Übertragungsband der Bandfilter 56 und 57 liegt in dem Bereich von 0,5-12 Hz. Der Beschleunigungsfühler A8 ist woiterhin über ein Tiefpaßfilter 58 (0-0,5Hz) an dem Ausgang 90 angeschlossen.The output of the second absolute value generator 60 is connected to a first-in-first-serializer 51 and a second divider 52. The output of a seventh adder unit 50 is connected to the denominator input of the first divider 51. The input of the adder unit 50, which evaluates by a weight of 1, is fed to a signal source (not shown in the figure) which delivers a signal with a magnitude corresponding to a load of 10 kN, while Va input of the adder unit 50 is connected to the output of the eighth adder unit 45, which is also connected to the denominator inputs of the second divider 52 and dns third divider 53. The counter input of the third divider 53 is connected to the output of the weekly switch 48, its output dagegon is connected on the one hand to an input of a tenth adding unit 54 marked with a weight B and on the other hand to the output 87. The other input of the audio unit 54, which is weighted by A, is connected to a signal source that provides a signal corresponding to a monovalent ratio (1), while the addition of the adder 54 is connected to the denominator input of a fourth divider 55. The count input of the divider 0 r <is connected to the output of the second divider 52, while the output of the divider 55 is connected to the output 86. The acceleration sensors A 7 and A 8 are guided via band filters 56 and 57 to the outputs 88 and 89, respectively. The transmission band of the band filters 56 and 57 is in the range of 0.5 - 12 Hz. The acceleration sensor A8 is connected to the output 90 through a low pass filter 58 (0 - 0.5 Hz).
In l:ig.6 ijt der relative Bewegungsfühler D3 an einen mit einem Gewicht von 2(LxI) gekennzeichneten Eingang einer elften Addieroinheit 61, an einem mit einem Gewicht von 1 gekennzeichneten Eingang einer dreizehnten Addiereinheit 67 und an einen mit einem Gewicht von -1 gekennzeichneten Eingang einer vierzehnten Addiereinheit 71 geführt. Der relative Bewegungsfühler D4 ist an mit gleichem Gewicht gekennzeichnete Eingänge der Addiereinheiten 61,67 geführt. Die relativen Bewegungsfühler 06 und 07 sind an mit einem Gewicht von -2/(LxI) gekennzeichnete Eingänge der elften Addiereinheit 61 angeschlossen. Der Beschleunigungsfühler A6 ist an einom mit einem Gewicht von 1 gekennzeichneten Eingang einer zwölften Addiereinheit 65, der relative Bewegungsfühler D5 ist an einem mit einem Gewicht von -1 gekennzeichneten Eingang der vierzehnten Addiereinheit 71 angeschlossen. Der Ausgang der Geschwindigkeitsbildungseinheit 31 ist mit dem Eingang einer Quadratbildungseinheit 75 verbunden, deren Ausgang an dem Eingang einer Multipliziereinheit 63 angeschlossen ist. Der Ausgang der elften Addieroinheit 61 ist über ein Tiefpaßfilter 62 einerseits an den Ajsgang 91 und andererseits an den anderen Eingang der Multipliziereinheit 63 geführt. Der Ausgang der Multiplizier< <inheit 63 ist an einem mit einem Gewicht von 1 gekennzeichneten Eingang einer siebzehnten Addiereinheit 64 angeschlossen, deren mit einem Gewicht von g gekennzeichneter (Gravitationsbeschleunigung) Eingang mit dem künstlichen Horizont G verbunden ist. Der Ausgang der Addiereinheit 64 ist an einem mit einem Gewicht von -1 gekennzeichneten Eingang der zwölften Addiereinheit 65 angeschlossen. Die Addioreinheit 65 ist mit einem Doppeltintegrator 66 zusammengebaut, wobei der Doppelintegrator 66 mit oinem Hochpaßfilter versehen ist, und sein Ausgang ist an einem mit einom Gewicht von 1 gekennzeichneten Eingang einer mit einem Tiefpaßfilter 70 versehenen fünfzehnten Addiereinheit 69 angeschlossen. Uie dreizehnte Addiereinheit 67 ist mit einem dritten Hochpaßfiltor 68 zusammengebaut, dessen Ausgang en einem mit einem Gewicht von 1 gekennzeichneten Eingang der Addiereinheit 69 angeschlossen ist. Die fünfzehnte Addiereinheit 89 ist mit einemsechsten Tiefpaßfilter 70 zusammengebaut, dessen Ausgang einerseits an dem Ausgang 92 und andererseits an einem mit einem Gewicht von 1 gekennzeichneten Eingang der sechzehnten Addiereinheit 74 χ angeschlossen ist. Die vierzehnte Addieroinheit 71 ist mit einem vierten Hochpaßfilter 72 zusammengebaut und ihr Ausgang ist über ein siebentes Tiefpaßfilter 73 einerseits an dem Ausgang 94 und andererseits an einem mit einem Gewicht von 1 gekennzeichneten Eingang der sechzehnten Addioreinheit 74 angeschlossen, deren Ausgang an dem Ausgang 93 angeschlossen ist.In l: ig.6 the relative motion sensor D3 ijt to a weighing 2 (LXI) marked input to an eleventh Addieroinheit 61, at one marked with a weight of 1 input to a thirteenth adder 67 and to a weighing -1 labeled input of a fourteenth adding unit 71 out. The relative motion sensor D4 is guided to inputs of the adder units 61, 67 marked with the same weight. The relative motion sensors 06 and 07 are connected to inputs of the eleventh adding unit 61 labeled with a weight of -2 / (LxI). The acceleration sensor A6 is connected to an input of a twelfth adding unit 65 labeled with a weight of 1, the relative motion sensor D5 is connected to an input of the fourteenth adding unit 71 marked with a weight of -1. The output of the speed-forming unit 31 is connected to the input of a square-forming unit 75 whose output is connected to the input of a multiplier unit 63. The output of the eleventh adder unit 61 is fed via a low-pass filter 62 on the one hand to the Ajsgang 91 and on the other hand to the other input of the multiplier 63. The output of the multiplier unit 63 is connected to an input labeled with a weight of 1 of a seventeenth adding unit 64 whose input (gravitational acceleration) marked with a weight of g is connected to the artificial horizon G. The output of the adding unit 64 is connected to an input of the twelfth adding unit 65 marked with a weight of -1. The add-on unit 65 is assembled with a double integrator 66, with the double integrator 66 provided with a high-pass filter, and its output connected to an input designated by a weight of 1 of a fifteenth adding unit 69 provided with a low-pass filter 70. The thirteenth adding unit 67 is assembled with a third high-pass filter 68 whose output is connected to an input of the adding unit 69 marked with a weight of 1. The fifteenth adding unit 89 is assembled with a sixth low-pass filter 70, the output of which is connected, on the one hand, to the output 92 and, on the other hand, to an input of the sixteenth adder 74 74 marked with a weight of 1. The fourteenth adder unit 71 is assembled with a fourth high-pass filter 72 and its output is connected via a seventh low-pass filter 73 on the one hand to the output 94 and on the other hand to an input of the sixteenth add-on unit 74 marked with a weight of 1, the output of which is connected to the output 93 ,
Die in den Figuren 1,2 und 3 näher vorgestellten und vorher beschriebenen Fühler messen während der Fahrt dos Fahrzeuges die entsprechenden geometrischen Parameter, Kräfte bzw. Beschleunigungen und liefern dazu proportionale Signale an die in don Figuren 4,5 und 6 näher dargestellte und ausführliche beschriebene Auswerteeinheit. Die Ausgänge der Auswortneinhoit leiten die aus don gemessenen Werten gebildeton Signale an die in der Zeichnung nicht dargestellte Rogist riereinheit. Die Weise dor Berechnung der errechneten Werte ist anhand der Figuren und der Boschreibung eindeutig, zusammengefaßt wird diese jedoch nachstehend angegebenThe sensors presented in greater detail in FIGS. 1, 2 and 3 measure the corresponding geometric parameters, forces or accelerations during the drive of the vehicle and supply proportional signals to those described in greater detail in FIGS. 4, 5 and 6 and described in detail evaluation. The outputs of the rejection outlets transmit the signals formed from the measured values to the rogistic unit not shown in the drawing. The manner of calculating the calculated values is clear from the figures and the Bosch friction, but summarized below
Ausgang 80: linke Länge (Setzung) Ausgang 81: rechte Längshöhe (Setzung) Ausgang 82: Querhöhe (Quorsetzung) Ausgang 83: Flächonverwindung Output 80: left length (settling) Output 81: right longitudinal height (set) Output 82: cross height (quorum) Output 83: surface distortion
Ausgang 85: Fahrttreckensichorheits-Moßzahl B;, die anhand der empirischen Beziehung nach Prud'homme hergeleitet wird Ausgang 86: Fahreichorhoits-Meßzahl B1, die aus der Formulierung der Klettergrenzlage (Verformung) dos Radspurkranzesgemhß Nadel hergeleitet wirdOutput 85: Travel distance S / M number B; derived from empirical relationship according to Prud'homme. Output 86: Driving Range Score B 1 derived from the formulation of the climbing limit (deformation) of the wheel track according to the needle
Ausgang 87: zusätzliche Fahrsicherheits-Meßzahl, die die spezifische Radlast Differenz charakterisiert Ausgang 88: sonkiechter dynamischer Komfort Ausgang 89: queroerichtetor dynamischer Komfort Ausgang 90: quoroerichteter quasistatischer Komfort.Output 87: additional driving safety measurement number that characterizes the specific wheel load difference Output 88: sonic dynamic comfort Output 89: queroerichtetor dynamic comfort Output 90: quoroerichteter quasistatic comfort.
Die oben verwendeten Bezeichnungen sind mit Ausnahme der den Ausgängen 85,86,87 zugeordneten, in dor Praxis des Eisenbahnwesens übliche Bezeichnungen. Auf übliche Weise wird anhand dieser der Zustand der Eisenbahnstrocken beurteilt und anhand der gemessenen Werte werden Weisungen zur Durchführung der Unterhaltungsarbeiten herausgegeben. Die bei der Erfindung neu eingeführten Meßzahlen ermöglichen eine neuartige Qualitätsbeurteilung der Eisenbahnstrecken, anhand welcher die die Sicherheit des Eisenbahnverkehrs wirklich beeinflussenden Bahnstreckenfehler und deren Ort aufgedeckt werden können. Dadurch sind überflüssige Unterhaltungsarbeiten vermeidbar.The designations used above, with the exception of the outputs 85,86,87 assigned, are common in the practice of the railway sector designations. In the usual way, these are used to assess the condition of the railroad dredges, and instructions for carrying out the maintenance work are issued on the basis of the measured values. The newly introduced in the invention metrics allow a novel quality assessment of rail lines, based on which the safety of rail transport really affecting railroad track error and their location can be revealed. As a result, unnecessary entertainment work can be avoided.
Es soll hierzu bemerkt werden, daß die einzelnen Ausgänge annähernde Signele liefern, da die in den Figuren 4, 5 und β dargestellte Auswerteeinheit die entsprechenden trigonometrischen Funktionen linear annähert. Die Woise der Annäherung bedarf keiner weiteren Erklärung, do diese durch den Zusammenhang der Schaltungsanordnung mit den allgemein bekannton theort'.ischon Bezinhungen für einen Fachmann auf dor Hand liegt.It should be noted here that the individual outputs provide approximate signals, since the evaluation unit shown in FIGS. 4, 5 and β linearly approximates the corresponding trigonometric functions. The way of approach requires no further explanation, because this is due to the connection between the circuit arrangement and the generally known theort'.ischon considerations for a person skilled in the art.
Der Ausgang 85 liefert ein zu der Größe, die eis Fahrstreckensicherheits-Meßzahl B2 bezeichnet wurde, proportionales Ausgangssignal. Als Grundlage dienen die Kennzeichnungen der Figur 7. und die folgende (gemäß Prud'homme) empirische Boziehung:The output 85 provides an output signal proportional to the magnitude, which has been designated as the road safety measure B2. As a basis serve the markings of Figure 7 and the following (according to Prud'homme) empirical draw:
/Y, + Y,/krit1O+^ ./ Y, + Y, / crit1O + ^.
3 AN/, wöbe·3 AN /, wöbe ·
Yi und Y2 quergerichtete Radkräfte (siehe Fig. 2), Q die durchschnittliche Radbelastung, der arithmetische Mittelwert der senkrecht gerichteten Kräfte Q1 und Q2 sind (siehe Fig. 2).Yi and Y 2 are transverse wheel forces (see FIG. 2), Q is the average wheel load, the arithmetic average of the perpendicular forces Q 1 and Q 2 are (see FIG. 2).
Aus dieser Bezieh' na kann die Fanrtstreckensicherheits-Meßzahl B2, die zur ßßuiteilung der eine bleibende quergerichtete Glöisfeldverschir-juiiij hervorrufenden lokalen Fahrstreckenfehler geeignet ist, gebildet werden:From this Relation Quote 'n a, the measurement number Fanrtstreckensicherheits-B2, which is suitable for ßßuiteilung which a permanent transverse Glöisfeldverschir-juiiij inducing local route error can be formed:
/Y1 ♦/ Y 1 ♦
0202
♦ Y2/ kr«♦ Y 2 / kr «
Die Grundlage dafür ist, daß eine bleibende quergerichtete Verschiebung der Fahrtstrecke nicht zu befürchten ist, wenn folgende Bedingung erfüllt wird.The basis for this is that a permanent transverse displacement of the route is not to be feared if the following condition is met.
Y, + Y2 < /Y, + Y2/kritY, + Y 2 </ Y, + Y 2 / crit
Der Ausgang 86 liefert ein zu der Größe, die in der Beschreibung als Fahrsicherheits-Meßzahl B1 bezeichnet wurde, proportionales f.ignal. Bezüglich des Radpaares von Eisenbahnfahrzeugen hat sich die die Klettergrenzlage des Radspurkranzes beschreibende Beziehung gemäß Nadel verbreitet. Daraus hergeleitet ist nicht mit der Gefahr dor Entgleisung zu rechnen, wenn folgende Bedingung erfüllt wird:The output 86 provides a proportional signal to the quantity designated in the description as the driving safety measurement number B1. With respect to the wheel pair of railway vehicles, the relationship describing the climbing limit of the wheel track has been distributed according to the needle. Derived from this is not to be expected with the risk of derailment, if the following condition is met:
Yl + Y A ♦ β Δ Q Y l + Y A ♦ β Δ Q
wobei die Bedeutung der Größen Y1, Y2 und Ö bereits oben angegeben wurde,Δ Q ist die duroh die senkrechten Lagerkräfte hervorgerufene zweiseitige Radbelastungsdifferenz, A und B sind Konstanten, dievon den Daten des Radprofils, des weiteren von dem Wert der zwischen Radspurkranz/Schiene und Rad-Lauffläche/Schieneangenommen! η Reibungskoeffizienten abhängen und deren üblicher Wert 0,4 bzw. 0,2 beträgt.where the meaning of the quantities Y 1 , Y 2 and Ö has already been given above, Δ Q is the two-sided wheel load difference caused by the vertical bearing forces, A and B are constants derived from the data of the wheel profile, further from the value between the wheel track rim / Rail and wheel tread / rails accepted! η friction coefficients depend and the usual value is 0.4 or 0.2.
Y1 ♦ Y,Y 1 ♦ Y,
A + θ Δ Q A + θ Δ Q
DieFahrsicherheits-Miißzahl B1 unddieFahrstreckensicherheits-Meßzahl B 2, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden können, charakterisieren bei dem Verkehr eines Fahrzeuges mit vorgegebener Geschwindigkeit, Belastung und Typ gut die Wahrscheinlichkeit bzw. das Maß des Vorkommens von Entgleisungen und quergerichteten FahrstreckendeformetJoien, natürlich ohne daß zwischen ihnen eine genau formulierbare mathematische Beziehung aufgestellt werden könnte.The driving certainty number B1 and the driving distance safety measuring value B 2 which can be obtained by the method according to the invention well characterize the likelihood of the occurrence of derailments and transverse driving-distance-deformed bodies, of course, in the traffic of a vehicle of given speed, load and type that an exactly formable mathematical relationship could be established between them.
! Derartige empirische Zusammenhänge können nur anhand langzeitiger Erfahrungen aufgestellt werden.! Such empirical relationships can only be established on the basis of long-term experience.
! Der Wert der Fehrstwckenwcherheits-Meßzahl ändert sich laufend entlang der Fahrstrecke. Zu deren Auswertung ist es! The value of the Fehrstwckenwcherheits-Meßzahl changes continuously along the route. Its evaluation is
zweckmäßig, eine wehere zusätzliche Fahrsicherheits-Meßzahl zu berücksicMigon, da aus Gründen der Vorsicht eine zu große negative spezifische Hadbelnstungsdifforenz Q/Q auch als kritisch zu bewe ten ist.it is expedient to take into account a further additional driving safety measurement number, since, for reasons of caution, too great a negative specific horseshoe damping factor Q / Q can also be considered to be critical.
Die Fahrsicherheits-Meßzahl B1 ist anhand des in Fig.7 veranschaulichten L>'agramms gut auswertbar. Die einzelnen Bereiche des Diagramms sind folgendeweise bewertbar:The driving safety measurement number B1 can be easily evaluated on the basis of the L '' agramms illustrated in FIG. The individual areas of the diagram can be evaluated as follows:
IV. Die Strecke ist unter den während der Mess jno jrwendeten Fahrbedingungen als gefährlich zu betrachten, eine IV. The route is considered dangerous under the driving conditions used during the measurement period
sofortige Geschwindigkeitsbegrenzung ist einzuführen.Immediate speed limit is to be introduced.
j Durchführung des erfindungsgemäßer. Meßverfahrens. Das dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht die Anwendungj implementation of the inventive. Measuring method. The illustrated embodiment illustrates the application
, an einem Eisenbahnfahrzeug mit Drehgestell, natürlich kann das erfindungsgemäße Verfahren und der Meßrahmen der zur, on a railway vehicle with bogie, of course, the inventive method and the measuring frame of the
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