DE2924190A1 - Monitoring presence, wt. etc. of railway vehicles - by using piezoelectric transducer mounted between rail foot and support block - Google Patents
Monitoring presence, wt. etc. of railway vehicles - by using piezoelectric transducer mounted between rail foot and support blockInfo
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Abstract
Description
Einrichtung zum Feststellen der Anwesenheit und/oderDevice for determining the presence and / or
des Gewichtes von Eisenbahnfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Feststellen der Anwesenheit rn/oder des Gewichtes von Eisenbahnfahrzeugen unter Verwendung eines an den Schienen angeordieten, durch die auf den Schienen geführten Eisenbahnfahrzeuge betätigbaren piezoelektrischen Gebers.the weight of railway vehicles The invention relates to a device for determining the presence of / or the weight of railway vehicles using one on the rails, through which on the rails guided railway vehicles actuatable piezoelectric encoder.
Derartige Einrichtungen sind bekannt. So zeigt z.B. die DE-PS 822 019 eine Meßeinrichtung zur Feststellung des Gewichtes von Eisenbahnfahrzeugen, bei der unterhalb einer Fahrschiene zwischen den Schwellen ein piezoelektrischer Körper angeordnet ist, der bei zunehmendem Druck seinen elektrischen Widerstand ändern soll. Der piezoelektrische Geber spricht auf die Durchbiegung der Fahrschiene beim Darüberlaufen eines Fahrzeugrades an und iiefert an seinem Ausgang ein elektrisches Signal, dessen Amplitude dem Achsgewicht des den Geber passierenden Fahrzeugs entspricht. Auf den piezoelektrischen Geber wirkt dabei nur ein Bruchteil des tatsächlichen Achsgewichtes, weil der überwiegende Teil der auf die Fahrschienen wirkenden Kräfte durch die starre und unnachgiebige Auflagerung des Fahrgleises zu beiden Seiten des Gebers aufgenommen wird.Such devices are known. For example, DE-PS 822 019 a measuring device for determining the weight of railway vehicles, in the case of the below a running rail between the sleepers a piezoelectric Body is arranged, which with increasing pressure its electrical resistance should change. The piezoelectric transmitter responds to the deflection of the rail when a vehicle wheel runs over it and delivers an electrical one at its output Signal, the amplitude of which corresponds to the axle weight of the vehicle passing the encoder. Acts on the piezoelectric encoder only a fraction of the actual axle weight, because the majority of it is on the running rails acting forces due to the rigid and unyielding support of the track is recorded on both sides of the encoder.
Eine andere Anordnung eines piezoelektrischen Gebers zum Ermitteln der Vorbeibewegung eines Fahrzeugs an einer an einer Schiene befindlichen Meßstelle ist in der DE-OS 1 808 242 angegeben. Dort ist der Geber in einer Halterung zwischen der Unterseite des Schienenoberteiles und der Oberseite des Schienenfußes angebracht. Wenn eine Radachse eines Fahrzeugs über diejenige Stelle der Schiene hinwegläuft, an der die das piezoelektrische Element tragende Halterung angebracht ist, wird das Gewicht des betreffenden Fahrzeugs über das Rad auf das Oberteil der Schiene übertragen. Den größten Teil der auf den Schienenoberteil ausgeübten Belastung trägt der Schienensteg; ein Teil der Belastung wird jedoch auf die das piezoelektrische Element tragende Halterung übertragen, die ihrerseits durch Formänderung auf den piezoelektrischen Geber wirkt undXdamit am Ausgang des Gebers ein das Vorüberlaufen eines Fahrzeugrades charaktersisierendes Signal auslöst.Another arrangement of a piezoelectric transmitter for determining the movement of a vehicle past a measuring point on a rail is given in DE-OS 1 808 242. There the encoder is in a holder between attached to the underside of the rail top and the top of the rail foot. If a wheel axle of a vehicle runs over that point on the rail, to which the bracket carrying the piezoelectric element is attached the weight of the vehicle in question via the wheel on the upper part of the rail transfer. Most of the load exerted on the upper part of the rail bears the rail web; however, some of the stress is placed on the piezoelectric Transfer element-bearing bracket, in turn by changing the shape of the Piezoelectric encoder acts andXthereby at the output of the encoder a passing by of a vehicle wheel triggers a characterizing signal.
Auch bei dieser bekannten Anordnung wird nur ein Bruchteil der insgesamt durch das Achsgewicht eines vorüberlaufenden Fahrzeugs verfügbaren Kraft für das Herleiten eines Meß- bzw. Meldesignals ausgenutzt, weil der überwiegende Teil dieser Kraft inden Widerlagern der Schiene absorbiert wird. Durch Schwingungen in den Fahrschienen beim Herannahen oder beim sich Entfernen von Fahr zeugen kann es vorkommen, daß die piezoelektrischen Ge- ber bereits bzw. noch so stark beeinflußt werden, daß sie an ihrem Ausgang Signale abgeben, die durchaus in der gleichen Größenordnung wie beim Vorüberlaufen eines Fahrzeugrades liegen können. Damit ist ein genügend großer Abstand zwischen einem durch Schwingungen erzeugten Störsignal und einem beim Befahren des Gebers ausgelösten Nutzsignal nicht gegeben.Even with this known arrangement, only a fraction of the total power available for the Deriving a measurement or reporting signal exploited because the majority of these Force is absorbed in the abutments of the rail. Due to vibrations in the running rails when approaching or moving away from driving testify it can happen that the piezoelectric About already or no matter how strongly influenced that they emit signals at their output that are of the same order of magnitude like when a vehicle wheel passes by. That is enough large distance between an interference signal generated by vibrations and a The useful signal triggered when driving over the encoder is not given.
Aufgabe der vorliegden Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Feststellen der Anwesenheit und/oder des Gewichtes von Eisenbahnfahrzeugen anzugeben, deren aktives Element aus einem an der Fahrschiene angeordneten piezoelektrischen Geber besteht und die die durch die Verwendung derartiger Geber erzielbaren Ergebnisse dadurch betrieblich verwertbar macht, daß sie einen genügend hohen Abstand zwischen Stör- und Nutzsignal aufweist.The object of the present invention is to provide a device for determining indicate the presence and / or weight of railway vehicles, their Active element from a piezoelectric transmitter arranged on the running rail exists and the results that can be achieved by using such donors thereby makes operationally usable that they have a sufficiently large distance between Has interference and useful signal.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß der piezoelektrische Geber unterhalb der Fahrschiene zwischen dem Schienenfuß und einem die Schiene abstützenden Widerlager angeordnet ist. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der piezoelektrische Geber in einer nach oben offenen Ausnehmung einer die Schiene aufnehmenden Tragplatte angeordnet ist, über die die Schiene auf dem Widerlager, z.B. einer Schwelle, aufliegt.This object is achieved by the invention in that the piezoelectric Encoder below the running rail between the rail foot and one supporting the rail Abutment is arranged. A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the piezoelectric transmitter is in a recess that is open at the top a support plate receiving the rail is arranged, over which the rail is mounted the abutment, e.g. a threshold.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.
Die Zeichnung zeigt in einer Schnittdarstellung eine Fahrschiene 1 normaler Bauart im Bereich einer Beein- flussungsstelle mit einem darauf geführten Fahrzeugrad 2 eines Eisenbahnfahrzeugs. Die Fahrschiene 1 ruht auf der Tragplatte 3, die ihrerseits auf einer Schwelle 4 befestigt ist. Die Tragplatte 3 ist mit nach oben vorstehenden Führungselementen 5 versehen, die ein Auswandern der Fahrschiene 1 quer zur Fahrrichtung verhindern sollen; an den Führungselementen können Klammern oder Druckfedern befestigt sein, die dafür sorgen, daß die Fahrschiene 1 sich nicht nach oben hin von der Tragplatte 3 lösen kann. Unterhalb der Fahrschiene ist die Tragplatte mit einer nach oben offenen Ausnehmung 6 versehen, in die ein piezoelektrischer Geber 7 eingesetzt ist. Dieser piezoelektrische Geber ist so ausgebildet, daß er die bei allen vorkommenden Wagengewichten auftretenden Radkräfte von bis zu 100 kN aufnehmen kann, ohne mechanisch Schaden zu nehmen. Diese Kräfte liegen deutlich über den Werten, die von auftretenden Schwingungen in der Schiene auf die Unterlage erzeugt werden, so daß nunmehr ein genügend großer Abstand zwischen Stör- und Nutzsignal gegeben ist. Die nach der Erfindung ausgestaltete Einrichtung läßt sich ohne Schwierigkeiten auch nachträglich an bereits verlegten Gleisen anbringen.The drawing shows a running rail 1 in a sectional view normal design in the area of an impairment flow point with a on it guided vehicle wheel 2 of a railway vehicle. The running rail 1 is at rest on the support plate 3, which in turn is attached to a sleeper 4. The support plate 3 is provided with upwardly protruding guide elements 5 that prevent migration to prevent the running rail 1 transversely to the direction of travel; on the guide elements brackets or compression springs can be attached to ensure that the rail 1 cannot detach itself from the support plate 3 towards the top. Below the runway the support plate is provided with an upwardly open recess 6 into which a piezoelectric encoder 7 is used. This piezoelectric transmitter is designed in such a way that that he the wheel forces occurring in all occurring car weights of up to can withstand up to 100 kN without being mechanically damaged. These forces lie well above the values that are caused by vibrations occurring in the rail Be created so that there is now a sufficiently large distance between disturbance and useful signal is given. The device designed according to the invention can can also be retrofitted to tracks that have already been laid without difficulty.
Die Anordnung mehrerer Einrichtungen entlang eines Gleises gestattet in an sich bekannter Weise neben dem Feststellen der Anwesenheit und/oder des Gewichtes eines Fahrzeugs auch das Erkennen der Bewegungsrichtung, der Geschwindigkeit sowie der Beschleunigung eines Fahrzeugs im Bereich der Einrichtungen.The arrangement of several devices along one track is permitted in a manner known per se in addition to determining presence and / or weight of a vehicle also the recognition of the direction of movement, the speed as well the acceleration of a vehicle in the area of the facilities.
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