DE3721127C2

DE3721127C2 -

Info

Publication number: DE3721127C2
Application number: DE19873721127
Authority: DE
Inventors: Josef Ing. Schaerding At Frauscher
Original assignee: Tiefenbach 4300 Essen De GmbH
Current assignee: Tiefenbach 4300 Essen De GmbH
Priority date: 1987-06-26
Filing date: 1987-06-26
Publication date: 1992-09-10
Also published as: DE3721127A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Radsensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a wheel sensor according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Radsensor ist durch die US-PS 39 14 338 bekannt geworden.Such a wheel sensor is known from US-PS 39 14 338 become.

Derartige Radsensoren arbeiten mit induktiven Aufnehmern, die die Anwesenheit und/oder den Abstand des Eisenrades eines Schienenfahrzeuges an dem Radsensor erfassen. Die Radsensoren dienen z. B. zur Schaltung von Weichen oder Bremsen.Such wheel sensors work with inductive sensors that the presence and / or distance of the iron wheel of a Detect the rail vehicle at the wheel sensor. The wheel sensors serve z. B. for switching switches or brakes.

Eine Einrichtung zur Bestimmung des Raddurchmessers an einem in Fahrt befindlichen Schienenfahrzeug ist Gegenstand der in "Patent Abstracts of Japan", E-168, 26.01.1980, Vol. 4, No. 11 gegebenen Kurzbeschreibung zu JP Kokai No. 54-1 53 058. Bei ihr ist am Beginn und am Ende der Meßstrecke je ein Signalgeber vorgesehen. Die Signalgeber sind untereinander nicht verbunden. Beim Überrollen nimmt ein Sensor einer auf dem mit den zu vermessenden Rädern bestückten Fahrzeug installierten Zählschaltung die Signale der Signalgeber auf und schaltet die Zählschaltung beim ersten Signalgeber ein und beim zweiten wieder aus. Der Raddurchmesser wird aus der Meßstreckenlänge und den während deren Durchfahren von der Zählschaltung gezählten Radumdrehungen ermittelt.A device for determining the wheel diameter on a rail vehicle in motion is the subject of in "Patent Abstracts of Japan", E-168, January 26, 1980, vol. 4, no. 11 given short description for JP Kokai No. 54-1 53 058. At it is a signal generator at the beginning and at the end of the measuring section intended. The signal transmitters are not among themselves connected. When rolling over, a sensor takes one with it installed the vehicle equipped with the wheels to be measured Counting circuit switches the signals of the signal generator on and off the counting circuit at the first signal generator and at second again. The wheel diameter is the length of the measuring section and that while passing through the counter circuit counted wheel revolutions determined.

Bei der in der DE 33 39 478 A1 beschriebenen Einrichtung wird mittels zweier Dehnmeßstreifen die Verformung der Schienenlauffläche durch das darüberrollende Rad erfaßt und der Signalabstand zur Feststellung der örtlichen Rollgeschwindigkeit benutzt. Für die Ermittlung des Durchmessers der Räder sind keine Hinweise gegeben. In the device described in DE 33 39 478 A1 the deformation of the rail running surface by means of two strain gauges gripped by the wheel rolling over it and the Signal distance to determine the local roll speed used. For the determination of the diameter of the wheels there are no indications.

Die DE 35 19 222 A1 beschreibt eine Einrichtung zur richtungsabhängigen Ermittlung der Achszahl einer rollenden Einheit, bei der zwei Sensoren derart schalttechnisch zu einer Einheit miteinander verknüpft sind, daß die Signalreihenfolge die Fahrtrichtung angibt. DE 35 19 222 A1 describes a device for directional Determination of the number of axles of a rolling Unit in which two sensors are connected in this way one unit are linked together that the signal order indicates the direction of travel.

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.There are brakes in use that are fixed to the rail are mounted and on free-running rail vehicles, for. B. Wagons exert braking forces when maneuvering by the Diameter of the wheels of the rail vehicle are dependent.

Daher besteht die Aufgabe, einen Radsensor so auszubilden, daß beim Überrollen des Radsenors, der Durchmesser des erfaßten Rades ermittelt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Netzwerke des Anspruchs 1 gelöst.Therefore, the task is to design a wheel sensor that when rolling over the wheel sensor, the diameter of the detected wheel are determined can. This task is accomplished by the networks of claim 1 solved.

Die Erfindung beruht darauf, daß bei zwei in geometrisch festem Abstand zueinander angeordneten Sensoren davon 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.The invention is based on the fact that in two geometrically fixed distance from each other arranged sensors thereof Measurement signals are assigned to each other so that the Invention appropriate wheel sensor generates an output signal that is sufficient chend accurate reference signal for the diameter of the detected Rades is.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs beispiels beschrieben.The invention based on an embodiment described for example.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. 1 schematische Ansicht einer Schiene mit Radsensor und Rad; Figure 1 is a schematic view of a rail with a wheel sensor and wheel.

Fig. 2 Prinzipschaltbild eines Sensors; Fig. 2 basic circuit diagram of a sensor;

Fig. 3 Ausgangssignale der Auswertschaltung. Fig. 3 output signals of the evaluation circuit.

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. In Fig. 1, the wheel 1 of a rail vehicle not shown Darge runs on a rail 2nd The wheel sensor 3 is fastened to the rail 2 such that its upper measuring edge 4 is almost touched by the wheel rim 5 of the wheel when the wheel 1 is passed over. The wheel sensor consists of two sensor elements 6 and 7 , which will be described in detail later. The output signals of the sensor elements 6 and 7 are fed to the evaluation circuit 10 via lines 8 and 9 . An output signal is generated in the evaluation circuit 10 and can be supplied to a display device 12 , for example via line 11 . Depending on the display of the device 12 , a brake can be adjusted by hand, for example, so that a desired braking force is obtained taking into account the determined diameter of the wheel. Each of the sensor elements 6 and 7 is connected as shown in the basic circuit shown in FIG. 2. The actual sensor is an inductive coil 13 with an open iron core 14 . Through the rim 5 of the wheel 1 , the magnetic flux in this iron core is closed more and more when a wheel approaches and then reopened. The coil 13 is connected in an oscillating circuit 15 with a capacitor 16 matched to the inductance of the coil 13 . The energy supply of the resonant circuit is done by the oscillator 17th The output signal of the resonant circuit is an alternating current. The amplitude of this alternating current of the resonant circuit depends on the damping of the inductance 13 , 14 , that is to say on the magnetic closure of the iron core 14 . The alternating current is applied to a converter 18 . The converter 18 converts the alternating current into a direct current, the size of which depends on the amplitude of the alternating current of the resonant circuit.

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 S1 und S2 werden nun in der Auswertschaltung erfaßt und ausgewertet. Dabei werden zunächst die Maximalwerte a1 und a2 von Signal 1 und Signal 2 erfaßt, die in Fig. 3 für den Durchmesser D1 durch die Größen a1.1 und a2.1 gekennzeichnet sind. Ferner ermittelt die Auswertschaltung die Identitätswerte b. In Fig. 3 ist als Identitätswert für den Durchmesser D1 der Wert b1 angegeben, für den Durchmesser D2 der Wert b2. Als Identitätswerte sind die Meßwerte des zeitlichen Verlaufs von Signal 1 und Signal 2 bezeichnet, die zeitgleich anstehen und identisch sind.As Fig. 3 shows that generate two sensor elements due to their identical construction, the substantially identical output signals signal 1 and signal 2 when the Sensorele elements run over by a wheel. The temporal course of these output signals corresponds approximately to Gaussian distribution curves. However, these output signals are staggered in time. This offset primarily depends on the distance s between the two sensor elements (see FIG. 1). The distance s of the sensor elements is constant. The output signals of the sensor elements S 1 and S 2 are now detected and evaluated in the evaluation circuit. First, the maximum values a 1 and a 2 of signal 1 and signal 2 are recorded, which are characterized in FIG. 3 for the diameter D 1 by the sizes a 1.1 and a 2.1 . The evaluation circuit also determines the identity values b. In Fig. 3 is 1, the value b 1 specified as the identity value for the diameter D, the diameter D 2, the value b 2. The measured values of the temporal course of signal 1 and signal 2, which are present at the same time and are identical, are referred to as identity values.

Die Auswertschaltung erzeugt nur ein Ausgangssignal, das eine Funktion des Quotienten aus der Summe der Maximalwerte (a1+a2) und dem Identitätswert b ist. Es ist also das Ausgangssignal
D1 = a1.1 + a2.1/b1
D2 = a1.2 +a 2.2/b2.The evaluation circuit only generates an output signal which is a function of the quotient of the sum of the maximum values (a 1 + a 2 ) and the identity value b. So it's the output signal
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.It has now been found that with the device according to the invention device in the evaluation of the measurement signals according to the invention Signal D is a sufficiently precise criterion for the diameter is the wheel. Surprisingly, the meaningfulness this output signal for the diameter neither by the Speed of the rail vehicle still due to wear or other disturbances.

BezugszeichenaufstellungList of reference symbols

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 1 wheel
2 rails
3 wheel sensor
4 measuring surface
5 wheel rim
6 sensor element
7 sensor element
8 line
9 line
10 evaluation circuit
11 output signal
12 display device
13 coil
14 magnetic core
15 resonant circuit
16 capacity
17 oscillator
18 converters

Claims

Wheel sensor for rail vehicles consisting of two sensor elements which are fastened to the rail at a fixed distance from one another and which each produce an output signal by means of an inductive measuring element in the presence of an iron wheel, and from an evaluation circuit, characterized in that
the evaluation circuit ( 10 ) for determining the diameter of an iron wheel rolling over the wheel sensor ( 3 ), the maximum measured values a 1 and a 2 of the output signals of the two sensor elements ( 6, 7 ) corresponding to their Gaussian distribution curves over time and
the identical measured value of both sensors ( 6, 7 ) which is present at the same time for both output signals is recorded as identity value b and
generates an output signal as a criterion for the diameter of the iron wheel, which is a function of the quotient (a 1 + a 2 ): b from the sum of the maximum values a 1 and a 2 and the identity value b.