DE3821281C2

DE3821281C2 - Device for measuring the inclination of vehicles in the direction of the path movement

Info

Publication number: DE3821281C2
Application number: DE3821281A
Authority: DE
Inventors: Werner Hackenberg; Peter Bolz
Original assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Current assignee: WESTFAELISCHE BERGGEWERKSCHAFT
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2008-06-25
Also published as: DE3821281A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Neigung von Fahrzeugen in Richtung der Bahnbe wegung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for measurement the inclination of vehicles in the direction of the Bahnbe Motion according to the preamble of claim 1.

Ein neigungsempfindliches Neigungsmeßgerät für Au tomobile ist bereits bekannt (JP 60-23 35 14). Da bei wird ein beschleunigungsproportionales Signal aus der elektrischen Differentiation des vom Ge schwindigkeitssensor abgeleiteten Geschwindigkeits signals bestimmt und dazu benutzt, den Pegel des elektrischen Ausgangssignals des Neigungssensors über eine Transistorschaltung derart zu verändern, daß der Einfluß einer äußeren Beschleunigung auf den Neigungssensor kompensiert wird. Diese Kompen sationsschaltung ist für fahrzeugspezifisch einge setzte Neigungsmeßgeräte geeignet, erlaubt es je doch nicht, ein Neigungsmeßgerät beliebiger Bauart mit Signalen, die aus einem Geschwindigkeitssensor ebenfalls beliebiger Bauart abgeleitet werden, zu korregieren.A tilt sensitive inclinometer for Au tomobile is already known (JP 60-23 35 14). There at is an acceleration proportional signal from the electrical differentiation of the Ge speed sensor derived speed signals determined and used to adjust the level of the electrical output signal of the inclination sensor to change via a transistor circuit in such a way that the influence of an external acceleration on the inclination sensor is compensated. These compen Station circuit is switched on for vehicle-specific suitable inclinometers, it allows not, however, any type of inclinometer with signals coming from a speed sensor can also be derived from any type correct.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Bremsen vorzugsweise auf Notbremsen von Sonderfördermitteln des Untertagebetriebes aus unterschiedlich zusam mengestellten Zügen, die in den Strecken verkehren. Vorzugsweise betrifft die Erfindung dabei Brems laufkatzen für Einschienenhängebahnen, welche eine Reibungsbremse aufweisen, die eine eine vorgegebene Mindestverzögerung des Zuges ergebende Bremskraft erzeugt und mit einer Thermometereinrichtung verse hen ist, welche die Bahngeschwindigkeit ermittelt und bei einer vorgegebenen Bahngeschwindigkeit eine Bremsauslösevorrichtung betätigt.The invention particularly relates to brakes preferably on emergency brakes from special funding of underground operations from different together trains that run on the routes. The invention preferably relates to brakes trolleys for monorails, which one Have friction brake, the one a predetermined Minimum deceleration of the train resulting braking force generated and verse with a thermometer device hen, which determines the web speed and at a given web speed Brake release device actuated.

Für derartige Anwendungsfälle ist es bereits be kannt, über die Zugstange einer Bremslaufkatze die Bremsung zu beeinflussen, wodurch sich bei abwärts gerichtetem Bahnkörper die unterschiedliche Last verschieden zusammengestellter Züge und das unter schiedliche Gefälle des Bahnkörpers berücksichtigen läßt (DE-22 54 287 C3). Für die Praxis benötigt man allerdings für ein Schienenfahrzeug derartiger Züge, dessen Neigung der Neigung des Bahnkörpers entspricht und an dem deshalb die Neigung gemessen werden soll eine Neigungsmeßeinrichtung, die die Richtung des Fahrzeuges hinreichend genau wiederge ben soll. Im Untertagebergbau ist die Neigung nur mit einer Masse feststellbar, welche gegenüber der von dem Fahrzeug gebildeten Vergleichsmasse beweg lich ist. Dabei kann es sich um eine feste oder eine flüssige Masse handeln, wie sie in einem me chanischen oder in einem elektrischen bzw. elektro nischen Pendel Verwendung findet. Solche Neigungs messer sind allerdings dann problematisch, wenn die Vergleichsmasse ihrerseits beschleunigt wird. Das ist beispielsweise bei Fahrzeugen die Regel, schon wenn diese aus dem Stand bewegt werden, erst recht aber dann, wenn die Fahrzeuge eine vorgegebene Bahn mit wechselnder Neigung durchfahren, wie das bei der geschilderten Notbremse im Untertagebetrieb, aber auch bei anderen Fahrzeugen vorkommt. In die sen Fällen stellt sich die Masse nicht mehr auf den Erdschwerpunkt ein, so lange die Beschleunigung an dauert, wodurch Meßfehler entstehen. Diese können so erhebliche Größenordnungen annehmen, daß ein verwertbares Neigungsmeßsignal nicht mehr zustande kommt. For such applications it is already knows about the pull rod of a brake trolley Braking affect, causing itself to go down directional web body the different load differently arranged trains and that under take into account different slopes of the track body leaves (DE-22 54 287 C3). In practice you need however, for a rail vehicle of this type Trains whose inclination is the inclination of the track body corresponds and on which the inclination is therefore measured to be an inclinometer that the Direction of the vehicle with sufficient accuracy should. In underground mining, the slope is only with a mass ascertainable, which compared to the of the reference mass formed by the vehicle is. It can be a fixed or act like a liquid mass as in a me mechanical or in an electrical or electro African pendulum is used. Such inclination knives are problematic when the Comparative mass is in turn accelerated. The is the rule for vehicles, for example if these are moved from a standing position, even more so but then when the vehicles have a given path Drive through with changing inclinations, like that with the described emergency brake in underground operation, but also occurs in other vehicles. In the In these cases, the crowd no longer stands on the Earth's center of gravity as long as the acceleration continues lasts, which results in measurement errors. these can assume such considerable orders of magnitude that a usable inclination measurement signal is no longer possible is coming.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nei gungsmeßeinrichtung zu schaffen, welche auch unter äußeren Umständen, die einem Neigungsmesser nicht günstig sind, ein Ausgangssignal liefert, daß die jeweilige Neigung des Fahrzeuges, d. h. seiner Standebene oder seiner Bewegungsbahn hinreichend genau wiedergibt.The invention has for its object a Nei gungsmeßeinrichtung to create, which also under external circumstances that an inclinometer doesn't are favorable, an output signal provides that the respective inclination of the vehicle, d. H. its Stand level or its movement path sufficient reproduces exactly.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand des Anspruches 2.The invention solves this problem with the features of claim 1. Further features of the invention are the subject of claim 2.

Die Erfindung schafft damit nicht nur eine schal tungstechnisch neue Lösung des Kompensationspro blems bei Neigungssensoren der Eingangs bezeichne ten bekannten Art, vielmehr erfolgt mit dem Einsatz der Filter und des Vorverstärkers eine Anpassung der funktional verschiedenen Teile, nämlich einer seits der Geschwindigkeit und Neigungssensoren und andererseits der Kompensationsschaltung in der Weise, daß die Kompensationsschaltung mit einfachen Mitteln an die entsprechenden Sensoren verschieden ster Bauart angepaßt werden kann. Damit werden die Einsatzmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung er heblich erweitert.The invention thus not only creates a stale technically new solution of the compensation pro denote the input for inclinometers ten known type, rather takes place with the use the filter and the preamplifier make an adjustment the functionally different parts, namely one on the part of speed and inclination sensors and on the other hand, the compensation circuit in the Way that the compensation circuit with simple Different means to the corresponding sensors ster type can be adapted. With that, the Possible uses of the present invention considerably expanded.

Insbesondere im Untertagebetrieb ergibt sich der Vorteil, daß relativ grobe Neigungsmesser verwend bar sind, ohne daß die solchen Geräten eigene Unge nauigkeit bei auftretender Beschleunigung unberück sichtigt bleiben. Andererseits funktioniert die Er findung auch für Neigungsmesser, welche durch Er schütterungen der Vergleichsmasse ein verfälschtes Ausgangssignal liefern, weil Erschütterungen, wenn sie hinreichende Größenordnungen annehmen sich als Beschleunigung der Vergleichsmasse darstellen. Es geht dabei nicht um die Feststellung der Größenordnung der Erschütterung, sondern um die Korrektur ihres Einflusses auf die Messung der Neigung der Vergleichsmasse, was z. B. bei Diebstahlsicherungen von Fahrzeugen notwendig ist, die unberechtigt abgeschleppt oder aufgeladen werden.This is particularly the case in underground operations The advantage of using relatively coarse inclinometers are bar, without such devices own unge accuracy when acceleration occurs stay sighted. On the other hand, the He works invention for inclinometers, which by Er shake of the reference mass a falsified Provide output signal because of vibration when they assume sufficient magnitudes Represent acceleration of the reference mass. It is not about finding the Magnitude of the vibration, but about the Correction of their influence on the measurement of Inclination of the reference mass, which z. B. at Theft protection of vehicles is necessary who are towed or charged without authorization become.

Es empfiehlt sich allerdings, bei Verwirklichung der Erfindung von einem Merkmal des Anspruches 2 Gebrauch zu machen, weil hierdurch die Genauigkeit des Ausgangssignals von den Fehlern unabhängig wird, die durch den Tachogenerator in die Neigungs messung gelangen. Dadurch ist man weitgehend von der Art des Tachometers unabhängig.However, it is advisable to implement it the invention of a feature of claim 2 To make use of it because of the accuracy of the output signal regardless of the errors that is inclined by the tachometer generator get measurement. As a result, one is largely from regardless of the type of speedometer.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aus führungsbeispieles näher erläutert:In the following the invention based on an off example explained in more detail:

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine schematische Darstellung des vorzugs weisen Anwendungsgebietes der Erfindung, Fig. 1 is a schematic representation of the preference have application area of the invention,

Fig. 2 ein Schema der Schaltung zur Erfassung der Fahrgeschwindigkeit, Verzögerung und Be schleunigung und störungskompensierte Fahr schienenneigung gemäß der Erfindung. Fig. 2 is a diagram of the circuit for detecting the driving speed, deceleration and Be acceleration and fault-compensated driving inclination according to the invention.

In Fig. 1 ist das eingangs besprochene Bremssystem schematisch dargestellt. Eine am Ende des Zugver bandes fahrende Bremskatze 1 weist einen Neigungs messer 2 auf. Zwischen der Zuglaufkatze 3 und dem mit dieser gekuppelten Personenbeförderungsmittel 4 befindet sich eine Meßkuppelstange 5, deren Sensor über eine Steuerleitung 6 mit einem Regler in der Bremslaufkatze 1 verbunden ist. Diese weist ein Ta chometer 7 auf, mit dem die Bahngeschwindigkeit ge messen wird. Die Bremslaufkatze ist mit einer Mate rialtransporteinheit 8 gekuppelt, welche das Ende des Zuges bildet.In Fig. 1, the brake system discussed above is shown schematically. A moving at the end of the Zugver band brake trolley 1 has an inclinometer 2 . Between the train trolley 3 and the passenger transport means 4 coupled to it there is a measuring coupling rod 5 , the sensor of which is connected via a control line 6 to a controller in the brake trolley 1 . This has a tachometer 7 with which the web speed is measured. The brake trolley is coupled to a mate rialtransporteinheit 8 , which forms the end of the train.

Der die Bahnneigung α ermittelte Neigungsmesser steuert die nicht dargestellte Bremsauslösevorrich tung nach der Bahngeschwindigkeit. Diese Steuerung erfolgt so, daß die auslösende Bahngeschwindigkeit bei Abwärtsfahrt vermindert und bei söhliger bis ansteigender Fahrt vergrößert wird. Außerdem wird mit dem Neigungsmesser 2 die Bremskraft geregelt.The inclinometer α determined the inclinometer controls the not shown Bremsauslösevorrich device according to the web speed. This control is carried out in such a way that the triggering path speed is reduced when traveling downwards and increased when driving uphill with a gentle or upward gradient. In addition, the braking force is regulated with the inclinometer 2 .

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 wird dem bei Be schleunigung des Fahrzeuges abfallenden bzw. zuneh menden Meßsignal des oben wiedergegebenen Neigungs messers eine Umkehrfunktion überlagert. Diese Um kehrfunktion verhält sich hinsichtlich ihrer Stei gerung genau entgegengesetzt zu dem abfallenden Meßsignal des Neigungsmessers. Die Umkehrfunktion wird von einem Tachogenerator geliefert, dessen Si gnal mit V bezeichnet ist. Das Signal und die Um kehrfunktion liefern zusammen ein stabiles Aus gangssignal.According to the illustration in Fig. 2, the falling or increasing measurement signal of the above reproduced inclinometer is superimposed on a reversing function. This reversing function behaves with respect to its slope exactly opposite to the falling measuring signal of the inclinometer. The reverse function is supplied by a tachometer generator, the signal is denoted by V. The signal and the reverse function together provide a stable output signal.

Das V-Signal wird zu diesem Zweck, nachdem es einen Filter passiert hat und auf einen Vorverstärker ge langt ist, von dem mit D bezeichneten Differenzie rer mit Vorzeichen versehen, kann daher als Signal zur beschleunigungs- und verzögerungsabhängigen Auslösung der Notbremse benutzt werden. Primär dient das mit a bezeichnete Korrektursignal zur Be reinigung des Einflusses der Geschwindigkeitsände rung in Schienenlängsrichtung auf den Neigungsmes ser. The V signal is used for this purpose after it has a Has passed filter and ge on a preamplifier is obtained from the difference designated D signed, can therefore be used as a signal for acceleration and deceleration dependent Triggering the emergency brake can be used. Primary the correction signal labeled a serves for loading cleaning the influence of the speed sands tion in the longitudinal direction of the rail on the inclination measurement ser.

Das Signal des Neigungsmessers wird über einen Fil ter dem Summierverstärker S zugeführt, dem auch das a-Signal anliegt.The signal from the inclinometer is transmitted via a fil ter supplied to the summing amplifier S, which also a signal is present.

Die Filter nach dem Neigungsmesser und dem Tachoge nerator sind auf beide Phasenlagen der beiden Si gnale abzugleichen, wobei die passende Amplitude durch die Verstärkung von V1 eingestellt wird.Filters on an inclinometer and a tachometer nerator are on both phases of the two Si gnale, matching the appropriate amplitude is set by amplifying V1.

Bei optimalem Abgleich besteht am Ausgang des Sum mierverstärkers S ein weitgehend stabiles Neigungs signal zur Verfügung. Gemäß dem in Fig. 1 darge stellten Ausführungsbeispiel wird dieses Signal über einen Filter auf einen Ausgangsverstärker V2 geschickt, an dem auch ein Nullabgleich, wie darge stellt, vorgenommen werden kann.With optimal adjustment, a largely stable inclination signal is available at the output of the sum amplifier S. According to the embodiment shown in FIG. 1, this signal is sent via a filter to an output amplifier V2, to which a zero adjustment, as shown, can be carried out.

Claims

1.Device for measuring the inclination of vehicles in the direction of the rail movement, in particular of rail vehicles, which has an electronic circuit for correcting errors in the inclination signal derived from an inclination sensor, which arise due to the acceleration of the vehicle, by time-synchronous superimposition with an acceleration-proportional signal, which is obtained by temporal differentiation of the speed signal taken from the speed sensor, contains, characterized by two filters and a preamplifier (V1) with which the phase position and the level of the signals from the speed sensor and the inclination sensor are matched to one another, and by a summing amplifier (S) Amplification of the additively amplifying signals of the inclination sensor and the acceleration-proportional output signal of the differentiation element.

2. Measuring device according to claim 1, characterized by a filter, an output amplifier (V2) and one Circuit for zeroing the summing amplifier are connected downstream.