DE102008040195A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von schienengebundenen Fahrzeugbewegungen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von schienengebundenen Fahrzeugbewegungen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von schienengebundenen Fahrzeugbewegungen auf einem Gleis. Es ist vorgesehen, dass wenigstens ein Sensorelement (56) an einer Schiene (12) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Sensorelement (56) zwischen zwei ortsfesten Auflagern (14) wirkende Vertikalkräfte erfasst, mit einer Auswerteschaltung (38) zur Auswertung der durch das Sensorelement (56) erfassten, der Vertikalkraft entsprechenden Signale (S), wobei die Auswerteschaltung (38) das Vorzeichen und/oder den Nulldurchgang des Signals (S) ermittelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von schienengebundenen Fahrzeugbewegungen auf einem Gleis.
  • Es ist bekannt, zum Erfassen schienegebundener Fahrzeugbewegungen auf einem Gleis Sensorelemente einzusetzen, mittels denen eine Messstrecke aufgebaut wird, um bei der Überfahrt eines oder mehrerer Gleisfahrzeuge deren Gewicht, Radunrundheiten, Radabflachungen, Fahrgeschwindigkeiten, Anzahl der Achsen und dergleichen zu ermitteln. Insbesondere zum Zählen der Achsen und der Ermittlung der Fahrtrichtung sind induktiv wirkende Sensoren bekannt. Diese auch als Schienenschalter oder Radsensor bezeichneten Sensoren werden im Bereich des Schienenkopfes einer Schiene angeordnet, um von vorbeifahrenden Rädern, insbesondere deren Spurkränze, ausgehende Beeinflussungen elektromagnetischer Felder, induziert zu werden. Derartige induktive Sensoren sind relativ anfällig für Umgebungseinflüsse und für vom zu detektierenden Schienenfahrzeug ausgehenden Störeinflüssen, beispielsweise durch elektrische Komponenten der Schienenfahrzeuge.
  • Aus DE 43 27 674 C2 ist eine Einrichtung zum Erfassen vorzugsweise schnell laufender Eisenbahnräder bekannt, mit der die auf einem Gleisabschnitt fahrenden Achsen gezählt und deren Geschwindigkeit und Fahrtrichtung gemessen wird. Dazu ist ein durch zwei Raderfassungspunkte begrenzter Gleisabschnitt mit jeweils zwei beabstandeten Raddetektoren mindestens an jedem Raderfassungspunkt versehen. Die Raddetektoren können dabei nach unterschiedlichen physikalischen Prinzipien arbeiten. Dies können sowohl mechanische Schalteinrichtungen, Wirbelstromaufnehmer oder optische Schalteinrichtungen sein. Beim Durchfahren eines Fahrzeugrades an einem der beiden Raderfassungspunkten werden durch die beiden Raddetektoren zwei nacheinander folgende elektrischen Signale erzeugt, die eine für den Gleisabschnitt vorgesehenen Auswerteeinrichtung zugeführt werden.
  • Ferner sind aus DE 103 04 008 A1 , DE 103 47 812 A1 und DE 10 2004 017 613 B4 Vorrichtungen zur Messung von Schienenbelastungen innerhalb einer vorgehenden Messstrecke bekannt, bei denen Kraftmessaufnehmer zum Einsatz kommen, die Dehnungsmessstreifen aufweisen, mittels denen Scherkräfte und/oder Schubkräfte aufgenommen werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben mittels denen in einfacher und zuverlässiger Weise schienengebundene Fahrzeugbewegungen auf einem Gleis erfasst werden können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass wenigstens ein Sensorelement an einer Schiene angeordnet ist, wobei das zumindest eine Sensorelement auf die Schiene zwischen zwei ortsfeste Auflager wirkende Vertikalkräfte erfasst, eine Auswerteschaltung zur Auswertung der durch das wenigstens eine Sensorelement erfassten, der Vertikalkraft entsprechenden Signale vorgesehen ist, wobei die Auswerteschaltung das Vorzeichen und/oder einen Nulldurchgang des Signals ermittelt, ist in einfacher Weise möglich, schienengebundene Fahrzeugbewegungen zu erfassen. Insbesondere dadurch, dass eine Auswertung des Vorzeichens und/oder des Nulldurchganges erfolgt, kann auf eine Absolutwertmessung verzichtet werden. Hierdurch wird die Genauigkeit der Vorrichtung wesentlich erhöht, da die Absolutwertmessung beeinflussende Störgrößen unberücksichtigt bleiben können. Durch die Auswertung der Nulldurchgänge und/oder der Vorzeichen des Signals lässt sich in einfacher Weise zur Auswertung der Signale und damit zur Erfassung der schienengebundenen Fahrzeugbewegungen eine Logikschaltung mit einfachem Aufbau einsetzen. Dadurch, dass nunmehr nur noch dem Signal innenwohnende Grundinformationen, also nicht dessen absolute Wertinformation ausgewertet wird, wird die Erfassung einfach, schnell, zuverlässig und sicher möglich. Selbst Störeinflüsse, welche die Absolutwertmessung beeinträchtigen führen nicht zu einer Verfälschung der Ergebnisse.
  • Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren mit den im Anspruch 6 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die auf eine Schiene zwischen zwei ortsfesten Auflagern einwirkende Vertikalkraft gemessen wird, ein der gemessenen Vertikalkraft entsprechendes Signal ausgewertet wird, wobei das Vorzeichen und/oder ein Nulldurchgang des Signals ermittelt wird, ist vorteilhaft möglich mit einfachen messtechnischen Aufbau eine schienengebundene Fahrzeugbewegung, insbesondere eine Anzahl die Messstelle überfahrenden Achsen und die Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs zu detektieren. Mittels des Nulldurchganges des Signals kann entsprechend der Anzahl der Nulldurchgänge die Anzahl der Achsen ermittelt werden, während das Vorzeichen des Signals die Fahrtrichtung der Achsen anzeigt.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung schienengebundener Fahrzeugbewegungen;
  • 2 schematisch eine stark vergrößerte Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung;
  • 3 ein Signalverlauf;
  • 4 die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Streckenabschnitt;
  • 5 die Darstellung einer Achszählung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
  • 6 und 7 den möglichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 1 zeigt schematisch ein Gleis 10, wobei hier eine Schiene 12 und Schwellen 14 des Gleises 10 dargestellt sind. Die Schiene 12 ist bekanntermaßen über Schraubverbindungen 16 auf den Schwellen 14 befestigt. Die Schwellen 14 bilden somit ortsfeste Auflager für die Schiene 12. In der Mitte zwischen zwei Schwellen 14, einem sogenannten Schwellenfach, ist eine insgesamt mit 18 bezeichnete Vorrichtung zur Erfassung schienengebundener Fahrzeugbewegungen auf dem Gleis 10 angeordnet. Auf Aufbau und Funktion der Vorrichtung 18 wird nachfolgend noch näher eingegangen. Bestimmungsgemäß fährt über das Gleis 10 ein Schienenfahrzeug mit wenigstens einer Achse 20 an der Räder 22 befestigt sind. Das Rad 22 rollt über einen Spurkranz 24 in bekannter Weise über die Schienen 12 ab. Das Rad 22 übt auf die Schiene 12 im Bereich des Berührungspunktes zwischen Rad 22 und Schiene 12 eine Kraft FR auf die Schiene 12 aus. Entsprechend der Bewegung des Rades 22 wandert der Einleitungspunkt für die Kraft FR auf der Schiene 12.
  • 2 verdeutlicht die an der Anordnung gemäß 1 wirkenden Kräfte. Zunächst wirkt auf die Schiene 12 an den Schwellen 14 eine Kraft FAL (Auflagerkraft links) und eine Kraft FAR (Auflagerkraft rechts). Ferner wirkt die vom Rad 22 ausgehende Kraft FR auf die Schiene 12. Entsprechend der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges wandert der Einleitungspunkt der Kraft FR auf die Schiene 12. Bei einer angenommenen Fahrtrichtung entsprechend der Dar stellung nach rechts (gemäß Pfeil 26) wandert die Kraft FR von dem Einleitungspunkt der Kraft FAL in Richtung des Einleitungspunktes der Kraft FAR. Die Vorrichtung 18 ist an der Schiene 12 in der Mitte zwischen den Einleitungspunkten der Kräfte FAL beziehungsweise FAR angeordnet. Solange sich die Vorrichtung 18 – in Längserstreckung der Schiene 12 betrachtet – zwischen den Einleitungspunkten der Kraft FR beziehungsweise der Kraft FAR befindet, wird mittels der Vorrichtung 18 eine Querkraft aus der Kraft FR und der Kraft FAR gemessen. Sobald der Einleitungspunkt der Kraft FR eine gedachte Nulldurchgangslinie 28 passiert, befindet sich die Vorrichtung 18 zwischen den Krafteinleitungspunkten der Kraft FR und der Kraft FAL. Ab diesem Moment wird mit der Vorrichtung 18 eine Querkraft aus den Kräften FR und FAL gemessen.
  • Bewegt sich das Schienenfahrzeug und somit das Rad 22 in die entgegengesetzte Richtung, also gemäß der Darstellung in 2 von rechts nach links (gemäß Pfeil 26') befindet sich die Vorrichtung 18 zuerst zwischen den Einleitungspunkten der Kraft FR und der Kraft FAL, nach Passieren der gedachten Nulldurchgangslinie 28 befindet sich die Vorrichtung 18 zwischen den Einleitungspunkten der Kräfte FR und FAR.
  • 3 zeigt den Signalverlauf der Signale die mit der Vorrichtung 18 bei Überrollen eines Rades 22 gemessen wird. Hierbei zeigt 3a den Verlauf des Signals bei Bewegung des Schienenfahrzeuges und somit des Rades 22 in der Papierebene nach rechts und 3b die Bewegung des Schienenfahrzeuges und somit des Rades 22 in der Papierebene nach links. Hier sind die Pfeile 26 und 26', welche die Bewegungsrichtung des Schienenfahrzeuges andeuten, mit dargestellt.
  • In den 3a und 3b ist der Verlauf des Signals S jeweils über der Zeit t aufgetragen. Anhand der 3a wird deutlich, dass das Signal S bei Annäherung an die gedachte Nulllinie 28 (2), wobei der Einleitungspunkt der Kraft FR die Nulllinie 28 zum Zeitpunkt t28 erreicht, zunächst mit einem negativen Vorzeichen ansteigt um dann zum Zeitpunkt t28 in ein Signal S+ mit positivem Vorzeichen umzuschlagen um anschließend wieder auf einen Wert von nahe Null abzufallen.
  • In der 3b wird deutlich, dass bei umgekehrter Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges der Signalverlauf umgekehrt ist, das heißt zunächst steigt das Signal S bis zum Zeitpunkt t28 an um dann zum Zeitpunkt t28 in ein negatives Signal umzuschlagen, um anschließend dann sich dem Nullwert wieder anzunähern.
  • Der Signalverlauf macht deutlich, dass bei Überfahrt eines Rades 22 über die gedachte Nulllinie 28 zunächst ein Nulldurchgang des Signals S erfolgt und abhängig von der Fahrtrichtung das Signal S entweder zunächst von einem negativen Wert auf einen positiven Wert ansteigt oder umgekehrt von einem positiven Wert auf einen negativen Wert abfällt. Somit lässt sich in Auswertung der Signale zunächst über die Anzahl der Nulldurchgänge die Anzahl der die Vorrichtung 18 überrollenden Räder 22 und damit der Achsen eines Schienenfahrzeuges bestimmen. Entsprechend dem Flankenverlauf des Signals, das heißt ob zunächst ein negativer Wert oder zunächst ein positiver Wert sich einstellt, lässt sich darüber hinaus die Fahrtrichtung des Rades 22 und damit des Schienenfahrzeuges über die Vorrichtung 18 ableiten.
  • Durch die Ermittlung der Anzahl der Nulldurchgänge und durch die Auswertung des Vorzeichens des Signals S kann somit in einfacher Weise ermittelt werden, ob ein Schienenfahrzeug den Gleisabschnitt passiert, in dem die Vorrichtung 18 angeordnet ist und wenn ja, wie viele Achsen das Schienenfahrzeug hat und in welche Richtung sich das Schienenfahrzeug bewegt. Hierdurch ergeben sich eine Reihe von Möglichkeiten der Überwachung von Streckenabschnitten eines Gleises, indem die Bewegungsrichtung von Schienenfahrzeugen in diesem Streckenabschnitt und die Anzahl der eingefahrenen Achsen mit der Anzahl der ausgefahren Achsen aus dem Streckenabschnitt verglichen werden, um so eine Überwachung des Streckenabschnittes durchzuführen. Dies kann beispielsweise bei Freigabeschaltungen für nachfolgende Schienenfahrzeuge Verwendung finden.
  • 4 verdeutlicht den Einsatz der Vorrichtungen 18 bei der Überwachung eines Streckenabschnittes 30 eines Gleises 10. Der Streckenabschnitt 30 ist definiert durch einen ersten End- beziehungsweise Anfangspunkt 32 und einen zweiten End- beziehungsweise Anfangspunkt 34. An den End- beziehungsweise Anfangspunkten 32 beziehungsweise 34 sind an jeder Schiene 12 jeweils eine Vorrichtung 18 angeordnet, wie dies anhand der 1 und 2 verdeutlicht wurde. Für die Funktion ist an sich die Anordnung einer Vorrichtung 18 an den Punkten 32 beziehungsweise 34 ausreichend. Aus Redundanzgründen ist jedoch die Anordnung von zwei Vorrichtungen 18 an den Punkten 32 beziehungsweise 34 an den beiden Schienen 12 des Gleises 10 denkbar.
  • Das Gleis 10 wird von einem nicht dargestellten Schienenfahrzeug befahren, von dem hier eine Achse 20 mit zwei Rädern 22 angedeutet ist. Die Achse 20 bewegt sich entsprechend dem Pfeil 26 über das Gleis 10 von A nach B. Hierbei wird der Streckenabschnitt 30 passiert. Am Punkt 32 detektiert die Vorrichtung 18 die einfahrende Achse 20 mit Rädern 22. Ein entsprechendes Signal S wird generiert. Das Signal S hat ein Verlauf wie es in 3a bereits erläutert wurde. Das Signal S hat zunächst ein negatives Vorzeichen, um dann im Nullpunkt (Zeitpunkt t28) in ein Signal mit einem positiven Vorzeichen umzuschlagen. Das Signal S wird über einen Wandler 36 geführt, wobei hier ein digitales Signal generiert wird. Die Generierung erfolgt in einfacher Weise dadurch, dass für ein Signal S mit negativem Vorzeichen der Wert 0 und für ein Signal S mit positiven Vorzeichen ein Wert 1 zugeordnet wird. Bei einfahrender Achse 20 in den Streckenabschnitt 30 über die Vorrichtung 18 entsteht somit ein digitales Signal „01”. Das digitale Signal wird eine Auswerteschaltung 38, beispielsweise einem in einem Leitstand angeordneten zentralen Steuerrechner zugeführt.
  • Verlässt eine Achse 20 den Streckenabschnitt 30 beim Punk 34 wird dort ebenfalls über eine Vorrichtung 18 ein Signal S generiert. Die Fahrtrichtung 26 ist die gleiche wie am Punkt 32 des Streckenabschnitts 30. Insofern ist auch die Form des Signals S die gleiche und es wird über einen Wandler 40 ebenfalls ein digitales Signal mit dem Wert „01” der Auswerteeinheit 38 zugeführt.
  • Die Auswerteeinheit 38 kann nunmehr anhand der eingehenden Anzahl der Signale und des Wertes der Signale ermitteln, wie viele Achsen 20 in den Streckenabschnitt 30 ein- beziehungsweise ausgefahren sind und in welche Richtung sich die Achsen 20 und somit ein entsprechendes Schienenfahrzeug bewegt.
  • Durch einfachen Vergleich der Anzahl der digitalen Signale „01”, die über die Wandler 36 beziehungsweise 40 der Auswerteeinheit 38 zugeführt werden, kann die Anzahl der sich im Streckenabschnitt 30 befindlichen Achsen eines Schienenfahrzeuges ermittelt werden. Anhand des Wertes des Signals, kann gleichzeitig die Fahrtrichtung ermittelt werden. Bei einem Wert „01”, das heißt zunächst ist die Wertzahl 0 dann die Wertzahl 1 im Signal S vorhanden wird deutlich, dass das Schienenfahrzeug den Streckenabschnitt 30 entsprechend dem Pfeil 26 – das heißt gemäß der Darstellung in 4 von links nach rechts – befährt.
  • Befährt ein Schienenfahrzeug den Streckenabschnitt 30 in umgekehrter Richtung, das heißt entsprechend dem Pfeil 26' – wie in 4 unten dargestellt – werden über die Vorrichtung 18 ebenfalls entsprechende Signale über die Wandler 36 beziehungsweise 40 der Auswerteeinheit 38 zugeführt. Durch das Überfahren der Vorrichtung 18 aus der entgegengesetzten Richtung erhalten die Signale S die Werte „10”. Das heißt zunächst hat das Signal S ein positives Vorzeichen, um dann über den Nulldurchgang in ein Signal mit negativem Vorzeichen überzugehen. Über die Auswerteeinheit 38 kann wiederum die Anzahl der eingehenden Signale von den Vorrichtungen 18 an den Punkten 34 beziehungsweise 32 des Streckenabschnittes 30 verglichen werden, um festzustellen wie viele Achsen 20 eines Schienenfahr zeuges sich im Streckenabschnitt 30 befinden. Über den Wert des Signals S, hier also „10” wird gleichzeitig die Fahrtrichtung detektiert.
  • 4 verdeutlicht anschaulich, wie mit einfachen Mittel das Befahren eines Steckenabschnittes 30 eines Gleises 10 überwacht werden kann. Durch einfache digitale Signale, die zwei Wertzustände annehmen können, kann über eine entsprechend einfach aufgebaute Logikschaltung die Anzahl und die Fahrtrichtung von den Streckenabschnitt 30 befahrenden Schienenfahrzeugen ermittelt und für weitere Steuerungs- beziehungsweise Überwachungsaufgaben zur Verfügung gestellt werden.
  • Anhand der schematischen Darstellung in 5 wird der Verlauf eines Signals S über der Zeit t verdeutlicht, wenn ein Zug 42 über eine an einer Schiene 12 angeordnete Vorrichtung 18 fährt. Der Zug 42 besteht beispielsweise aus einem Zugfahrzeug 44 (Lokomotive) und sechs angehängten Waggons 46. Insgesamt verfügt der Zug 42 über zweiundzwanzig Achsen 20 mit entsprechender Anzahl von Rädern 22. Entsprechend der Erläuterungen zu den 1 bis 4 wird in der Vorrichtung 18 ein Signals S generiert, wenn eine Achse 20 mit den Rädern 22 über die Vorrichtung 18 rollt. Das Signal S hat den der Fahrzeugrichtung 26 entsprechenden Verlauf, das heißt zunächst hat das Signal S ein negatives Vorzeichen um dann im Nullpunkt in ein Signal mit positivem Vorzeichen umzuspringen, um anschließend wieder den Wert Null anzunehmen. Entsprechend der Anzahl der Achsen, hier zweiundzwanzig Achsen 20 ergeben sich über der Zeit t ein entsprechender Gesamtverlauf des Signals S mit der entsprechenden Anzahl von Nulldurchgängen. Die Anzahl der Nulldurchgänge entspricht – wie bereits erläutern – der Anzahl der Achsen 20. Über den Phasenverlauf des Signals S kann – wie bereits auch erläutert – auf die Fahrtrichtung 26 geschlossen werden.
  • Anhand der beispielhaften Darstellung in 5 wird deutlich, dass das Signal S bei jeder Achse 20 welche die Vorrichtung 18 überfährt eine unterschiedlich große Amplitude aufweist. Dies kann von unterschiedlichen Gewichten der Waggons 46 oder gegebenenfalls Unrundheiten an den Rädern 22 herrühren. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise erfindungsgemäßen Verfahren ist die Amplitude des Signals S nicht entscheidend. Hier kommt es nur auf die Anzahl der Nulldurchgänge und auf den grundsätzlichen vorzeichenbehafteten Phasenverlauf des Signals S an. Alle die Amplitude beeinflussenden Störfaktoren können bei der Ermittlung der Anzahl der in ein Streckenabschnitte 30 einfahrenden Achsen beziehungsweise der Feststellung deren Fahrtrichtung unberücksichtigt bleiben. Um eine zusätzliche Sicherheit einzubauen, kann ein Schwellwert 48 festgelegt werden, der erfahrungsgemäß immer durch eine überrollende Achse 20 überschritten wird. Auf die Höhe der Überschreitung kommt es hierbei nicht an.
  • Anhand der 6 und 7 wird beispielhaft der mögliche Aufbau einer Vorrichtung 18 zum Generieren der Signale S dargestellt. 6 zeigt stark vereinfachter Darstellung eine Schiene 12, die durch die Kraft FR eines Rades 22 zwischen zwei Auflagern eine Durchbiegung erfährt. Die Schiene 12 umfasst hierbei eine neutrale Faser 50 die einen Bereich 52 oberhalb der neutralen Faser 50 von einem Bereich 54 unterhalb der neutralen Faser 50 trennt. Im Bereich 52 wird die Schiene 12 bei Durchbiegung gestaucht, während im Bereich 54 die Schiene 12 bei Durchbiegung gestreckt wird. Mittels der Vorrichtung 18 kann die Stauchung im Bereich 52 beziehungsweise die Streckung im Bereich 54 erfasst werden. Hierzu ist die Vorrichtung 18 auf beziehungsweise in der Nähe der neutralen Faser 50 der Schiene 12 angeordnet. Da es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht auf einer exakten Erfassung der Amplituden der Signale S ankommt, ist es ausreichend, wenn die Vorrichtung 18 lediglich im Bereich der neutralen Faser 50 angeordnet ist. Eine exakte Ausjustierung der Vorrichtung 18 auf die neutrale Faser 50 ist nicht erforderlich, hierdurch wird die Montage und der Aufwand zum Einsatz der Vorrichtung 18 wesentlich vereinfacht.
  • 7 verdeutlicht, dass die Vorrichtung 18 ein Sensorelement 56 umfasst, das in einer Brückenschaltung verschaltete Dehnmessstreifen 58 zur Messung der Schubspannung im Bereich der neutralen Faser 50 aufweist. Aufbau und Funktion eines Sensorelementes 56 mit in Brückenschaltung verschalteten Dehnmessstreifen 58 sind grundsätzlich dem Fachmann bekannt, so dass an dieser Stelle auf Einzelheiten nicht eingegangen werden soll. An der Brückenschaltung liegt eine Eingangsspannung UE an. Bei Durchbiegung der Schiene wird die Brückenschaltung entsprechend der Stauchung der Schiene 12 im Bereich 52 beziehungsweise der Streckung der Schiene 12 im Bereich 54 verstimmt. Diese Verstimmung der Brückenschaltung führt zu einer Änderung der Ausgangsspannung UA. Des Sensorelement 56 ist hierbei so angeordnet, dass die Änderung der Ausgangsspannung UA zu dem bereits erläuterten Verlauf des Signals S führt.
  • Die Vorrichtung 18 kann selbstverständlich auch auf anderen Sensorprinzipien aufbauen, zum Beispiel mit einem einzelnen Dehnungsmessstreifen-Messgitter als Viertelbrücke in 45°-Orientierung zur Längsachse der Schiene. Neben Dehnmessstreifen können beispielsweise auch optische Sensoren, akustische Sensoren oder dergleichen eingesetzt werden. Wichtig ist, dass diese Sensoren in einfacher Weise den Nulldurchgang und das Vorzeichen des Signals S generieren.
  • 10
    Gleis
    12
    Schiene
    14
    Schwelle
    16
    Schraubverbindung
    18
    Vorrichtung zur Erfassung der schienengebundenen Fahrzeugbewegung
    20
    Achse
    22
    Rad
    24
    Spurkranz
    26
    Pfeil (Fahrtrichtung)
    28
    Nulldurchgangslinie
    30
    Streckenabschnitt
    32
    1. End-/Anfangspunkt
    34
    2. End-/Anfangspunkt
    36
    Wandler
    38
    Auswerteeinheit
    40
    Wandler
    42
    Zug
    44
    Lokomotive
    46
    Waggons
    48
    Schwellwert
    50
    neutrale Faser
    52
    Bereich (oberhalb)
    54
    Bereich (unterhalb)
    56
    Sensorelement
    58
    Dehnmessstreifen
    FR
    Kraft
    FAL
    Auflagerkraft links
    FAR
    Auflagerkraft rechts
    S
    Signal
    t
    Zeit
    UE
    Eingangsspannung
    UA
    Ausgangsspannung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4327674 C2 [0003]
    • - DE 10304008 A1 [0004]
    • - DE 10347812 A1 [0004]
    • - DE 102004017613 B4 [0004]

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Erfassung von schienengebundenen Fahrzeugbewegungen auf einem Gleis, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensorelement (56) an einer Schiene (12) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine Sensorelement (56) zwischen zwei ortsfesten Auflagern (14) wirkende Vertikalkräfte erfasst, mit einer Auswerteschaltung (38) zur Auswertung der durch das Sensorelement (56) erfassten, der Vertikalkraft entsprechenden Signale (S), wobei die Auswerteschaltung (38) das Vorzeichen und/oder den Nulldurchgang des Signals (S) ermittelt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensorelement (56) an einem Anfangspunkt (32) eines Streckenabschnitts (30) des Gleises (10) und wenigstens ein Sensorelement (56) an einem Endpunkt (34) des Streckenabschnitts (30) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (56) auf beziehungsweise in der Nähe einer neutralen Faser (50) der Schiene (12) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (56) zu einer Brückenschaltung verschaltete Dehnungsmessstreifen (58) aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessstreifen (58) derart auf beziehungsweise in der Nähe der neutralen Faser (50) angeordnet sind, dass eine Stauchung beziehungsweise eine Streckung von Bereichen (52, 54) der Schiene (12) zu einer Verstimmung der Brückenschaltung der Dehnungsmessstreifen (58) führt.
  6. Verfahren zum Erfassen schienengebundener Fahrzeugbewegungen (26) auf einem Gleis (10), dadurch gekennzeichnet, dass die auf einer Schiene (12) zwischen zwei ortsfesten Auflagern (14) einwirkende Vertikalkraft gemessen wird, ein der gemessenen Vertikalkraft entsprechendes Signal (S) ausgewertet wird, wobei das Vorzeichen und/oder ein Nulldurchgang des Signals (S) ermittelt und ausgewertet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querkraft aus der Kraft (FR) des Rades (22) eines Schienenfahrzeuges und den Auflagerkräften (FAL, FAR) gemessen wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (S) in ein digitales Signal gewandelt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die digitalen Signale (S) zweier beabstandet angeordneter Sensorelemente (56) miteinander logisch verknüpft werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Anzahl der Nulldurchgänge des Signals (S) die Anzahl der Achsen (20) eines Schienenfahrzeuges ermittelt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Vorzeichenverlauf des Signals (S) die Fahrtrichtung des Schienefahrzeuges ermittelt wird.
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