DE19817950C2 - Einrichtung zur Überwachung von Spurwechselvorgängen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwa­ chung des ordnungsgemäßen Verriegelungszustands eines Spurwechselradsatzes, mit einer, einen Verriegelungs­ mechanismus des Spurwechselradsatzes zugeordneten Detektoreinrichtung, die eine erste Sensoreinrichtung umfaßt, die in Abhängigkeit einer definierten Ver­ riegelungsposition des Verriegelungsmechanismus ein Verriegelungssignal liefert.

In der Patentschrift DE 196 25 031 C1 wird ein automati­ sches Spurwechselsystem beschrieben, das für nicht selbst angetriebene Wagen den Verkehr auf Eisenbahn­ netzen mit unterschiedlichen Spurweiten zum Beispiel von der Normalspur 1435 mm auf die Breitspurstrecken der GUS- Bahnen bzw. der Baltischen Republiken 1520 mm er­ laubt. Dieses Spurwechselsystem besteht aus einer Spurwechselanlage, die die Schnittstelle zwischen den unterschiedlichen Spurweiten darstellt und Spurwech­ selradsätzen, deren Spurweite beim Durchfahren der Spurwechselanlage verändert wird. Für den Spurwech­ selradsatz gibt es zwei definierte Stellungen, die Normalspurstellung und die Breitspurstellung, in de­ nen ein Befahren der Normalspur bzw. der Breitspur zulässig ist. Die Räder des Spurwechselradsatzes wer­ den in der jeweiligen Spurweitenstellung durch einen geeigneten Verriegelungsmechanismus gegen axiale Ver­ schiebung gesichert. Für eine Änderung der Spurweite in der Umspuranlage muß dieser Verriegelungsmechanis­ mus gelöst werden. Dies wird bewirkt durch ein Zusam­ menwirken der Entriegelungsschienen der Spurwechsel­ anlage mit den Entriegelungsscheiben an den Spur­ wechselradsätzen, die mit dem Verriegelungsmechanis­ mus fest verbunden sind. Die Entriegelungsscheiben des Radsatzes laufen beim Einfahren in die Spur­ wechselanlage an die Entriegelungsschienen der Spur­ wechselanlage an, deren geometrischer Verlauf derart ist, daß durch das Einfahren eine axiale Kraft auf die Entriegelungsscheiben in Richtung des jeweiligen Rades resultiert. Durch geeignete konstruktive Maß­ nahmen führt die axiale Kraft zu einer axialen Ver­ schiebung der Entriegelungsscheiben, womit durch ge­ eignete konstruktive Maßnahmen das Lösen des Ver­ riegelungsmechanismus bewirkt wird. Gleichzeitig wird während dieses Entriegelungsvorganges ein Federsystem derart gespannt, daß die Entriegelungsscheiben in die Ausgangsposition zurückbewegt werden, wenn die axialen Kräfte durch die Entriegelungsschiene ent­ fallen. Im verriegelten Zustand besitzen die Ent­ riegelungsscheiben einen definierten Abstand von der Mitte der Radsatzwelle, unabhängig von der einge­ nommenen Spurweite.

Der eigentliche Spurwechsel erfolgt im entriegelten Zustand, indem die in Rillenschienen laufenden Räder axial auf die andere Spurweite verschoben werden. Nach Erreichen der anderen Spurweite muß die Verrie­ gelung der Räder wiederhergestellt werden. Dies wird gewährleistet, indem der konstruktive Verlauf der Entriegelungsschienen der Spurwechselanlage derart ist, daß die Federkraft im Verriegelungsmechanismus beim Ausfahren aus der Spurwechselanlage eine Ver­ schiebung der Entriegelungsscheiben in Richtung Aus­ gangsstellung erfolgt, bis die konstruktive Endposi­ tion erreicht ist, womit auch die Verriegelung der Räder sichergestellt ist.

Aus der DD 51670 ist eine automatische Kontroll­ einrichtung für Spurwechselradsätze bekannt, bei der ein Verriegelungsmechanismus auf seine ordnungsgemäße Verriegelung nach Beendigung des Spurwechselns über­ prüft wird. Hierzu ist eine Sensoreinrichtung vor­ gesehen, die ein entsprechendes Verriegelungssignal liefert. Es ist vorgesehen, einen Negativkontakt, der eine nicht ordnungsgemäße Verriegelung detektiert, in Reihe mit einem Achszählkontakt zu schalten, der durch einen Radsatz des Spurwechselradsatzes aus­ lösbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­ richtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mittels der in einfacher und sicherer Weise eine Überwachung eines Spurwechsels von Spurwechselradsätzen möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Ein­ richtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, daß der ersten Sensoreinrichtung eine zweite Sensoreinrichtung zugeordnet ist, die in Bewegungsrichtung des Spurwechselradsatzes vor und hinter der ersten Sensoreinrichtung angeordnete Sen­ soren umfaßt, die temporäre Positionssignale des Spurwechselradsatzes liefern, und einer Auswerte­ einrichtung zum Erfassen und Auswerten der Ver­ riegelungssignale und Positionssignale, wird es vor­ teilhaft möglich, neben der Überprüfung einer korrekten Position des Verriegelungsmechanismus des Spurwechselradsatzes gleichzeitig relevante Betriebs­ parameter des Spurwechselradsatzes während des Spur­ wechselns zu erfassen und auszuwerten. Durch die den ersten Sensoreinrichtungen zugeordneten zweiten Sen­ soreinrichtungen kann insbesondere eine Spurwechsel­ zeit, eine Spurwechselrichtung, eine Spurwechsel­ geschwindigkeit oder dergleichen ausgewertet werden. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene zweite Sensor­ einrichtung, mit den räumlich vor beziehungsweise nach - in Bewegungsrichtung des Spurwechselrad­ satzes - angeordneten Sensoren kann insbesondere ein zeitlicher Verlauf des Einfahrens und Ausfahrens des Spurwechselradsatzes in das Spurwechselsystem ausge­ wertet werden. Insbesondere wird es hierdurch möglich, eine Durchfahrgeschwindigkeit, eine Durch­ fahrrichtung sowie einen Einfahrzeitpunkt und Aus­ fahrzeitpunkt zu ermitteln.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs­ beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 Schnittzeichnung einer Spurwechselanlage;

Fig. 2 eine Skizze des Gesamtsystems zur Überwa­ chung der Verriegelung an Spurwechselrad­ sätzen;

Fig. 3 eine Schnittzeichnung eines Spurwechselrad­ satzes und die Anordnung der Sensoren zur Überwachung des Spurwechselvorgangs und

Fig. 4 eine Seitenansicht des Gleises und die Po­ sition der einzelnen Sensoren.

Die gesamte Einrichtung besteht aus zwei Detektoren 4 und 5 sowie einem Auswerterechner 6. Die Detektoren 4, 5 befinden sich unmittelbar im Bereich der Ver­ bindungen von Spurwechselanlage und dem Streckennetz. Wird ein Detektor 4 oder 5 von einem Radsatz durch­ fahren, so liefert der Detektor 4, 5 dem Auswerte­ rechner 6 die Signale Verriegelungszustand "Rad 1" 7, 7', Verriegelungszustand "Rad 2" 8, 8', Durchfahr­ geschwindigkeit 9, 9', Durchfahrrichtung 10, 10', sowie Einfahrzeitpunkt 11, 11' und Ausfahrzeitpunkt 12, 12'. Diese Signale werden im Auswerterechner 6 mit einem geeig­ neten Computerprogramm weiterverarbeitet. Die beiden Detektoren 4, 5 werden unmittelbar an den Ausgangs­ positionen der Spurwechselanlage angebracht, da die Radsätze in diesem Bereich durch die Rillenschienen 2, 2' und Sicherungsschienen 3, 3' noch sehr gut "vorzentriert" die Anlage verlassen und kein wesent­ licher seitlicher Versatz (Wellenlauf) auftritt und da die Erkennung nicht ordnungsgemäß verriegelter Räder aus Gründen der Betriebssicherheit möglichst unmittelbar nach dem Verlassen der Spurwechselanlage erfolgen soll.

Ein Detektor 4, 5 funktioniert folgendermaßen: Der Abstand der Entriegelungsscheibe 16, 17 eines Spur­ wechselradsatzes von der Radsatzmitte - bzw. von der Mittenposition im Gleis - weist im verriegelten Zustand einen festen, vordefinierten Wert auf. Die Einhaltung dieses Wertes wird zur Überwachung des Verriegelungszustandes überprüft. Dazu wird an geeig­ neter Position im Gleis in Höhe der Entriegelungs­ schienen 1, 1' eine Verriegelungssensorik ange­ bracht, die für jedes Rad eines Radsatzes den jeweiligen Abstand der Entriegelungsscheibe 16, 17 zu der jeweiligen festen Position des Verriegelungs­ sensors 18, 19 im Gleis ermittelt. Als Verriegelungs­ sensor 18, 19 können induktive Näherungssensoren oder sonstige abstands- bzw. positionsbestimmende Sensoren eingesetzt werden. Weicht die Position der Ent­ riegelungsscheibe 16, 17 für die sichere Funktion des Radsatzes mehr als ein zulässiges Toleranzmaß von der Sollposition ab, liegt eine nicht einwandfreie Ver­ riegelung vor. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und Fig. 4 werden die abstandsbestimmenden Ver­ riegelungssensoren 18, 19 durch geeignete Be­ festigungen 23 so im Gleisbereich angebracht, daß der Abstand zu den Entriegelungsscheiben 16, 17 des Radsatzes bei ordnungsgemäßer Verriegelung ca. 1 cm beträgt. Unter dieser Randbedingung können kon­ ventionelle induktive Schaltsensoren mit einem Schaltabstand, der das zulässige Toleranzmaß abdeckt (zum Beispiel 3 cm), eingesetzt werden. Ist die Ent­ riegelungsscheibe 16, 17 mehr als das zulässige Toleranzmaß (zum Beispiel 3 cm) vom Verriegelungssensor 18, 19 entfernt, liefert der Verriegelungssensor 18, 19 keinen Schaltimpuls und es muß geschlossen werden, daß die Verriegelung nicht ordnungsgemäß stattgefun­ den hat.

Um die einzelnen Achsen sicher dem Detektionsbereich der Verriegelungssensoren 18, 19 zuordnen zu können und zusätzlich eine Bestimmung der Geschwindigkeit 9 und der Durchfahrrichtung 10 zu ermöglichen, werden zwei Radsensoren 20 und 21 so angebracht, daß die Einfahrt und die Ausfahrt eines Radsatzes in/aus dem Detektionsbereich der Verriegelungssensoren 18, 19 sicher erkannt wird. Diese Radsensoren 20, 21 legen die Abmessungen des Detektors 4 bzw. 5 fest. Dieser Abstand ist so ausgelegt, daß sich physikalisch nur eine Achse innerhalb des Detektorbereichs, das heißt zwischen den Radsensoren 20 und 21 befinden kann. Als Radsensoren 20, 21 werden im Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 und Fig. 4 induktive Näherungssensoren mit festem Schaltabstand eingesetzt. Diese Rad­ sensoren 20 und 21 werden in hinreichendem Abstand parallel zur Schiene 24 oberhalb des Schienenkopfes angeordnet. Sobald ein Rad einen Radsensor 20, 21 passiert, schiebt sich die Radkranzinnenfläche 22 zwischen Radsensor 20, 21 und die Schiene. Dadurch wird der Schaltabstand des Radsensors 20, 21 erreicht und somit das Rad erkannt. Durch die Anordnung der Radsensoren 20, 21 eines Detektors 4, 5, wie in Fig. 4 dargestellt, werden Ein- und Ausgang von Radsätzen in dem Detektor erkannt, und es wird die Durchfahr­ richtung festgelegt. Passiert ein Rad den Radsensor 20 bzw. 21, wird das Signal Einfahrzeitpunkt 11 bzw. Ausfahrzeitpunkt 12 generiert und aus Kenntnis des Abstandes zwischen den Radsensoren 20 und 21 wird die Durchfahrgeschwindigkeit 9 bestimmt.

Die Weiterverarbeitung der Detektorinformationen erfolgt in einem Rechenprogramm des Auswerterechners 6. Dessen primäre Aufgabe ist die Überwachung des ordnungsgemäßen Ver­ riegelungszustandes nach dem Spurwechsel. Im Fehler­ fall löst der Auswerterechner 6 entsprechende Aktivi­ täten wie eine Warnung und Beeinflussung der Signalisierung 13 aus. Weiterhin sind Schnittstellen 15 vorgesehen, über die Informationen an den Betrieb weitergegeben werden können. Zusätzlich erfolgt im Auswerterechner die weitere Auswertung der Infor­ mationen zur Zuordnung der Achsen zu Wagen und zur Ermittlung statistischer Daten. Die bei den durch­ geführten Spurwechseln ermittelten Daten werden für Nachverarbeitungen und zur Dokumentation auf Daten­ trägern 14 abgelegt.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Überwachung des ordnungsgemäßen Verriegelungszustands eines Spurwechselradsatzes, mit einer, einen Verriegelungsmechanismus des Spur­ wechselradsatzes zugeordneten Detektoreinrichtung, die eine erste Sensoreinrichtung umfaßt, die in Ab­ hängigkeit einer definierten Verriegelungsposition des Verriegelungsmechanismus ein Verriegelungssignal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Sen­ soreinrichtung eine zweite Sensoreinrichtung zugeordnet ist, die in Bewegungsrichtung des Spurwechselradsatzes vor und hinter der ersten Sen­ soreinrichtung angeordnete Sensoren (20, 21) umfaßt, die temporäre Positionssignale des Spurwechselrad­ satzes liefern, und einer Auswerteeinrichtung zum Erfassen und Auswerten der Verriegelungssignale und Positionssignale.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ausgelöst durch die Radsensoren (20, 21) der Einfahrzeitpunkt (11, 11') und Ausfahrzeitpunkt (12,12') eines Radsatzes in/aus der Spurwechselanlage festge­ legt werden und daraus weitere Signale wie die Durch­ fahrgeschwindigkeit (9, 9') abgeleitet werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Auslösen der Radsensoren (20, 21) durch eine Detektion der Radkranzinnenfläche (22) er­ folgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchfahrrichtung (10, 10') durch die Spurwechselanlage bestimmt wird, indem die zeit­ liche Reihenfolge der Sensorinformationen der Radsen­ soren (20, 21) ausgewertet wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Verriegelungssensoren (18, 19) und Radsensoren (20, 21) in unmittelbarer Nähe des Einfahr- und Ausfahrbereichs der Spurwechselan­ lage befinden und daß damit die Vorzentrierung der Radsätze durch die Rillenschienen (2, 2') und die Si­ cherungsschienen (3, 3') genutzt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß automatisch eine Warnung oder eine ge­ eignete Signalisierung generiert wird, wenn eine nicht ordnungsgemäße Verriegelung an einem Spurwech­ selradsatz erkannt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus den verfügbaren Sensorinformationen zusätzlich mittlere Spurwechselgeschwindigkeit aus den Signalen Durchfahrgeschwindigkkeit (9, 9'), die Anzahl der Achsen, für die ein Spurwechsel erfolgte und eine Ableitung der Wagenzahl ermittelt wird.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus den Informationen über die einzel­ nen Achsen, Informationen über die Fahrzeuge abgelei­ tet werden, für die ein Spurwechsel durchgeführt wurde.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verfügbaren Informationen für sta­ tistische und betriebliche Zwecke gespeichert und über geeignete Schnittstellen (15) für eine Weiterverarbeitung bereitgestellt werden.