DD288231A5

DD288231A5 - Verfahren zur ermittlung der fahrgeschwindigkeit schienengebundener fahrzeuge

Info

Publication number: DD288231A5
Application number: DD33325589A
Authority: DD
Inventors: Werner Schober; Martin Guenther
Original assignee: Hochschule Fuer Verkehrswesen "Friedrich List" Dresden,De
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1991-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge, das beruehrungslos, unter allen Witterungsbedingungen und bei allen Bewegungszustaenden, ohne Einflusz des Schlupfes zwischen Rad und Schiene, anwendbar ist. Erfindungsgemaesz wird diese Aufgabe dadurch geloest, dasz mit am Fahrzeug angebrachten Waermequellen 2 impulsartig mit konstanter Frequenz Thermomarken bevorzugt auf der Scheitelflaeche der Schiene 1 oder am Schienenkopf erzeugt werden, die mit einem Temperatursensor 3, der in konstantem Abstand zur Waermequelle 2 angebracht ist, erfaszt werden und ueber Zeitdifferenzmessung, des Abstandes zwischen Erzeugung des Waermeimpulses und/oder des Abschaltimpulses und der Erfassung des Anfanges bzw. des Endes der Thermomarken, die absolute Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird. Als Waermequellen 2 eignen sich induktive Hochfrequenzgeneratoren mit entsprechend der zu erwaermenden Schienenoberflaeche gestalteten Induktor, Lasertechnik, und bei niedrigen Geschwindigkeiten koennen warme Fluessigkeitsstrahlen aus Duesen auf die Scheitelflaeche oder an andere Teile der Schiene 1 gespritzt werden. Das Meszverfahren eignet sich fuer alle schienengebundenen Fahrzeuge, es ist keine geschleppte oder ungebremste Achse erforderlich, da der Schlupf zwischen Rad und Schiene keinen Einflusz auf das Meszergebnis hat.{Fahrgeschwindigkeit; schienengebundene Fahrzeuge; Schlupf; Schiene; Thermomarke; Waermequelle; Temperatursensor; Zeitdifferenzmessung}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist für die Messung der Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge anwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit, aus den Radumfangsgeschwindigkeiten, Pseudogeschwindigkeiten mit der. verschiedensten technischen Mitteln gebildet werden, um den Meßfehler, der ganz besonders vom Radschlupf beeinflußt wird, klein zu halten. Üblicherweise werden mit optoelektronischen, induktiven oder kapazitiven Sensoren Zeitdifferenzen zwischen Markierungen, die auf am Rad oder an der Achse angebrachten Scheiben, bei deren Drehung gemessen und daraus die Pseudogeschwindigkeit gebildet wird (DD 226965).

Bei schienengebundenen Fahrzeugen treten dabei besondere Schwierigkeiten auf, da der Schlupf zwischen Rad und Schiene die Meßunsicherheit erhöht. Daher kann sinnvollerweise nur an nichtangetriebenen Achsen die Radumfangsgeschwindigkeitsmessung mit geringem Schlupfeinfluß zur Berechnung der Pseudogeschwindigkeit herangezogen werden. Außerdem treten bei dieser Art der Messung Meßfehler durch Außendurchmess3rr"'ferenzen der Räder auf und eine Geschwindigkeitsmessung bei Bremsvorgängen ist nur an ungebremsten Achsen möglich. Andere Meßeinrichtungen nutzen die Radartechnik (EP 48394), es wird bordautonom die Geschwindigkeitsmessung erdgebundener Fahrzeuge mittels Doppler-Radar auch bei welligem Untergrund durchgeführt. Der technische und finanzielle Aufwand für die Geschwindigkeitsmessung mit dieser Meßmethode ist jedoch so hoch, daß er auf wenige Spezialanwendungsfälle begrenzt ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge mit hoher Meßgenauigkeit und geringem Aufwand zu bestimmen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge berührungslos, unter allen Witterungsbedingungen und bei allen Bewegungszuständen, ohne Einfluß des Schlupfes zwischen Rad und Schiene, zu messen.

Erfindunpsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit am Fahrzeug angebrachten Wärmequellen impulsartig mit bekannter Frequenz Thermomarken bevorzugt auf der Scheitelfläche der Schiene oder am Schienenkopf erzeugt werden, die mit einem Temperatursensor, der in konstantem Abstand zur Wärmequelle angebracht ist, erfaßt werden und über Zeitdifferenzmessung, des Abstandes zwischen Erzeugung des Wärmeimpulses und/oder des Abschaltimpulses und dor Erfassung des Anfanges bzw. des Endes der Thermomarkon, die absolute Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird.

Vorteilhaft ist es, die Impulsfrequenz entsprechenden Geschwindigkeitsbereichen anzupassen, um eine optimale Meßgenauigkeit im gesamten Geschwindigkeitsbereich zu sichern.

Als Wärmequellen eignen sich induktive Hochfrequenzgeneratoren mit entsprechend der zu erwärmenden Schienenoberfläche gestalteten Induktor, Lasertechnik und bei niedrigen Geschwindigkeiten können wsrme Flüssigkeitsstrahl^ aus Düsen auf die Scheitelfläche oder an andere Teile der Schiene gespritzt werden.

Das Meßverfahren eignet sich für olle schienengebundenen Fahrzeuge, es ist keine geschleppte oder ungebremste Achse

erforderlich, da der Schlupf zwischen Rad und Schiene keinen Einfluß auf das Meßergebnis hat Abstandsänderungen zwischen

Schiene und Temperatursensor, die bei induktiven bzw. kapazitiven Meßverfahren die Meßunsicherheit erhöhen, haben nicht

deren negativen Einfluß.

Da die absolute Fahrgeschwindigkeit direkt gemessen wird, treten auch keine Meßfehler durch Außendurchmesserdifferenzen

der Räder auf.

Eine Beeinflussung für nachfolgende Messungen und auf die Schiene tritt nicht auf, da die eingebrachten Thermomarken mit

geringer Energie, relativ kleine Temperatursprünge bewirken, die schnell abgeleitet werden.

Ausführungsbeispiel In Fig. 11st schematisch die Wärmequelle 2 und Temperatursensoren 3 am Rahmen eines Schienenfahrzeuges oberhalb der Schiene 1 angeordnet dargestellt. Mit der Verwendung von jeweils einem Temperatursensor 3 vor bzw. hinter der Wärmequelle 2 kann die Fahrgeschwindigkeit in

beiden möglichen Fahrtrichtungen bestimmt werden.

Bei relativ kleinen Geschwindigkeiten können die Thermomarken durch einen Flüssigkeitsstrahl erzeugt werden, der durch eine Düse mit Hilfe eines schnell schaltenden Magnetventil mit konstanter Frequenz auf die Schionenoberfläche gespritzt wird. An

die Flüssigkeit werden keine besonderen Ansprüche gestellt, ihre Terr paratur muß nur so hoch sein, daß eine mit den

Temperatursensoren erfaßbare Thermomarke erzeugt wird. Eine günstige Wärmequelle 2 ist ein, je nach gewähltem Schienenoberflächenbereich gestalteter, Induktor eines Hochfrequenzgenerators, bei dem die Thermomarken mit konstanter Frequenz auf die Schiene 1 gebracht werden. An die Temperatursensoren 3 werden bekannte Zeitmeßschaltungen angeschlossen und durch Zeitdifferenzmessung der Länge bzw.

des Abstandes der Thermomarken kann die Fahrgeschwindigkeit mit bordeigenem Computer berechnet und zur Anzeigegebracht bzw. gespeichert werden.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge, gekennzeichnet dadurch, daß mit am Fahrzeug angebrachten Wärmequellen (2) impulsartig mit bekannter Frequenz Thermomarken auf der Oberfläche der Schiene (1) erzeugt und diese mit einem in konstantem Abstand zur Wärmequelle 2 angebrachten Temperatursensor (3) erfaßt und aus der gleichzeitig gemessenen Zeitdifferenz, des Abstandes zwischen Erzeugung des Wärmeimpulses und/oder des Abschaltimpulses und der Erfassung des Anfangs bzw. des Endes der Thermomarken, die Fahrgeschwindigkeit berechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Wärmequelle (2) ein Induktor eines Hochfrequenzgenerators verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch ^gekennzeichnet dadurch, daß als Wärmequelle (2) ein Laser verwendet wild,

4. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß die Thermomarken durch warme Flüssigkeit, die aus Düsen auf oder an die Schiene (1) gespritzt wird, erzeugt werden.

5. Verfahren nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß die Impulsfrequenz entsprechend derzu messenden Fahrgeschwindigkeit angepaßt wird.