DE102011102865B3

DE102011102865B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit einer Sensorik für die Wirbelstromprüfung

Info

Publication number: DE102011102865B3
Application number: DE201110102865
Authority: DE
Inventors: Peter Radde
Original assignee: Rohmann GmbH
Current assignee: Rohmann GmbH
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2031-06-01
Also published as: WO2012163314A1

Abstract

Zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit und/oder der Ortsgenauigkeit und/oder zur Kalibrierung einer Sensorik für die Wirbelstromprüfung einer verlegten Eisenbahnschiene (14) wird ein flexibler Träger aus elektrisch nicht leitfähigem Material, auf dessen Unterseite ein Stück Draht und/oder ein schmaler Streifen (20) Folie aufgeklebt ist, lose über die Eisenbahnschiene (14) gelegt, so daß er sich an deren Schienenkopf (12) anschmiegt, und an herabhängenden Partien beidseits der Eisenbahnschiene (14) beschwert. Der Draht und/oder die Folie erstreckt sich quer über den Schienenkopf (12). Er/sie besteht aus elektrisch leitfähigem Material, dessen Leitfähigkeit von der der Eisenbahnschiene (14) signifikant verschieden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit und/oder der Ortsgenauigkeit und/oder zur Kalibrierung einer Sensorik für die Wirbelstromprüfung einer verlegten Eisenbahnschiene.
Ein solches Verfahren, bei dem ein Stück Draht oder ein schmaler Streifen Folie aus elektrisch leitfähigem Material, dessen Leitfähigkeit von der der Eisenbahnschiene signifikant verschieden ist, an der Schiene positioniert wird, ist aus der DE 10 2007 003 696 A1 bekannt.
Aus der DE 42 17 681 C3 ist eine Radsatzdiagnoseeinrichtung zur Überwachung vorbeifahrender Eisenbahnfahrzeuge bekannt.
Aus der DE 698 38 011 T2 ist eine handhaltbare Wirbelstromsonde zum Detektieren fehlerhafter Stellen in elektrisch leitenden Artikeln bekannt.
Verlegte Eisenbahnschienen unterliegen im laufenden Betrieb einem Verschleiß, der die Ausbildung typischer Fehlstellen zur Folge hat. Exemplarisch erwähnt seien Squats und Head Checks. Squats sind unterhalb der Schienenoberseite liegende flächige Trennungen, die vorwiegend parallel zur Oberfläche verlaufen. Head Checks sind schräg liegende Risse im Bereich der Fahrkante, die vorwiegend in den Bögen an der Außenschiene auftreten. Auch können Eisenbahnschienen dellenartige Fehlstellen haben, die durch den Schlupf der Räder beim Anfahren oder Bremsen auftreten.
Materialfehler können an Eisenbahnschienen zu Rissen von mehreren mm Tiefe führen. Es wird angestrebt, in einem automatisierten Prüfablauf Fehlstellen an verlegten Eisenbahnschienen zu erkennen, exakt zu lokalisieren und in ihrem Gefährdungspotential zu bewerten, wofür einer quantitativen Erfassung der Rißtiefe große Bedeutung zukommt.
Zu prüfende Eisenbahnschienen werden mit einem schienengebundenen Fahrzeug abgefahren, das eine Wirbelstrom-Prüfsonde mit sich führt. Angestrebt wird eine Fahrgeschwindigkeit von mehreren zig Kilometern, wenn nicht hundert Kilometern und mehr pro Stunde, eine Fehlstellendetektionstiefe von mehreren mm und eine so hohe Genauigkeit der Fehlstellenlokalisierung, daß sich eine jede Fehlstelle garantiert wieder auffinden läßt.
Es gilt, im laufenden Schienenprüfbetrieb zu überwachen, daß die Wirbelstrom-Prüfsonde funktionstüchtig ist, daß ihre Kalibrierung stabil ist und daß die Fehlstellenlokalisierung stimmt. Genauer gesagt:

1) Es muß überwacht werden, ob die Prüfsonde kein Fehlstellensignal liefert, weil keine Fehlstelle vorliegt, oder weil sie ausgefallen ist.
2) Es muß überwacht werden, ob das Fehlstellensignal der Prüfsonde mit dem korreliert, was tatsächlich als Fehlstelle vorliegt.
3) Das Fehlstellensignal der Prüfsonde muß auf Ortsgenauigkeit überwacht werden, damit eine angezeigte Fehlstelle verläßlich wiedergefunden wird.

Die Herausforderung bei alledem liegt in der Überwachung des laufenden Schienenprüfbetriebs. Im Labor kann man einen Prüfkörper ansägen oder seine Oberfläche funkenerodieren, um eine künstliche Fehlstelle zu erzeugen, und die Prüfsonde daran kalibrieren. Wegen des Gefährdungspotentials ist das bei einer verlegten Eisenbahnschiene gänzlich undenkbar.
Zur Überwachung der Wirbelstrom-Prüfsonde sieht die DE 10 2007 003 696 A1 vor, ein Stück Draht oder einen schmalen Streifen Folie auf die Eisenbahnschiene zu kleben. Draht und/oder Folie bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, dessen elektrische Leitfähigkeit von der der Schiene signifikant verschieden ist. Mit dem Draht und/oder der Folie wird ein Riß in der Schiene simuliert. Die Prüfsonde muß entsprechend reagieren und ein Orts- und vermeintliches Rißtiefensignal liefern.
Das Verfahren nach der DE 10 2007 003 696 A1 zeichnet sich durch einen geringen Aufwand aus. Es ist bar jeden Gefährdungspotentials, und es funktioniert höchst verläßlich. Doch haben sich in der Praxis auch Defizite herausgestellt.
Die Klebeverbindung zwischen der Eisenbahnschiene und dem Draht und/oder der Folie ist nicht immer leicht herzustellen, speziell wenn die Schiene naß ist. Selbstverständlich kann die Schiene trocken gewischt werden. Das ist aber umständlich. Bisweilen läßt die Haltbarkeit der Klebeverbindung zu wünschen übrig.
Nach einmaligem Überfahren mit einem schienengebundenen Fahrzeug ist der aufgeklebte Draht und/oder die aufgeklebte Folie normalerweise abgerissen oder sonstwie zerstört. Die Überwachung der Wirbelstrom-Prüfsonde ist also ein einmaliger Vorgang, der sich mit dem gleichen Material nicht wiederholen läßt.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren nach der DE 10 2007 003 696 A1 in der Handhabung noch einfacher und mit dem gleichen Material wiederholbar zu gestalten. Des weiteren soll eine unaufwendige, einfach und bequem zur handhabende, mehrfach verwendbare Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß ein flexibler Träger aus elektrisch nicht leitfähigem Material, auf den der Draht und/oder die Folie aufgebracht ist/sind, lose über die Eisenbahnschiene gelegt wird, so daß er sich an deren Schienenkopf anschmiegt und mit beschwerten Partien beidseits von der Eisenbahnschiene herabhängt.
Erfindungsgemäß entfällt die Klebeverbindung zwischen der Eisenbahnschiene und dem Draht und/oder der Folie. Der Träger mit dem Draht und/oder der Folie daran liegt lose über der Eisenbahnschiene. Der Träger wird durch die beidseitige Beschwerung festgehalten. Eine mehrfache Verwendung des Trägers ist möglich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Träger so über die Eisenbahnschiene gelegt, daß sich der Draht und/oder die Folie gerade und quer zu der Längsrichtung der Eisenbahnschiene über deren Schienenkopf erstreckt/erstrecken.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Träger so über die Eisenbahnschiene gelegt, daß der Draht und/oder die Folie über die seitliche Krümmungspartie des Schienenkopfs an der Innenseite der Eisenbahnschiene reicht/reichen. An dieser Stelle findet die Detektion von Fehlstellen verlegter Eisenbahnschienen hauptsächlich und mit der höchsten Genauigkeit statt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Träger so über die Eisenbahnschiene gelegt, daß sich der Draht und/oder die Folie an der Unterseite des Trägers befindet/befinden, die mit dem Schienenkopf in Anlage kommt. Der Draht und/oder die Folie wird so von dem Träger abgedeckt und geschützt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Träger so über die Eisenbahnschiene gelegt, daß sich Stangen, die die von der Eisenbahnschiene herabhängenden Partien des Trägers beschweren, parallel zu der Schienenlängsrichtung erstrecken.
Die apparative Lösung der genannten Aufgabe besteht in einer Vorrichtung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit und/oder der Ortsgenauigkeit und/oder zur Kalibrierung einer Sensorik für die Wirbelstromprüfung einer verlegten Eisenbahnschiene mit einem flexiblen Träger aus elektrisch nicht leitfähigem Material, auf den ein Stück Draht und/oder ein schmaler Streifen Folie aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht ist/sind, dessen Leitfähigkeit von der einer Eisenbahnschiene signifikant verschieden ist, wobei der Träger so lang ist, daß er lose über den Schienenkopf der Eisenbahnschiene daran angeschmiegt liegend beidseits von der Eisenbahnschiene herabhängt, und wobei die herabhängenden Partien des Trägers beschwert sind.
Bei dem verwendeten Draht kann es sich um Lotdraht oder Kupferdraht handeln. Die verwendete Folie ist vorzugsweise Aluminiumfolie.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der Draht und/oder die Folie gerade und so lang, daß er/sie quer zu der Schienenlängsrichtung über die seitliche Krummungspartie des Schienenkopfs an der Innenseite der Eisenbahnschiene reicht/reichen. An dieser Stelle findet die Detektion von Fehlstellen verlegter Eisenbahnschienen hauptsächlich und mit der höchsten Genauigkeit statt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der Draht und/oder die Folie in Trägerbreite außermittig auf den Träger aufgebracht. Das dient der Materialersparnis. Man kommt so mit einem kurzen Stuck Draht und/oder einem kurzen Streifen Folie aus, das/der über die seitliche Krümmungspartie des Schienenkopfs nur an der Innenseite, nicht aber an der Außenseite der Eisenbahnschiene reicht. Für die Verwendung an der linken bzw. rechten Schiene eines Eisenbahngleises bedarf es nur eines Umschlagens, d. h. einer Links-Rechts-Vertauschung des Trägers.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind mehrere parallele Stücke Draht und/oder Streifen Folie auf den Träger aufgebracht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stücke Draht verschieden dick und/oder die Streifen Folie verschieden breit. Dadurch werden Fehlstellen von unterschiedlicher Tiefe simuliert. Der Draht ist um so dicker, und der Streifen Folie um so breiter zu wählen, je vermeintlich tiefer die zu simulierende Fehlstelle erscheinen soll.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist/sind das/die Stücke) Draht und/oder der/die Streifen Folie mit dem Träger verklebt. Aluminiumfolie mit einer Schicht Klebstoff ist als Rollenware handelsüblich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger mit beidseits daran angebrachten Stangen beschwert. Vorzugsweise sind die Stangen segmentiert. Die Stangensegmente können den Träger klemmend zwischen sich aufnehmen und durch den Träger hindurch miteinander vernietet oder verschraubt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Träger aus Kunststoff-Folie.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Abbildungen zeigen eine Eisenbahnschiene mit einem darüber gelegten Stück Kunststoff-Folie, und zwar gemäß
1 in isometrischer Ansicht;
2 in Vorderansicht;
3 in Seitenansicht; und
4 in Draufsicht von oben.
Das Stück Kunststoff-Folie 10 ist von länglich-rechteckigem Grundriß. Es ist lose über den Schienenkopf 12 der Eisenbahnschiene 14 gelegt und so lang, daß es beidseits von der Schiene 14 herabhängt, ohne auf deren Schotterbett aufzuliegen. Die herabhängenden Partien der Kunststoff-Folie 10 sind mit beidseits daran angebrachten Rundstangen 16 beschwert, die sich in Schienenlängsrichtung erstrecken.
Die Stangen 16 sind mittig segmentiert. Ihre halbkreisförmig profilierten Segmente nehmen die Kunststoff-Folie 10 mit ihren Flachseiten klemmend zwischen sich auf. Die Segmente sind durch die Kunststoff-Folie 10 hindurch miteinander verschraubt 18.
Auf die Kunststoff-Folie 10 ist ein Streifen 20 Aluminiumfolie aufgeklebt. Die Kunststoff-Folie 10 ist so über die Eisenbahnschiene 14 gelegt, daß der Streifen 20 Aluminiumfolie an der Unterseite der Kunststoff-Folie 10 oben über dem Schienenkopf 12 zu liegen kommt. Der Streifen 20 erstreckt sich quer zu der Längsrichtung der Eisenbahnschiene 14.
Wie man am besten in 4 erkennt, ist der Streifen 20 in Schienenlängsrichtung gesehen mittig an der Kunststoff-Folie 10, über deren Breite gesehen aber außermittig an der Kunststoff-Folie 10 plaziert. Der Streifen 20 nimmt weniger als die volle Breite des Schienenkopfs 12 ein und reicht über dessen seitliche Krümmungspartie nur an der Innenseite der Eisenbahnschiene 14.
Bezugszeichenliste

10: Kunststoff-Folie
12: Schienenkopf
14: Eisenbahnschiene
16: Stange
18: Schraube
20: Streifen

Claims

Verfahren zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit und/oder der Ortsgenauigkeit und/oder zur Kalibrierung einer Sensorik für die Wirbelstromprüfung einer verlegten Eisenbahnschiene (14), bei dem ein Stück Draht und/oder ein schmaler Streifen (20) Folie aus elektrisch leitfähigem Material, dessen Leitfähigkeit von der der Eisenbahnschiene (14) signifikant verschieden ist, an der Eisenbahnschiene (14) positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibler Träger aus elektrisch nicht leitfähigem Material, auf den der Draht und/oder die Folie aufgebracht ist/sind, lose über die Eisenbahnschiene (14) gelegt wird, so daß er sich an deren Schienenkopf (12) anschmiegt und mit beschwerten Partien beidseits von der Eisenbahnschiene (14) herabhängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger so über die Eisenbahnschiene (14) gelegt wird, daß sich der Draht und/oder die Folie gerade und quer zu der Längsrichtung der Eisenbahnschiene (14) über deren Schienenkopf (12) erstreckt/erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger so über die Eisenbahnschiene (14) gelegt wird, daß der Draht und/oder die Folie über die seitliche Krümmungspartie des Schienenkopfs (12) an der Innenseite der Eisenbahnschiene (14) reicht/reichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger so über die Eisenbahnschiene (14) gelegt wird, daß sich der Draht und/oder die Folie an der Unterseite des Trägers befindet/befinden, die mit dem Schienenkopf (12) in Anlage kommt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger so über die Eisenbahnschiene (14) gelegt wird, daß sich Stangen (16), die die von der Eisenbahnschiene (14) herabhängenden Partien des Trägers beschweren, parallel zu der Schienenlängsrichtung erstrecken.
Vorrichtung zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit und/oder der Ortsgenauigkeit und/oder zur Kalibrierung einer Sensorik für die Wirbelstromprüfung einer verlegten Eisenbahnschiene (14) mit einem flexiblen Träger aus elektrisch nicht leitfähigem Material, auf den ein Stück Draht und/oder ein schmaler Streifen (20) Folie aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht ist/sind, dessen Leitfähigkeit von der einer Eisenbahnschiene (14) signifikant verschieden ist, wobei der Träger so lang ist, daß er lose über den Schienenkopf (12) der Eisenbahnschiene (14) daran angeschmiegt liegend beidseits von der Eisenbahnschiene (14) herabhängt, und wobei die herabhängenden Partien des Trägers beschwert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht und/oder die Folie gerade und so lang ist/sind, daß er/sie quer zu der Schienenlängsrichtung über die seitliche Krümmungspartie des Schienenkopfs (12) an der Innenseite der Eisenbahnschiene (14) reicht/reichen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht und/oder die Folie in Trägerbreite außermittig auf den Träger aufgebracht ist/sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallele Stücke Draht und/oder Streifen (20) Folie auf den Träger aufgebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stücke Draht verschieden dick und/oder die Streifen (20) Folie verschieden breit sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht und/oder die Folie mit dem Träger verklebt ist/sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit beidseits daran angebrachten Stangen (16) beschwert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (16) segmentiert sind, und daß die Stangensegmente den Träger klemmend zwischen sich aufnehmen und durch den Träger hindurch miteinander vernietet oder verschraubt (18) sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Kunststoff-Folie (10) besteht.