DE102021213119A1 - Control device for a magnetic track brake - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf eine Kontrolleinrichtung (34) zum Überwachen der Funktion einer Magnetschienenbremse (10), die zumindest eine Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) zum Erzeugen eines Magnetfeldes umfasst und derart ausgestaltet ist, dass sie im aktiven Bremsbetrieb auf einer streckenseitigen Schiene (20) aufliegt und im inaktiven Zustand angehoben und von der Schiene (20) getrennt ist.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung (34) umfasst: eine Wechselquelle (341) zum Erzeugen eines Wechselstroms (Iw) durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) oder zumindest eines Wechselstromanteils in einem durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) fließenden Strom und zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes und eine Auswerteinrichtung (342), die dazu ausgestaltet ist, auf der Basis von Messergebnissen, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung (12) beschreiben, zumindest eine die Magnetschienenbremse (10) betreffende Messangabe (MA) zu bilden.The invention relates, among other things, to a control device (34) for monitoring the function of a magnetic rail brake (10), which comprises at least one magnetic field generating device (12) for generating a magnetic field and is designed in such a way that it is activated during active braking operation on a trackside rail (20 ) rests and is raised in the inactive state and separated from the rail (20). According to the invention, the control device (34) comprises: an alternating source (341) for generating an alternating current (Iw) by the magnetic field generating device (12) or at least one AC component in a current flowing through the magnetic field generating device (12) and for generating an alternating magnetic field and an evaluation device (342) which is designed to, on the basis of measurement results which describe the AC behavior of the magnetic field generating device (12), at least one of the magnetic track brake ( 10) to form the relevant measurement information (MA).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrolleinrichtung und ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Magnetschienenbremse.The invention relates to a control device and a method for monitoring the function of a magnetic track brake.
Magnetschienenbremsen sind im Bereich der Eisenbahntechnik allgemein bekannt. Eine Magnetschienenbremse weist zumindest eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes auf. Im aktiven Bremsbetrieb liegt die Magnetschienenbremse auf einer streckenseitigen Schiene auf und erzeugt eine Bremswirkung durch Reibung; durch Einspeisen eines Stromes durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung lässt sich eine magnetische Anziehungskraft zwischen der Magnetschienenbremse und der Schiene hervorrufen, wodurch sich die Reibung und damit die Bremskraft erhöhen. Im inaktiven Zustand ist die Magnetschienenbremse angehoben und von der Schiene getrennt.Magnetic rail brakes are well known in the field of railway technology. A magnetic rail brake has at least one magnetic field generating device for generating a magnetic field. In active braking mode, the magnetic rail brake rests on a trackside rail and generates a braking effect through friction; By feeding in a current through the magnetic field generating device, a magnetic attraction force can be produced between the magnetic rail brake and the rail, which increases the friction and thus the braking force. When inactive, the magnetic track brake is raised and disconnected from the track.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Magnetschienenbremse eine Kontrolleinrichtung anzugeben, mit der sich zumindest eine die Magnetschienenbremse betreffende Messangabe bilden lässt.The invention is based on the object of specifying a control device for a magnetic rail brake, with which at least one measurement data relating to the magnetic rail brake can be formed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kontrolleinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a control device having the features according to patent claim 1 . Advantageous configurations of the control device according to the invention are specified in the dependent claims.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung umfasst: eine Wechselquelle zum Erzeugen eines Wechselstroms durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung oder zumindest eines Wechselstromanteils in einem durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung fließenden Strom und zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes und eine Auswerteinrichtung, die dazu ausgestaltet ist, auf der Basis von Messergebnissen, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreiben, zumindest eine die Magnetschienenbremse betreffende Messangabe zu bilden.According to the invention, it is provided that the control device comprises: an alternating source for generating an alternating current through the magnetic field generating device or at least an alternating current component in a current flowing through the magnetic field generating device and for generating an alternating magnetic field and an evaluation device which is designed for this purpose on the basis of measurement results , which describe the AC behavior of the magnetic field generating device, to form at least one measurement data relating to the magnetic track brake.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung ist darin zu sehen, dass diese auf der Basis von Messergebnissen arbeitet, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreiben. Der erfindungsgemäße Gedanke besteht darin, dass die wesentliche Funktion der Magnetschienenbremse auf dem magnetischen Fluss basiert, der von der Magnetfelderzeugungseinrichtung, wenn sie stromdurchflossen ist, erzeugt wird. Der magnetische Fluss wird wiederum von mehreren Faktoren beeinflusst, beispielsweise von dem Abstand der Magnetschienenbremse von der Schiene. Liegt die Magnetschienenbremse auf der Schiene auf, so ist aufgrund des magnetischen Einflusses des Eisens der Schiene der magnetische Fluss maximal, wohingegen bei angehobener Magnetschienenbremse der magnetische Fluss vergleichsweise klein ist. Der Einfluss des Abstands wirkt sich wegen der Veränderung des magnetischen Flusses auf die elektrischen Eigenschaften, zum Beispiel die Induktivität, der Magnetschienenbremse bzw. deren Magnetfelderzeugungseinrichtung aus, wodurch es beispielsweise möglich wird, durch Auswertung des Wechselstromverhaltens der Magnetfelderzeugungseinrichtung auf die Stellung der Magnetschienenbremse relativ zur Schiene zu schließen. Aber auch andere Effekte lassen sich durch Auswertung des Wechselstromverhaltens der Magnetfelderzeugungseinrichtung erkennen, wie weiter unten im Detail erläutert wird, beispielsweise die Abnutzung oder die Verschmutzung der Magnetschienenbremse.An essential advantage of the control device according to the invention can be seen in the fact that it works on the basis of measurement results that describe the AC behavior of the magnetic field generating device. The idea according to the invention is that the essential function of the magnetic track brake is based on the magnetic flux that is generated by the magnetic field generating device when current is flowing through it. The magnetic flux is in turn influenced by several factors, for example the distance between the magnetic rail brake and the rail. If the magnetic rail brake is on the rail, the magnetic flux is at its maximum due to the magnetic influence of the iron of the rail, whereas the magnetic flux is comparatively small when the magnetic rail brake is raised. Due to the change in the magnetic flux, the influence of the distance has an effect on the electrical properties, for example the inductance, of the magnetic track brake or its magnetic field generating device, which makes it possible, for example, to evaluate the AC behavior of the magnetic field generating device on the position of the magnetic track brake relative to the rail close. However, other effects can also be identified by evaluating the AC behavior of the magnetic field generating device, as will be explained in detail further below, for example wear or soiling of the magnetic track brake.
Die Magnetfelderzeugungseinrichtung der Magnetschienenbremse umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Spulen oder wird durch eine oder mehrere Spulen gebildet.The magnetic field generating device of the magnetic track brake preferably comprises one or more coils or is formed by one or more coils.
Die Kontrolleinrichtung umfasst vorzugsweise eine Spannungsmesseinrichtung zum Messen einer an der Magnetschienenbremse, der Magnetfelderzeugungseinrichtung oder der Wechselquelle anliegenden Spannung sowie eine Strommesseinrichtung zum Messen des durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung fließenden Stromes.The control device preferably comprises a voltage measuring device for measuring a voltage present at the magnetic rail brake, the magnetic field generating device or the alternating source, and a current measuring device for measuring the current flowing through the magnetic field generating device.
Die Auswerteinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgestaltet, auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmesseinrichtung und der Strommesseinrichtung geliefert werden, die zumindest eine die Magnetschienenbremse betreffende Messangabe zu bilden.The evaluation device is preferably designed to form the at least one measurement information relating to the magnetic rail brake on the basis of measurement results that are supplied by the voltage measurement device and the current measurement device.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Kontrolleinrichtung ist vorgesehen, dass die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein ein Aufliegen der Magnetschienenbremse auf der Schiene anzeigendes Aufliegesignal in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe eine Aufsitzbedingung erfüllt.In a particularly preferred embodiment of the control device, it is provided that the evaluation device is designed such that it generates a contact signal indicating that the magnetic rail brake is in contact with the rail, depending on whether the at least one measurement data satisfies a contact condition.
Die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben im Falle zweier oder mehr Messangaben ist vorzugsweise eine phasenverschiebungsbezogene Messangabe und die Aufsitzbedingung ist vorzugsweise eine phasenverschiebungsbezogene Aufsitzbedingung. Die Auswerteinrichtung ist im letztgenannten Falle bevorzugt derart ausgebildet, dass sie einen die Phasenverschiebung zwischen einem von der Strommesseinrichtung gemessenen Strom und einer von der Spannungsmesseinrichtung gemessenen Spannung angebenden Phasenmesswert ermittelt, wobei der Phasenmesswert die phasenverschiebungsbezogene Messangabe bildet, und die phasenverschiebungsbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt ansieht, wenn der Phasenmesswert einen vorgegebenen Phasenlagenschwellenwert erreicht oder überschreitet.The at least one measurement item or one of the measurement items in the case of two or more measurement items is preferably a phase shift-related measurement item and the seating condition is preferably a phase shift-related seating condition. In the latter case, the evaluation device is preferably designed in such a way that it calculates the phase shift between a current measured by the current measuring device and a span measured by the voltage measuring device Determines the phase measurement value indicative of voltage, the phase measurement value forming the phase shift-related measurement specification, and considers the phase shift-related seating condition to be met if the phase measurement value reaches or exceeds a predetermined phase position threshold value.
Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben im Falle zweier oder mehr Messangaben eine impedanzbetragsbezogene Messangabe und die Aufsitzbedingung eine impedanzbetragsbezogene Aufsitzbedingung ist. Die Auswerteinrichtung ist im letztgenannten Falle bevorzugt derart ausgebildet, dass sie einen eine Impedanz der Magnetfelderzeugungseinrichtung angebenden Impedanzzeiger bildet, wobei der Betrag des Impedanzzeigers die impedanzbetragsbezogene Messangabe bildet, und die impedanzbetragsbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt ansieht, wenn der Betrag des Impedanzzeigers einen vorgegebenen Impedanzbetragsschwellenwert erreicht oder überschreitet.It can also advantageously be provided that the at least one measurement data or one of the measurement data in the case of two or more measurement data is a measurement data related to the absolute value of the impedance and the seating condition is a seating condition related to the absolute value of the impedance. In the latter case, the evaluation device is preferably designed in such a way that it forms an impedance vector indicating an impedance of the magnetic field generating device, with the amount of the impedance vector forming the impedance-related measurement information, and considering the impedance-related seated condition to be met if the amount of the impedance vector reaches or exceeds a predetermined impedance limit threshold value .
Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben im Falle zweier oder mehr Messangaben eine zeigerwinkelbezogene Messangabe ist und die Aufsitzbedingung eine zeigerwinkelbezogene Aufsitzbedingung ist. Die Auswerteinrichtung ist im letztgenannten Falle bevorzugt derart ausgebildet, dass sie einen eine Impedanz der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreibenden Impedanzzeiger bildet, wobei der Phasenwinkel des Impedanzzeigers die zeigerwinkelbezogene Messangabe bildet, und die zeigerwinkelbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt ansieht, wenn der Phasenwinkel des Impedanzzeigers einen vorgegebenen Winkelschwellenwert erreicht oder überschreitet.Provision can also advantageously be made for the at least one measurement item or one of the measurement items in the case of two or more measurement items to be a pointer angle-related measurement item and for the seated condition to be a pointer angle-related seated condition. In the latter case, the evaluation device is preferably designed in such a way that it forms an impedance vector describing an impedance of the magnetic field generating device, with the phase angle of the impedance vector forming the measurement information related to the vector angle, and considering the seated condition related to the vector angle to be fulfilled if the phase angle of the impedance vector reaches or exceeds a predetermined angle threshold value .
Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben im Falle zweier oder mehr Messangaben eine quotientenbezogene Messangabe ist und die Aufsitzbedingung eine quotientenbezogene Aufsitzbedingung ist und die Messergebnisse der Spannungsmesseinrichtung und der Strommesseinrichtung Effektiv- oder Scheitelwerte des Stroms bzw. der Spannung angeben. Die Auswerteinrichtung ist im letztgenannten Falle bevorzugt derart ausgebildet, dass sie als die quotientenbezogene Messangabe den Quotienten zwischen dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung und dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms bildet und die quotientenbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt ansieht, wenn der letztgenannte Quotient einen vorgegebenen Widerstandsschwellenwert erreicht oder überschreitet, und/oder als die quotientenbezogene Messangabe den Quotienten zwischen dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms und dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung bildet und die quotientenbezogene Aufsitzbedingung als erfüllt ansieht, wenn der letztgenannte Quotient einen vorgegebenen Leitwertschwellenwert erreicht oder unterschreitet.It can also advantageously be provided that the at least one measurement or one of the measurements in the case of two or more measurements is a quotient-related measurement and the seating condition is a quotient-related seating condition and the measurement results of the voltage measuring device and the current measuring device are effective or peak values of the current or specify the voltage. In the latter case, the evaluation device is preferably designed in such a way that it forms the quotient between the rms or peak value of the voltage and the rms or peak value of the current as the quotient-related measurement information and considers the quotient-related seating condition to be fulfilled if the last-mentioned quotient has a predetermined resistance threshold value reaches or exceeds, and/or as the quotient-related measurement data forms the quotient between the rms or peak value of the current and the rms or peak value of the voltage and considers the quotient-related seating condition as fulfilled if the latter quotient reaches or falls below a predetermined conductance threshold value.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmesseinrichtung und der Strommesseinrichtung geliefert werden, einen die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung angebenden Phasenmesswert bildet und das Aufliegesignal erzeugt, wenn der Phasenmesswert einen vorgegebenen Phasenverschiebungsschwellenwert erreicht oder überschreitet.In a preferred embodiment variant, it is provided that the evaluation device is designed in such a way that, on the basis of measurement results supplied by the voltage measuring device and the current measuring device, it forms a measured phase value indicating the phase shift between current and voltage and generates the pending signal when the measured phase value reaches or exceeds a predetermined phase shift threshold.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie auf der Basis von Messergebnissen, die von der Spannungsmesseinrichtung und der Strommesseinrichtung geliefert werden, einen eine Impedanz der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreibenden Impedanzzeiger bildet und das Aufliegesignal erzeugt, wenn der Betrag des Impedanzzeigers einen vorgegebenen Impedanzbetragsschwellenwert erreicht oder überschreitet und/oder der Phasenwinkel des Impedanzzeigers einen vorgegebenen Winkelschwellenwert erreicht oder überschreitet.Alternatively or additionally, it can be provided that the evaluation device is designed in such a way that, on the basis of measurement results supplied by the voltage measuring device and the current measuring device, it forms an impedance vector describing an impedance of the magnetic field generating device and generates the presence signal when the absolute value of the impedance vector reaches or exceeds a predetermined impedance magnitude threshold value and/or the phase angle of the impedance vector reaches or exceeds a predetermined angle threshold value.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Messergebnisse der Spannungsmesseinrichtung und der Strommesseinrichtung Effektiv- oder Scheitelwerte des Stroms bzw. der Spannung angeben und die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie das Aufliegesignal erzeugt, wenn ein die zumindest eine Messangabe bildender Quotient zwischen dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung und dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms einen vorgegebenen Widerstandsschwellenwert erreicht oder überschreitet, und/oder ein die zumindest eine Messangabe bildender Quotient zwischen dem Effektiv- oder Scheitelwert des Stroms und dem Effektiv- oder Scheitelwert der Spannung einen vorgegebenen Leitwertschwellenwert erreicht oder unterschreitet.Alternatively or additionally, it can be provided that the measurement results of the voltage measuring device and the current measuring device indicate rms or peak values of the current or voltage and the evaluation device is designed in such a way that it generates the signal when a quotient forming the at least one measurement data is between the rms - or the peak value of the voltage and the rms or peak value of the current reaches or exceeds a predetermined resistance threshold value, and/or a quotient between the rms or peak value of the current and the rms or peak value of the voltage that forms the at least one measured value reaches a predetermined conductance threshold value or falls below.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung eine Fouriertransformationseinrichtung umfasst und derart ausgestaltet ist, dass sie den zeitlichen Verlauf von Strom- und Spannungsmesswerten der Spannungsmesseinrichtung und der Strommesseinrichtung einer Fouriertransformation unter Bildung eines Spektrums unterzieht und das Aufliegesignal in Abhängigkeit von dem Spektrum erzeugt.Alternatively or additionally, it can be provided that the evaluation device comprises a Fourier transformation device and is designed in such a way that it subjects the time profile of current and voltage measured values of the voltage measuring device and the current measuring device to a Fourier transformation with formation of a spectrum and generates the pending signal as a function of the spectrum.
Die Wechselquelle kann eine Wechselstromquelle oder Wechselspannungsquelle sein oder aufweisen, die einen Wechselstrom in die Magnetfelderzeugungseinrichtung einspeist.The AC source may be an AC power source or an AC voltage source or on have, which feeds an alternating current into the magnetic field generating device.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Wechselquelle eine Modulationseinrichtung ist oder aufweist, die die Amplitude des durch die Magnetfelderzeugungseinrichtung fließenden Stroms im zeitlichen Verlauf unter Bildung des Wechselstromanteils moduliert. Bei der letztgenannten Variante kann die Wechselquelle also eine passive Komponente sein, die selbst keinen Strom oder keine Spannung liefert, sondern lediglich einen Strom oder eine Spannung einer anderen Komponente, wie beispielsweise einer Gleichstromquelle oder einer Gleichspannungsquelle, im zeitlichen Verlauf moduliert, um einen magnetischen Wechselfluss hervorzurufen.Alternatively or additionally, it can be provided that the alternating source is or has a modulation device which modulates the amplitude of the current flowing through the magnetic field generating device over time, forming the alternating current component. In the latter variant, the alternating source can therefore be a passive component that itself does not supply any current or voltage, but only modulates a current or a voltage of another component, such as a direct current source or a direct voltage source, over time in order to create an alternating magnetic flux to evoke.
Der Wechselstrom oder Wechselstromanteil kann im zeitlichen Verlauf rein sinusförmig sein, also nur eine einzige Frequenz aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Wechselstrom oder Wechselstromanteil im Frequenzspektrum zwei oder mehr Frequenzen aufweist.The alternating current or alternating current component can be purely sinusoidal over time, i.e. only have a single frequency. Alternatively, it can be provided that the alternating current or alternating current component has two or more frequencies in the frequency spectrum.
Mit Blick auf eine einfache Signalauswertung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Frequenz oder zumindest eine der Frequenzen des Wechselstroms oder des Wechselstromanteils im Frequenzbereich zwischen 10 und 40 Hz liegt.With a view to simple signal evaluation, it is considered advantageous if the frequency or at least one of the frequencies of the alternating current or the alternating current component is in the frequency range between 10 and 40 Hz.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Aufschieferungssignal, das anzeigt, dass sich an der Schnittstelle zur Schiene auf der Magnetschienenbremse Ablagerungen befinden, in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe eine Aufschieferungsbedingung erfüllt.It is also advantageous if the evaluation device is designed in such a way that it generates a cleavage signal, which indicates that there are deposits on the magnetic rail brake at the interface to the rail, depending on whether the at least one measurement data meets a cleavage condition.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Verschleißsignal, das den Verschleißzustand von Polschuhen und Endgliedern der Magnetschienenbremse anzeigt, in Abhängigkeit davon erzeugt, ob die zumindest eine Messangabe eine Verschleißbedingung erfüllt.It is also advantageous if the evaluation device is designed in such a way that it generates a wear signal, which indicates the state of wear of pole shoes and end members of the magnetic rail brake, depending on whether the at least one measurement data meets a wear condition.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Störungswarnsignal, das anzeigt, dass die Funktion der Magnetschienenbremse gestört ist, erzeugt, wenn - obwohl ein Absenksignal vorliegt, wonach die Magnetschienenbremse auf der Schiene aufliegen sollte - die zumindest eine Messangabe die Erfüllung einer vorgegebenen Störbedingung anzeigt. Die Störbedingung kann beispielsweise als erfüllt angesehen werden, wenn der magnetische Fluss des magnetischen Wechselfeldes einen Mindestflusswert unterschreitet und/oder kein Aufliegesignal vorliegt.It is also advantageous if the evaluation device is designed in such a way that it generates a fault warning signal, which indicates that the function of the magnetic rail brake is faulty, if - although a lowering signal is present, according to which the magnetic rail brake should be on the rail - the at least one measurement information indicates the fulfillment of a predetermined fault condition. The interference condition can be regarded as fulfilled, for example, if the magnetic flux of the alternating magnetic field falls below a minimum flux value and/or there is no signal present.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ein Hochlagesignal erzeugt, wenn die zumindest eine Messangabe oder eine der Messangaben eine Hochlagebedingung erfüllt. Beispielsweise kann sie das Hochlagesignal erzeugen, wenn die Messangabe oder die Messangaben weder die Erzeugung des Aufliegesignals noch des Warnsignals ermöglichen bzw. das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung einen magnetischen Fluss unterhalb einer Mindestflussschwelle und/oder eine Induktivität unterhalb einer Mindestinduktivität anzeigt.It is also advantageous if the evaluation device is designed in such a way that it generates a high-level signal when the at least one measurement data or one of the measurement data satisfies a high-level condition. For example, it can generate the high-level signal if the measurement information or the measurement information does not allow the generation of the contact signal or the warning signal or the AC behavior of the magnetic field generating device indicates a magnetic flux below a minimum flux threshold and/or an inductance below a minimum inductance.
Alternativ oder zusätzlich können die Messangaben und auf diesen basierende Signale allein auf der Basis von abgespeicherten Vergleichswerten erzeugt werden, die im Ausgangszustand nach der Erstinstallation der Magnetschienenbremse oder nach einer Wartung gemessen und abgespeichert worden sind. So können beispielsweise Messergebnisse, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreiben (wie beispielsweise der Phasenmesswert), jeweils für die Hochlagestellung und die Auflagestellung (Tieflagestellung) gemessen und abgespeichert werden. Durch Vergleich der abgespeicherten Messergebnisse mit aktuellen Messergebnissen kann beispielsweise festgestellt werden, ob die Magnetschienenbremse die Hochlagestellung oder die Auflagestellung einnimmt und es kann eine korrespondierende Messangabe und ein entsprechendes Signal, also ein Aufliegesignal oder ein Hochlagesignal, erzeugt und ausgegeben werden.Alternatively or additionally, the measurement information and signals based thereon can be generated solely on the basis of stored comparison values that have been measured and stored in the initial state after the initial installation of the magnetic track brake or after maintenance. For example, measurement results that describe the AC behavior of the magnetic field generating device (such as the phase measurement value) can be measured and stored for the up position and the rest position (down position). By comparing the stored measurement results with current measurement results, it can be determined, for example, whether the magnetic rail brake is in the up position or the rest position, and a corresponding measurement and a corresponding signal, i.e. a rest signal or a up position signal, can be generated and output.
Auch können durch Vergleich der abgespeicherten Messergebnisse mit aktuellen Messergebnissen die anderen oben erläuterten Messangaben und die oben beschriebenen Signale, wie beispielsweise das Warnsignal, das Aufschieferungssignal, das Wartungssignal, das Verschleißsignal und das Störungswarnsignal gebildet werden; die obigen Ausführungen gelten diesbezüglich entsprechend.The other measurement data explained above and the signals described above, such as the warning signal, the cleavage signal, the maintenance signal, the wear signal and the fault warning signal, can also be formed by comparing the stored measurement results with current measurement results; the above statements apply accordingly in this regard.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Überwachen der Funktion einer Magnetschienenbremse, die zumindest eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes umfasst, wobei die Magnetschienenbremse derart ausgestaltet ist, dass sie im aktiven störungsfreien Bremsbetrieb abgesenkt ist und auf einer streckenseitigen Schiene aufliegt und im inaktiven Zustand angehoben und von der Schiene getrennt ist.The invention also relates to a method for monitoring the function of a magnetic rail brake, which comprises at least one magnetic field generating device for generating a magnetic field, the magnetic rail brake being designed in such a way that it is lowered in active, trouble-free braking operation and rests on a trackside rail and in the inactive state raised and separated from the rail.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Strom in Form eines Wechselstroms oder zumindest ein Strom mit Wechselstromanteil zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes in die Magnetfelderzeugungseinrichtung eingespeist wird und auf der Basis von Messergebnissen, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreiben, zumindest eine die Magnetschienenbremse betreffende Messangabe gebildet wird.According to the invention it is provided that a current in the form of an alternating current or at least a current with an alternating current component for generating an alternating magnetic field is fed into the magnetic field generating device and on the Based on measurement results that describe the AC behavior of the magnetic field generating device, at least one measurement data relating to the magnetic track brake is formed.
Das Verfahren wird vorzugsweise mit der oben beschriebenen Kontrolleinrichtung durchgeführt.The method is preferably carried out using the control device described above.
Bezüglich der Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.With regard to the advantages and advantageous configurations of the method according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the control device according to the invention and its advantageous configurations.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, dabei zeigen beispielhaft:
-
1 in einer vereinfachten Darstellung Bestandteile einer Magnetschienenbremse, die auf einer Schiene einer Eisenbahngleisanlage aufgesetzt ist und von einer Steuereinrichtung angesteuert wird, die mit einem Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Kontrolleinrichtung ausgestattet ist, -
2 die Steuereinrichtung gemäß1 näher im Detail, -
3 den zeitlichen Verlauf einer an der Magnetschienenbremse gemäß1 anliegenden Wechselspannung und eines durch die Magnetschienenbremse gemäß1 fließenden Wechselstromes bei der in der1 gezeigten abgesenkten Stellung der Magnetschienenbremse, und -
4 den zeitlichen Verlauf der Wechselspannung und des Wechselstromes im Falle, dass sich die Magnetschienenbremse in ihrer Hochlagestellung befindet und räumlich von der Schiene getrennt ist.
-
1 in a simplified representation, components of a magnetic track brake that is placed on a rail of a railway track system and is controlled by a control device that is equipped with an exemplary embodiment of a control device according to the invention, -
2 the controller according to1 closer in detail, -
3 according to the time course of an on the magnetic track brake1 applied AC voltage and one by the magnetic track brake according to1 flowing alternating current at the in the1 shown lowered position of the magnetic track brake, and -
4 the time course of the alternating voltage and the alternating current in the case that the magnetic rail brake is in its upper position and is spatially separated from the rail.
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.In the figures, the same reference numbers are used for identical components for the sake of clarity.
Die
Die Magnetschienenbremse 10 umfasst unter anderem eine Magnetfelderzeugungseinrichtung und einen magnetisierbaren Kern 11, dessen Enden beispielsweise durch zwei Polschuhe 11a und 11b gebildet sein können. Die Magnetfelderzeugungseinrichtung, die im aktiven Betrieb ein Magnetfeld erzeugt, kann eine oder mehrere Spulen aufweisen oder durch eine oder mehrere solcher Spulen gebildet sein; bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Bei der Darstellung gemäß
Der magnetische Fluss Bg in dem magnetischen Kreis führt zu einer magnetischen Anziehung zwischen den Polschuhen 11a bzw. 11b und der streckenseitigen Schiene 20, wodurch die Magnetschienenbremse 10 auf die Schiene 20 gepresst und die reibungsbedingte Bremswirkung der Magnetschienenbremse 10 erhöht wird. Der Gleichstrom Ig durch die Magnetschienenbremse 10 kann somit auch als Bremsstrom der Magnetschienenbremse 10 bezeichnet werden.The magnetic flux Bg in the magnetic circuit leads to a magnetic attraction between the
Zur Ansteuerung der Magnetschienenbremse 10 und zum Erzeugen des Gleichstroms Ig dient bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Das Aktivieren und Deaktivieren des aktiven Bremsbetriebs der Magnetschienenbremse 10, also das Ein- und Ausschalten des Gleichstroms Ig, kann beispielsweise durch einen Schalter 31 und eine den Schalter 31 ansteuernde Aktivierungseinrichtung 32 einer Steuereinrichtung 30 erfolgen. Die Aktivierungseinrichtung 32 kann mit einem in den Figuren nicht gezeigten fahrzeugseitigen Steuergerät, insbesondere einem fahrzeugseitigen Bremssteuergerät, in Verbindung stehen und von diesem gesteuert werden oder in ein solches als Bestandteil integriert sein, beispielsweise in Form eines Softwaremoduls.The activation and deactivation of the active braking operation of the
Zur Erzeugung des Gleichstromes Ig kann eine Gleichstrom- oder Gleichspannungsquelle 33 vorhanden sein, die - wie in der
Die Steuereinrichtung 30 gemäß
Die Kontrolleinrichtung 34 umfasst außerdem eine Auswerteinrichtung 342, deren Aufgabe darin besteht, eine oder mehrere Messangaben MA zu erzeugen, die den Zustand der Magnetschienenbremse 10 oder deren Stellung mittelbar oder unmittelbar beschreiben. Die Messangaben MA oder zumindest eine von diesen ist vorzugsweise von dem magnetischen Wechselfeld abhängig, das von der Wechselspannungsquelle 341 hervorgerufen wird. Die Auswerteinrichtung 342 kann mit einem in den Figuren nicht gezeigten fahrzeugseitigen Steuergerät, insbesondere einem fahrzeugseitigen Bremssteuergerät, in Verbindung stehen oder in ein solches als Bestandteil integriert sein, beispielsweise in Form eines Softwaremoduls.The
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Die Auswerteinrichtung 342 steht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Nachfolgend wird beispielhaft davon ausgegangen, dass sich die Magnetschienenbremse 10 gemäß
Im Falle eines großen Abstands zwischen der Magnetschienenbremse 10 und der Schiene 20, also in der Hochlagestellung der Magnetschienenbremse 10, wird die Induktivität L wegen des fehlenden bzw. nur sehr kleinen Einflusses des Eisens der Schiene 20 minimal, sodass auch der Betrag IZI der Impedanz und die Phasenverschiebung zwischen dem Wechselstrom Iw und der Wechselspannung Uw minimal werden.In the case of a large distance between the
Ist hingegen die Magnetschienenbremse 10 auf die Schiene 20 abgesenkt, wie in der
Die
Die
Die Richtung der Änderungen ist beispielhaft zu verstehen. Durch verschiedene Resonanz- und Messfrequenzen bzw. im Falle komplexerer elektrischer Verhältnisse kann es dazu kommen, dass die Veränderungen zwischen aktivem und inaktivem Betrieb der Magnetschienenbremse bzw. Veränderungen der Stellung der Magnetschienenbremse zu einer entgegengesetzten Änderungsrichtung führen.The direction of the changes is to be understood as an example. Due to different resonance and measurement frequencies or in the case of more complex electrical conditions, it can happen that the changes between active and inactive operation of the magnetic rail brake or changes in the position of the magnetic rail brake lead to an opposite direction of change.
Auf der Basis des zeitlichen Verlaufs der Wechselspannung Uw und des zeitlichen Verlaufs des Wechselstroms Iw kann die Auswerteinrichtung 342 eine oder mehrere die Magnetschienenbremse betreffende Messangaben MA erzeugen. Auch kann sie auf deren Basis diverse Signale erzeugen, beispielsweise ein Aufliegesignal Sa, das in der Auflagestellung ein Aufliegen der Magnetschienenbremse 10 auf der Schiene 20 anzeigt, ein Störsignal Sst, das eine Störung anzeigt, ein Aufschiefersignal, das eine Aufschieferung auf der Magnetschienenbremse 10 anzeigt, und/oder ein Verschleißsignal, das den Verschleißzustand der Polschuhe 11a und 11b anzeigt; dies soll anhand von Beispielen nachfolgend erläutert werden:On the basis of the time profile of the AC voltage Uw and the time profile of the alternating current Iw, the
Der Phasenmesswert V als solcher kann beispielsweise eine der Messangaben MA bilden und die Auswerteinrichtung 342 kann beispielsweise ein Aufliegesignal Sa erzeugen, das die Auflagestellung der Magnetschienenbremse 10 bzw. deren Aufliegen auf der Schiene 20 anzeigt, wenn der Phasenmesswert V einen vorgegebenen Phasenverschiebungsschwellenwert Vsoll erreicht oder überschreitet, also gilt:
Der Phasenverschiebungsschwellenwert Vsoll liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 5° und kann beispielsweise 5° betragen.The phase shift threshold Vsoll is preferably of the order of 5° and can be 5°, for example.
Auch kann der Phasenverschiebungsschwellenwert in Abhängigkeit von einem Hochlagenreferenzphasenwert Vref, der in der Hochlagenstellung der Magnetschienenbremse 10 gemessen und abgespeichert worden ist, festgelegt werden; beispielsweise kann die Auswerteinrichtung 342 den Phasenverschiebungsschwellenwert Vsoll stets um einen vorgegebenen Differenzphasenwert Vdiff von beispielsweise 3° größer als den Hochlagenreferenzphasenwert Vref wählen, beispielsweise gemäß:
Erreicht der Phasenmesswert V den vorgegebenen Phasenverschiebungsschwellenwert Vsoll nicht, aber nur knapp nicht, wenn also beispielsweise gilt:
Anstelle des aktuellen Phasenmesswerts V kann auch die Phasendifferenz dV zwischen dem aktuellen Phasenmesswert V und dem Hochlagenreferenzphasenwert Vref, der in der Hochlagenstellung der Magnetschienenbremse 10 gemessen und abgespeichert worden ist, zur Bildung des Aufliegesignals Sa herangezogen werden; beispielsweise kann die Auswerteinrichtung 342 das Aufliegesignal Sa erzeugen, wenn die Phasenänderung dV einen vorgegebenen Änderungsschwellenwert dVsoll erreicht oder überschreitet, also gilt:
Der Änderungsschwellenwert dVsoll beträgt vorzugsweise 3° oder mehr.The change threshold value dVsoll is preferably 3° or more.
Erreicht die Phasenänderung dV den vorgegebenen Änderungsschwellenwert nicht, aber nur knapp nicht, wenn also beispielsweise gilt:
Alternativ oder zusätzlich kann die Impedanz Z eine der Messangaben MA bilden und die Auswerteinrichtung 342 kann das Aufliegesignal Sa erzeugen, wenn der Betrag |Z| der Impedanz Z einen vorgegebenen Impedanzbetragsschwellenwert SW1 erreicht oder überschreitet, also gilt:
Erreicht der Betrag |Z| der Impedanz Z den vorgegebenen Impedanzbetragsschwellenwert SW1 nicht, aber nur knapp nicht, wenn also beispielsweise gilt:
Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteinrichtung 342 das Aufliegesignal Sa erzeugen, wenn der Phasenwinkel arg(Z) der Impedanz Z einen vorgegebenen Winkelschwellenwert erreicht oder überschreitet, also gilt:
Der Phasenwinkel arg(Z) der Impedanz Z entspricht - bis auf etwaige Umrechnungs- bzw. Erfassungsabweichungen - dem obigem Phasenmesswert V, sodass der Winkelschwellenwert dem Phasenverschiebungsschwellenwert Vsoll entsprechen kann.The phase angle arg(Z) of the impedance Z corresponds—apart from any conversion or detection deviations—to the phase measurement value V above, so that the angle threshold value can correspond to the phase shift threshold value Vsoll.
Erreicht der Phasenwinkel arg(Z) den Winkelschwellenwert SW2 nicht, aber nur knapp nicht, wird vorzugsweise das Warnsignal W erzeugt, wenn also beispielsweise gilt:
Alternativ oder zusätzlich können die Scheitelwerte Umax und Imax oder daraus gebildete Quotienten Messangaben MA bilden und die Auswerteinrichtung 342 kann das Aufliegesignal Sa beispielsweise erzeugen, wenn der Quotient zwischen dem Scheitelwert Umax der Wechselspannung und dem Scheitelwert Imax des Stroms einen vorgegebenen Widerstandsschwellenwert SW3 erreicht oder überschreitet, wenn also beispielsweise gilt:
Erreicht der Quotient den Widerstandsschwellenwert SW3 nicht, aber nur knapp nicht, wird vorzugsweise das Warnsignal W erzeugt, wenn also beispielsweise gilt:
Alternativ kann der Quotient zwischen dem Scheitelwert Imax des Wechselstroms und dem Scheitelwert Umax der Spannung gebildet und mit einem vorgegebenen Leitwertschwellenwert verglichen werden, um das Aufliegesignal Sa oder das Warnsignal W zu erzeugen.Alternatively, the quotient between the peak value Imax of the alternating current and the peak value Umax of the voltage can be formed and compared with a predetermined conductance threshold value in order to generate the presence signal Sa or the warning signal W.
Alternativ oder zusätzlich können die Effektivwerte oder daraus gebildete Quotienten Messangaben MA bilden und die Auswerteinrichtung 342 kann das Aufliegesignal Sa erzeugen, wenn der Quotient zwischen dem Effektivwert Ueff der Spannung und dem Effektivwert des Stroms den vorgegebenen Widerstandsschwellenwert SW3 erreicht oder überschreitet, wenn also beispielsweise gilt:
Erreicht der Quotient den Widerstandsschwellenwert SW3 nicht, aber nur knapp nicht, wird vorzugsweise das Warnsignal W erzeugt, wenn also beispielsweise gilt:
Alternativ oder zusätzlich kann der Quotient zwischen dem Effektivwert Ieff des Wechselstroms und dem Effektivwert Ueff der Spannung gebildet und mit dem vorgegebenen Leitwertschwellenwert verglichen werden, um das Aufliegesignal Sa oder das Warnsignal W zu erzeugen.Alternatively or additionally, the quotient between the rms value Ieff of the alternating current and the rms value Ueff of the voltage can be formed and compared with the predetermined conductance threshold value in order to generate the presence signal Sa or the warning signal W.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auswerteinrichtung 342 mit einem Stellungssensor in Verbindung steht, der die Hochlage der Magnetschienenbremse 10 erfassen und ein die Hochlagestellung anzeigendes Hochlagestellungssignal HLS erzeugen kann.It is also advantageous if the
Liegt ein solches Hochlagestellungssignal HLS vor, so kann die Auswerteinrichtung 342 prüfen, ob die Messangabe MA, also beispielsweise der o.g. Phasenmesswert V, mit einem für die Hochlagestellung abgespeicherten Hochlagesollwert über ein vorgegebenes Hochlagetoleranzmaß hinaus abweicht oder nicht. Wird das durch das Hochlagetoleranzmaß definierte Toleranzband nicht verlassen, so kann die Auswerteinrichtung 342 ein Signal ausgeben, das anzeigt, dass die Magnetschienenbremse 10 im Normbereich arbeitet; wird das Toleranzband verlassen, wird vorzugsweise ein Wartungssignal Sw ausgegeben, das anzeigt, das die Magnetschienenbremse 10 gewartet werden soll. Der Hochlagesollwert wird beispielsweise festgelegt, indem nach der Erstinstallation und/oder nach jeder erfolgten Wartung jeweils die Messangabe MA erfasst, beispielsweise der Phasenmesswert V gemessen, und die Messangabe MA, also beispielsweise der gemessene Phasenmesswert, als Hochlagesollwert abgespeichert wird.If such a high position signal HLS is present,
Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung 342 ein Aufschieferungssignal Si erzeugt, wenn der Phasenmesswert V den Hochlagesollwert abzüglich des Hochlagetoleranzmaßes unterschreitet, und/oder ein Verschleißsignal Sv erzeugt, wenn der Phasenmesswert V den Hochlagesollwert zuzüglich des Hochlagetoleranzmaßes überschreitet.Advantageously, it can also be provided that the
Im Übrigen kann die Auswerteinrichtung 342 ein Störungswarnsignal Sst erzeugen, wenn - beispielsweise von dem bereits erwähnten Stellungssensor - ein Absenksignal ABS vorliegt, wonach sich die Magnetschienenbremse 10 im abgesenkten Zustand, also auf der Schiene 20, befinden sollte, aber weder das Aufliegesignal Sa noch das Warnsignal W vorliegt. Ein solches Störungswarnsignal Sst kann signalisieren, dass die Magnetschienenbremse 10 trotz des Vorliegens des Absenksignals ABS wohl entweder nicht auf der Schiene 20 aufsitzt oder aber die Kontrolleinrichtung 34 gestört ist.In addition,
Im Übrigen kann die Auswerteinrichtung 342 ein eigenes Hochlagesignal SH erzeugen, beispielsweise wenn die oben erläuterten Messangaben MA weder die Erzeugung des Aufliegesignals Sa noch des Warnsignals W ermöglichen bzw. das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung einen magnetischen Fluss unterhalb einer Mindestflussschwelle anzeigt.In addition, the
Bei den obigen Erläuterungen wurde beispielhaft davon ausgegangen, dass die Wechselquelle (hier die Wechselspannungsquelle 341) eine einzige Wechselfrequenz erzeugt; alternativ kann die Wechselquelle auch mehr als eine Frequenz erzeugen, also beispielweise ein Frequenzspektrum, bei dem vorzugsweise zumindest eine der Frequenzen im Bereich zwischen 10 und 40 Hz liegt. Die obigen Schritte zum Erzeugen der Messangaben MA und der Signale, wie beispielsweise dem Aufliegesignal Sa, dem Warnsignal W, dem Aufschieferungssignal Si, dem Wartungssignal Sw, dem Verschleißsignal Sv und dem Störungswarnsignal Sst, werden im Falle zweier oder mehr Frequenzen vorzugsweise für zumindest eine der Frequenzen, besonders bevorzugt für jede der Frequenzen, durchgeführt.In the explanations above, it was assumed, for example, that the alternating source (here the alternating voltage source 341) generates a single alternating frequency; alternatively, the alternating source can also generate more than one frequency, for example a frequency spectrum in which at least one of the frequencies is preferably in the range between 10 and 40 Hz. The above steps for generating the measurement data MA and the signals such as the pad signal Sa, the warning signal W, the foliation signal Si, the maintenance signal Sw, the wear signal Sv and the fault warning signal Sst are preferably carried out for at least one of the Frequencies, particularly preferably for each of the frequencies performed.
Im Falle zweier oder mehr Wechselfrequenzen kann eine Analyse der Messsignale beispielsweise eine Fouriertransformation einschließen, um eine frequenzindividuelle Signalauswertung in einfacher und schneller Weise zu ermöglichen.In the case of two or more alternating frequencies, an analysis of the measurement signals can include a Fourier transformation, for example, in order to enable frequency-specific signal evaluation in a simple and rapid manner.
Die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den
Alternativ oder zusätzlich können die Messangaben MA und auf diesen basierende Signale allein auf der Basis von abgespeicherten Vergleichswerten erzeugt werden, die im Ausgangszustand nach der Erstinstallation der Magnetschienenbremse 10 oder nach einer Wartung gemessen und abgespeichert worden sind. So können beispielsweise Messergebnisse, die das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung beschreiben (wie beispielsweise der Phasenmesswert V), jeweils für die Hochlagestellung und die Auflagestellung (Tieflagestellung) gemessen und abgespeichert werden. Durch Vergleich der abgespeicherten Messergebnisse mit aktuellen Messergebnissen kann beispielsweise festgestellt werden, ob die Magnetschienenbremse 10 die Hochlagestellung oder die Auflagestellung einnimmt und es kann eine korrespondierende Messangabe MA und ein entsprechendes Aufliegesignal Sa oder Hochlagesignal SH erzeugt werden.Alternatively or additionally, the measurement information MA and signals based thereon can be generated solely on the basis of stored comparison values that have been measured and stored in the initial state after the initial installation of the
Auch können durch Vergleich der abgespeicherten Messergebnisse mit aktuellen Messergebnissen die anderen oben erläuterten Messangaben MA und die anderen oben beschriebenen Signale, wie beispielsweise das Warnsignal W, das Aufschieferungssignal Si, das Wartungssignal Sw, das Verschleißsignal Sv und das Störungswarnsignal Sst gebildet werden; die obigen Ausführungen gelten diesbezüglich entsprechend.The other measurement data MA explained above and the other signals described above, such as the warning signal W, the foliation signal Si, the maintenance signal Sw, the wear signal Sv and the fault warning signal Sst, can also be formed by comparing the stored measurement results with current measurement results; the above statements apply accordingly in this regard.
Das Wechselstromverhalten der Magnetfelderzeugungseinrichtung kann während des normalen Betriebs der Magnetschienenbremse, also beispielsweise bei eingeschaltetem Gleichstrom, oder im ausgeschalteten Zustand, also beispielsweise bei ausgeschaltetem Gleichstrom, erfasst werden, um die oben beschriebenen Messangaben und Signale zur erzeugen.The AC behavior of the magnetic field generating device can be detected during normal operation of the magnetic rail brake, for example when the direct current is switched on, or in the switched-off state, for example when the direct current is switched off, to generate the measurements and signals described above.
Die obigen Ausführungsbeispiele können einzelne, mehrere oder alle der nachfolgend stichpunktartig aufgeführten Merkmale und Vorteile aufweisen:
- - Die Magnetspule(n) können mit einer Messspannung beaufschlagt werden und es kann eine Messung von Wechselstromgrößen erfolgen. Die Messung der Wechselstromeigenschaften kann Informationen zur Position und zum Zustand der Magnetschienenbremse liefern.
- - Die Magnetschienenbremse kann zwei Bremsmagnete aufweisen oder aus solchen bestehen. Jeder Bremsmagnet kann als Induktivität mit Eisenkern und Spalt betrachtet werden. Daher kann der Zustand des Magneten mit Mitteln der klassischen Wechselstrommesstechnik beurteilt werden. Jede Änderung am Zustand des Eisenkerns führt zu Änderungen im Ansprechverhalten auf eine Wechselstrombeaufschlagung und kann damit sehr genau erfasst werden. Der Zustand eines neuwertigen Bremsmagneten in der Hochlage kann dabei als Referenzpunkt betrachtet werden. Wenn die Bremse nun aufsetzt, wird der Luftspalt geschlossen und das Wechselstromverhalten der Bremse erheblich geändert. Eine Messung der Wechselstromeigenschaften kann optimalerweise vor Fahrtantritt bei stehendem Fahrzeug durchgeführt werden. Dabei sind, da Vibrationen und sonstige Störeinflüsse minimal sind, die besten Ergebnisse zu erwarten.
- - Aufschieferungen schließen ebenfalls den Luftspalt, aber langsam und nicht vollständig. Sie können damit über einen Langzeitvergleich erkannt werden.
- - Durch Verschleiß wird Material abgetragen, was ebenfalls zu einer Änderung des Eisenkerns und damit des Wechselstromverhaltens führt. Auch hier kann eine Langzeitüberwachung durchgeführt werden.
- - Als Erweiterung ist es denkbar, auch während des Absenkvorgangs zu messen und dabei das Aufsetzen auf die Schiene zu erkennen. Dieses bietet eine hohe Sicherheit, da zwischen Annäherung an die Schiene und dem Aufsetzten auf dieselbe besser unterschieden werden kann.
- - Als Erweiterung ist eine Messung des Wechselstromverhaltens bei eingeschalteter Bremse denkbar. Dazu kann die herkömmliche Schalttechnik durch eine quasianaloge Endstufe ersetzt werden, welche den Messstrom aufmoduliert.
- - Eine technische Verbesserung kann darin liegen, die Wechselstrommessungen per Fouriertransformation in den Frequenzbereich zu übertragen. Dadurch wird die Messung von einigen Wechselstromeigenschaften vereinfacht.
- - Das beschriebene Verfahren kann die Diagnose zur Hochlagenerkennung um die Information ergänzen, ob die Magnetschienenbremse auch bis zur Schienenoberkante abgesenkt worden ist. Das Verfahren kann die Möglichkeit der Erkennung von Aufschieferungen bieten und somit eine Aussage zur Bremskraft der Magnetschienenbremse liefern.
- - Das Verfahren kann eine Erkennung des Verschleißzustandes der Polschuhe und Endglieder bieten, zumindest die Zustände Neu und Verschlissen.
- - Neben der Diagnose im Rahmen der Bremsprobe kann das Verfahren die Möglichkeit bieten, die Diagnose dynamisch, also auch während der Fahrt bzw. während der Bremsung durchzuführen. Die Diagnose zur Aufsetzerkennung sowie zur Aufschieferungs- und Verschleißerkennung kann ohne zusätzliche Sensorik erfolgen.
- - Die typischerweise zu verwendende Messtechnik kann ohne weiteren Aufwand die Messung des Innenwiderstandes der Bremse ermöglichen und kann damit zur Aufdeckung von Fehlern auf elektrischer Seite herangezogen werden.
- - Wenn eine Messtechnik verwendet wird, die auch im eingeschalteten Zustand messen kann, können weitere Schalt- und Löschglieder für die Magnetschienenbremsen entfallen.
- - The magnetic coil(s) can be subjected to a measuring voltage and AC variables can be measured. Measuring the AC characteristics can provide information on the position and condition of the magnetic track brake.
- - The magnetic rail brake can have two brake magnets or consist of such. Each brake magnet can be considered as an inductor with an iron core and a gap. The condition of the magnet can therefore be assessed using classic AC measurement technology. Any change in the state of the iron core results in changes in the response to an AC load and can therefore be detected very accurately. The state of a new brake magnet in the up position can be used as a reference point. When the brake now touches down, the air gap is closed and the AC behavior of the brake changes significantly. A measurement of the AC properties can be carried out ideally before starting the journey with the vehicle stationary. The best results can be expected since vibrations and other disturbing influences are minimal.
- - Flaking also closes the air gap, but slowly and not completely. They can thus be identified via a long-term comparison.
- - Material is removed due to wear, which also leads to a change in the iron core and thus in the AC behavior. Long-term monitoring can also be carried out here.
- - As an extension, it is conceivable to also measure during the lowering process and thereby detect the touchdown on the rail. This offers a high level of security, since a better distinction can be made between approaching the rail and touching down on it.
- - As an extension, a measurement of the AC behavior when the brake is switched on is conceivable. For this purpose, the conventional switching technology can be replaced by a quasi-analog output stage, which modulates the measuring current.
- - A technical improvement can lie in transferring the AC measurements to the frequency domain using Fourier transformation. This simplifies the measurement of some AC characteristics.
- - The procedure described can supplement the diagnosis for high-level detection with the information as to whether the magnetic rail brake has also been lowered to the top edge of the rail. The method can offer the possibility of detecting sloughing and thus provide information on the braking force of the magnetic track brake.
- - The method can provide a detection of the state of wear of the pole pieces and end members, at least the New and Worn states.
- - In addition to the diagnosis as part of the brake test, the method can offer the possibility of carrying out the diagnosis dynamically, ie also while driving or braking. The diagnosis for detection of bottoming as well as for detection of splintering and wear can be carried out without additional sensors.
- - The measurement technology typically used can enable the internal resistance of the brake to be measured without any further effort and can therefore be used to detect faults on the electrical side.
- - If measuring technology is used that can also measure when switched on, further switching and suppression elements for the magnetic rail brakes can be omitted.
Abschließend sei erwähnt, dass die Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden. Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen jeweils für sich mit jedem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder anderen Unteransprüchen, um weitere andere Ausführungsbeispiele zu erhalten.Finally, it should be mentioned that the features of all the exemplary embodiments described above can be combined with one another in any desired manner in order to form further other exemplary embodiments of the invention. All features of subclaims can also be combined with each of the independent claims, either individually or in any combination with one or other subclaims, in order to obtain further other exemplary embodiments.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- MagnetschienenbremseMagnetic track brake
- 1111
- magnetisierbarer Kernmagnetizable core
- 11a11a
- Polschuhpole shoe
- 11b11b
- Polschuhpole shoe
- 1212
- Magnetfelderzeugungseinrichtung (Spule)Magnetic field generating device (coil)
- 2020
- Schienerail
- 3030
- Steuereinrichtungcontrol device
- 3131
- SchalterSwitch
- 3232
- Aktivierungseinrichtungactivation device
- 3333
- Gleichstrom- oder GleichspannungsquelleDirect current or DC voltage source
- 3434
- Kontrolleinrichtungcontrol device
- 341341
- Wechselquellealternate source
- 342342
- Auswerteinrichtungevaluation device
- 343343
- Spannungsmesseinrichtungvoltage measuring device
- 344344
- Strommesseinrichtung current measuring device
- A1A1
- elektrischer Anschlusselectrical connection
- A2A2
- elektrischer Anschlusselectrical connection
- ABSSECTION
- Absenksignallowering signal
- Bge.g
- magnetischer Flussmagnetic river
- Bwbw
- Wechselflussalternating flow
- HLSHLS
- Hochlagestellungssignalhigh position signal
- Igi
- Gleichstromdirect current
- ImIn the
- Strommesswertcurrent reading
- IwIw
- Wechselstromalternating current
- MAMA
- Messangabemeasurement
- Sasat
- Aufliegesignalsignal
- SHSH
- Hochlagesignalelevation signal
- Sisi
- Aufschieferungssignalfoliation signal
- SstSst
- Störungswarnsignalmalfunction warning signal
- SvSv
- Verschleißsignalwear signal
- Swsw
- Wartungssignalmaintenance signal
- tt
- ZeitTime
- Usus
- Spulenspannungcoil voltage
- UwUw
- WechselspannungAC voltage
- Uwmetc
- Spannungsmesswertvoltage reading
- VV
- Phasenmesswertphase reading
- WW
- Warnsignalwarning signal
Claims (15)
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