DE102014205428A1

DE102014205428A1 - Radsensor

Info

Publication number: DE102014205428A1
Application number: DE102014205428.1A
Authority: DE
Inventors: Jens-Harro Oechsner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2015-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radsensor, insbesondere für eine Gleisfreimeldeanlage, mit einem Messwertgeber zur Erfassung der ein Gleis überfahrenden Räder eines Schienenfahrzeuges. Ein besonders einfacher Messwertgeber, der universell einsetzbar ist, insbesondere auch für nicht metallische Radreifen, ist erfindungsgemäß als Wiegesystem ausgebildet. Dieses Wiegesystem kann auch zur Plausibilisierung der Messwerte eines bekannten Radsensors verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radsensor, insbesondere für eine Gleisfreimeldeanlage, mit einem Messwertgeber zur Erfassung der ein Gleis überfahrenden Räder eines Schienenfahrzeuges.
Radsendoren werden im Bahnwesen für die Gleisfreimeldung, aber auch für andere Schalt- und Meldeaufgaben eingesetzt. Dabei wird überwiegend die magnetfeldbeeinflussende Wirkung der Eisenräder des Schienenfahrzeuges ausgenutzt. Mttels am Gleiskörper angebrachter induktiver Sensoren, die ein spezifisches Magnetfeld erzeugen, lässt sich die Rückwirkung der Eisenräder erfassen, wobei mit jeder Raderfassung ein Radimpuls registriert wird. Die Anzahl der Radimpulse gibt im Zusammenwirken mit einem weiteren Radsensor Auskunft über den Belegungszustand des dazwischenliegenden Gleisabschnittes. Diese Gleisfreimeldung stellt ein wesentliches Entscheidungskriterium für die Steuerung von Weichen und Signalen dar. Anhand des Belegungszustandes von Gleisabschnitten wird die Entscheidung getroffen, ob ein Schienenfahrzeug in diesen Gleisabschnitt einfahren darf oder nicht. Folglich müssen Radsensoren extrem hohen Zuverlässigkeitsanforderungen genügen. Es ist sicherzustellen, dass die die Radsensoren überfahrenden Eisenräder der Schienenfahrzeuge von den Sensoren fehlerfrei erfasst werden.
Radsensoren lassen sich unter anderem nach ihrem Wirkungsprinzip unterscheiden. Bei einem sogenannten Näherungsschalter oder Spurkranzdetektor befinden sich Sender und Empfänger auf der gleichen Schienenseite, während sich bei einem schienenumgreifenden System Sender und Empfänger an beiden Seiten der Schiene gegenüberliegen. Durch das überfahrende Rad entsteht in der Auswerteeinrichtung des Radsensors eine Empfangsspannung in Form einer Abrollkurve oder Glockenkurve.
Weit verbreitet sind schienenumgreifende Systeme mit getrenntem Sender und Empfänger, wobei trotz Zweikanaligkeit nur eine Sendefrequenz benutzt wird und bei Radüberfahrt eine Signalpegelerhöhung resultiert, die nach der Radüberfahrt wieder auf den Ruhewert absinkt.
Bei allen bekannten Radsensoren muss ein enormer Aufwand bei der Signalaufbereitung, -verarbeitung und -auswertung betrieben werden. Die dazu notwendigen Algorithmen müssen baulich bedingte Konstruktionen der Schienenfahrzeuge, zum Beispiel heruntergeklappte Einstiegstreppen aus Metall, berücksichtigen, um Fehlzählungen und Fehlinterpretationen möglichst zu vermeiden. Dazu ist eine erhebliche Rechenleistung erforderlich, wobei die Fehlerquote dennoch hoch sein kann. Nachteilig ist darüber hinaus, dass induktiv wirkende Radsensoren nur Eisenräder, nicht aber zum Beispiel Gummiräder erfassen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radsensor mit einem einfacheren Messwertgeber anzugeben, der eine zuverlässige und sichere Auswertung ermöglicht, wobei universelle Anwendbarkeit anzustreben ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Messwertgeber als Wiegesystem ausgebildet ist.
Durch das Wiegesystem wird die Belastung des Radreifens und damit die Befahrung erfasst. wodurch eine einfache algorithmische Auswertung sicher und schnell möglich ist. Dazu wird eine Gewichts-Messkurve aufgenommen, die eindeutig das Hinein- und Herausrollen des Radreifens darstellt. Jeder einzelne Radreifen kann sicher identifiziert werden, so dass Fehlzählungen und Fehlinterpretationen verringert werden. Das Wiegesystem detektiert neben dem Gewicht gegebenenfalls auch Pendelbewegungen des Radreifens. Dadurch ergibt sich eine weitere Erhöhung der Funktionssicherheit des Radsensors. Darüber hinaus ist der als Wiegesystem ausgebildete Messwertgeber universell, das heißt für jede Art von Radreifen, insbesondere auch für gummibereifte Schienenfahrzeuge, einsetzbar.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist gemäß Anspruch 2 vorgesehen, dass das Wiegesystem zur Plausibilisierung der Messwerte eines bekannten Radsensors ausgebildet ist. Durch gemeinsame algorithmische Auswertung der Daten des herkömmlichen Messwertgebers und des Wiegesystems kann jeder einzelne Radreifen sicher identifiziert werden, wodurch Fehlzählungen und Fehlinterpretationen ausgeschlossen werden können. Durch das Wiegesystem zur Plausibilisierung des mittels eines herkömmlichen Achszählers oder Doppelkontaktes erkannten Radreifens kann letztlich auch die übliche Verschaltung mehrerer herkömmlicher Radsensoren zur sicherheitstechnischen Detektion eines Überfahrpunktes oder Zählpunktes vereinfacht werden.
Vorzugsweise ist das Wiegesystem gemäß Anspruch 3 in das Gehäuse des bekannten Radsensors integriert. Auf diese Weise befindet sich nur ein einziges Gehäuse direkt an der Schiene, wohingegen die angeschlossene Auswerteelektronik auch einige Meter neben dem Gleisbett angeordnete sein kann.
Gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass mindestens zwei Wiegesysteme mit geringem Abstand in Gleislängsrichtung angeordnet sind. Auf diese Weise kann zusätzlich die Überfahrrichtung des Schienenfahrzeuges festgestellt werden. Beim Überfahren durch ein Fahrzeugrad erzeugen mindestens zwei Sensorkanäle zeitlich versetzte Radimpulse, die zur Fahrtrichtungserkennung dienen.
Durch Anordnung der Wiegesysteme an den Orten, insbesondere vorhandener, herkömmlicher Radsensoren lässt sich auch die Richtungsinformation des herkömmlichen Radsensors plausibilisieren.
Die Ausbildung des Wiegesystems kann auf vielfältige Weise erfolgen. Gemäß Anspruch 5 umfasst das Wiegesystem mindestens einen Dehnungsstreifen und/oder mindestens ein Piezoelement. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders einfache Realisierbarkeit, da durch die Verformung bei Radüberfahrt elektrische Impulse erzeugt werden können, die leicht messbar sind.

Claims

Radsensor, insbesondere für eine Gleisfreimeldeanlage, mit einem Messwertgeber zur Erfassung der ein Gleis überfahrenden Räder eines Schienenfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertgeber als Wiegesystem ausgebildet ist.
Radsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wiegesystem zur Plausibilisierung der Messwerte eines bekannten Radsensors ausgebildet ist.
Radsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wiegesystem in das Gehäuse des bekannten Radsensors integriert ist.
Radsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Wiegesysteme mit geringem Abstand in Gleislängsrichtung vorgesehen sind.
Radsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wiegesystem mindestens einen Dehnungsmessstreifen und/oder mindestens ein Piezoelement umfasst.