DE3721127A1 - Radsensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Radsensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Radsensoren arbeiten mit induktiven Aufnehmern, die die Anwesenheit und/oder den Abstand des Eisenrades eines Schienenfahrzeuges an dem Radsensor erfassen. Derartige Radsensoren dienen z.B. zur Schaltung von Weichen oder Bremsen.

Es sind Bremsen im Einsatz, die ortsfest an der Schiene montiert sind und auf freilaufende Schienenfahrzeuge, z.B. Waggons beim Rangieren Bremskräfte ausüben, die von dem Durchmesser der Räder des Schienenfahrzeuges abhängig sind.

Daher besteht die Aufgabe, einen Radsensor so auszubilden, daß der Durchmesser des erfaßten Rades ermittelt werden kann. Diese Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht zum einen darauf, daß zwei Sensoren in geometrisch festem Abstand zueinander angeordnet und ihre Meßsignale so einander zugeordnet werden, daß der erfindungs­ gemäße Radsensor ein Ausgangssignal erzeugt, das ein hinrei­ chend genaues Referenzsignal für den Durchmesser des erfaßten Rades ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels beschrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematische Ansicht einer Schiene mit Radsensor und Rad;

Fig. 2 Prinzipschaltbild eines Sensors;

Fig. 3 Ausgangssignale der Auswertschaltung.

In Fig. 1 läuft das Rad 1 eines im übrigen nicht darge­ stellten Schienenfahrzeuges auf einer Schiene 2. An der Schiene 2 ist der Radsensor 3 derart befestigt, daß seine obere Meßkante 4 bei Überfahren des Rades 1 von dem Radkranz 5 des Rades fast berührt wird. Der Radsensor besteht aus zwei Sensorelementen 6 und 7, die im einzelnen später beschrieben werden. Die Ausgangssignale der Sensorelemente 6 und 7 werden über Leitungen 8 und 9 der Auswertschaltung 10 zugeführt. In der Auswertschaltung 10 wird ein Ausgangssignal erzeugt, das z.B. über Leitung 11 einem Anzeigegerät 12 zugeführt werden kann. In Abhängigkeit von der Anzeige des Gerätes 12 kann z.B. von Hand eine Bremse verstellt werden, so daß sich unter Berücksichtigung des ermittelten Durchmessers des Rades eine gewünschte Bremskraft ergibt. Jedes der Sensorelemente 6 und 7 ist so aufgeschaltet, wie dies in der Prinzipschaltung nach Fig. 2 dargestellt ist. Der eigentliche Fühler ist eine induktive Spule 13 mit einem offenen Eisenkern 14. Durch den Radkranz 5 des Rades 1 wird der magnetische Fluß in diesem Eisenkern mehr und mehr bei Annäherung eines Rades geschlos­ sen und anschließend wieder geöffnet. Die Spule 13 ist in einen Schwingkreis 15 mit einem auf die Induktivität der Spule 13 abgestimmten Kondensator 16 geschaltet. Die Energie­ versorgung des Schwingkreises geschieht durch den Oszillator 17. Das Ausgangssignal des Schwingkreises ist ein Wechsel­ strom. Die Amplitude dieses Wechselstroms des Schwingkreises hängt ab von der Bedämpfung der Induktivität 13, 14, d.h. also von der magnetischen Schließung des Eisenkerns 14. Der Wechselstrom wird einem Wandler 18 aufgegeben. Der Wandler 18 wandelt den Wechselstrom in einen Gleichstrom, dessen Größe von der Amplitude des Wechselstroms des Schwingkreises abhängig ist.

Wie Fig. 3 zeigt, erzeugen die beiden Sensorelemente infolge ihres identischen Aufbaus die im wesentlichen identischen Ausgangssignale Signal 1 und Signal 2, wenn die Sensorele­ mente von einem Rad überfahren werden. Diese Ausgangssignale entsprechen in ihrem zeitlichen Verlauf in etwa Gausschen Verteilungskurven. Diese Ausgangssignale sind jedoch zeitlich zueinander versetzt. Dieser Versatz hängt vor allem ab von dem Abstand s der beiden Sensorelemente (s. Fig. 1). Der Abstand s der Sensorelemente ist konstant. Die Ausgangs­ signale der Sensorelemente S 1 und S 2 werden nun in der Auswertschaltung erfaßt und ausgewertet. Dabei werden zunächst die Maximalwerte a 1 und a 2 von Signal 1 und Signal 2 erfaßt, die in Fig. 3 für den Durchmesser D 1 durch die Größen a 1.1 und a 2.1 gekennzeichnet sind. Ferner ermittelt die Auswertschaltung die Identitätswerte b. In Fig. 3 ist als Identitätswert für den Durchmesser D 1 der Wert b 1 angegeben, für den Durchmesser D 2 der Wert b 2. Die Identitätswerte sind die Meßwerte des zeitlichen Verlaufs von Signal 1 und Signal 2, die zeitgleich identisch sind.

Die Auswertschaltung erzeugt nur ein Ausgangssignal, das eine Funktion des Quotienten aus der Summe der Maximalwerte (a 1 + a 2) und dem Identitätswert b ist. Es ist also das Ausgangssignal
D 1 = a 1.1 + a 2.1 / b 1
D 2 = a 1.2 + a 2.2 / b 2.

Es wurde nun gefunden, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung bei der erfindungsgemäßen Auswertung der Meßsignale das Signal D ein hinreichend genaues Kriterium für den Durchmes­ ser des Rades ist. Überraschenderweise wird der Aussagewert dieses Ausgangssignals für den Durchmesser weder durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges noch durch Verschleiß oder sonstige Störungen beeinträchtigt.

• Bezugszeichenaufstellung:  1 Rad
   2 Schiene
   3 Radsensor
   4 Meßoberfläche
   5 Radkranz
   6 Sensorelement
   7 Sensorelement
   8 Leitung
   9 Leitung
  10 Auswertschaltung
  11 Ausgangssignal
  12 Anzeigegerät
  13 Spule
  14 Magnetkern
  15 Schwingkreis
  16 Kapazität
  17 Oszillator
  18 Wandler

Claims (1)

1. Radsensor für Schienenfahrzeuge, welcher an der Schiene befestigt ist, mit dem Kennzeichen:
   Der Radsensor besteht aus zwei Sensorelementen, die mit festem Abstand zueinander an der Schiene befestigt sind und die jeweils mittels eines induktiven Meßelements bei Anwesenheit eines Eisenrades ein Ausgangssignal erzeugen und aus einer Auswertschaltung, die die maximalen Meßwerte (Maximalwerte a 1, a 2) der beiden Sensoren sowie den zeitgleich anstehenden, identischen Meßwert (Identitätswert b) beider Sensoren erfaßt und ein Ausgangssignal (D) erzeugt in Abhängigkeit von dem Quotienten Summe der Maximalwerte /Identitätswert (D = f (a 1 + a 2/b).