Fahrzeuge benötigen, um zu beurteilen wann sie an einem bestimmten
Punkt ankommen bzw. in welcher Zeit sie eine bestimmte Wegstrecke
durchfahren werden, eine Geschwindigkeitsanzeige. Bei
Fahrzeugen, die nicht direkt mit dem Erdboden in Verbindung stehen
(Flugzeug, Schiff) ist die sogenannte Geschwindigkeit über
Grund von Bedeutung. Bei Flugzeugen muß die Luftgeschwindigkeit,
die über eine Sonde am Flugzeugrumpf gegenüber der Umgebungsluft
als Fluggeschwindigkeit angezeigt wird, mit der örtlichen Windgeschwindigkeitskomponente
korrigiert werden, um die reale Geschwindigkeit
über Grund zu ermitteln. Bei Schiffen ist die Problemstellung
ähnlich, hier muß die örtliche Strömungsgeschwindigkeit
des Wassers zusätzlich berücksichtigt werden.Vehicles need to judge when they are on a particular
Arrive point or at what time they travel a certain distance
be driven through, a speed indicator. At
Vehicles that are not directly connected to the ground
(Airplane, ship) is the so-called speed above
Reason of importance. For airplanes, the air speed,
via a probe on the fuselage against the ambient air
is displayed as the flight speed with the local wind speed component
be corrected to the real speed
to determine the reason. The problem is with ships
similarly, here the local flow velocity
of water are also taken into account.
Bei Fahrzeugen (Schienen- und Straßenfahrzeuge), die über Räder
direkten Kontakt zum Erdboden haben, wird die Geschwindigkeit üblicherweise
über eine dem Umfang eines Rades proportionale Drehzahl
in eine Geschwindigkeitsanzeige umgesetzt. Diese Geschwindigkeitsanzeigegeräte
verwenden entweder eine der Drehzahl des
Rades proportionale Analoganzeige, die z. B. über ein auf der Radnabe
bzw. über ein Getriebe oder ähnliches angetriebenen Gleichstromdynamo
erzeugten Spannung erzeugen, die dann über elektrische
Leitungen einem Anzeigeinstrument, z. B. einem Voltmeter, mit
entsprechender Skalenteilung angezeigt wird. Bekannt sind andere
Verfahren, in denen über einen Impulsgeber ein der Drehzahl eines
Rades proportionale Impulszahl, die z. B. über einen induktiven
akustischen bzw. optischen Aufnehmer an eine Elektronik geliefert
wird, die aus diesen Impulsen ein digitales oder analoges Anzeigesignal
formt.For vehicles (rail and road vehicles) that have wheels
speed is usually in direct contact with the ground
over a speed proportional to the circumference of a wheel
converted into a speed display. These speed indicators
use either one of the speed of the
Rades proportional analog display, the z. B. via on the wheel hub
or via a gear or similar driven direct current dynamo
generate generated voltage, which is then electrical
Lines a display instrument, e.g. B. a voltmeter with
corresponding scale division is displayed. Others are known
Procedures in which the speed of a
Rades proportional number of pulses, the z. B. via an inductive
acoustic or optical transducers supplied to electronics
is, from these pulses a digital or analog display signal
forms.
Probleme bereitet die Geschwindigkeitsanzeige über oben genannte
Verfahren immer dann, wenn der Durchmesser des den Boden berührenden
Rades sich während der Nutzungszeit im Durchmesser verändert.
Dies ist bei Automobilen, bei denen durch Verschleiß der
Reifen eines PKW's nur eine geringfügige Änderung des Durchmessers
von z. B. 1 cm bei einem Durchmesser eines Rades von ca. 1/2 m
mit etwa 2% relativ unbedeutend. Das heißt die Veränderung der Geschwindigkeitsabnahme
mit dem Verschleiß des Rades bei gleicher
Drehzahl ist weitestgehend zu vernachlässigen.The speed display causes problems via the above
Procedure whenever the diameter of the one touching the ground
Wheel changes in diameter during use.
This is the case with automobiles where the wear and tear of the
Tires of a car only a slight change in diameter
from Z. B. 1 cm with a diameter of a wheel of about 1/2 m
relatively insignificant at around 2%. That means the change in the speed decrease
with the wear of the wheel at the same
The speed is largely negligible.
Bei Schienenfahrzeugen hingegen, die einen Raddurchmesser von etwa
0,5 bis 1,5 m aufweisen können, sind im Laufe der Nutzungszeit
erhebliche Veränderungen des Durchmessers der Lauffläche des Rades
auf den Schienen zu verzeichnen. So können bei Raddurchmessern
von 1 m sich der Durchmesser der Lauffläche nach einiger
Zeit auf einen Durchmesser von 0,9 m verändern. In diesem Falle
handelt es sich um eine Durchmesserveränderung von ca. 10% und
somit gleichzeitig einer Verfälschung der Geschwindigkeitsanzeige
von 10%.In the case of rail vehicles, on the other hand, which have a wheel diameter of approximately
0.5 to 1.5 m can be in the course of use
significant changes in the diameter of the tread of the wheel
recorded on the rails. So with wheel diameters
of 1 m the diameter of the tread after some
Change time to a diameter of 0.9 m. In this case
is a diameter change of approx. 10% and
thus at the same time a falsification of the speed display
of 10%.
Um bei derart hohen Veränderungen des Durchmessers mit den Geschwindigkeitsanzeigegeräten,
die entweder über Impulsgeber bzw.
über analoge Signalgeber angesteuert werden, eine korrekte Anzeige
zu erlangen, ist eine Nachjustierung der Elektronik erforderlich.
Dies geschieht in der Praxis meist so, daß die verwendeten
Geschwindigkeitsanzeiger bzw. Wegstreckenregistriergeräte, in denen
manuell der Durchmesser des Rades eingegeben werden muß, von
Zeit zu Zeit und zwar während der üblichen Inspektionszeiten
nachgestellt werden. Der Durchmesser der Laufflächen wird von
Hand vermessen und die Veränderungen entsprechend an der Elektronik
eingegeben. Somit weist das Geschwindigkeits-Anzeigegerät jeweils
nur nach der Inspektion die genaue Geschwindigkeit an.In order to deal with such large changes in diameter with the speed indicators,
either via pulse generator or
controlled via analog signal transmitters, a correct display
readjustment of the electronics is required.
In practice, this usually happens in such a way that the used ones
Speed indicators or distance registration devices in which
the diameter of the wheel must be entered manually
From time to time during the usual inspection times
be adjusted. The diameter of the tread is from
Hand measured and the changes to the electronics accordingly
entered. Thus, the speed display device points in each case
the exact speed only after the inspection.
Um dieses zu verhindern, wird erfindungsgemäß durch eine Sonde
(1) ständig der Durchmesser der Lauffläche (3) des Rades (5) derart
überwacht, daß von einem einmalig festgelegten definierten
Abstand der Sonde (1) von der Achsmitte (6) aus kontinuierlich
der Abstand zur Lauffläche (3) vermessen wird. Aus der Differenz
des Abstandes der Lauffläche (3) und Sonde (1) sowie dem Abstand
der Achsmitte (6) und der Sonde (1) läßt sich der veränderliche
Durchmesser der Lauffläche (3) kontinuierlich ermitteln. Dieser
so ermittelte Abstand kann einer vorhandenen Registriereinrichtung
als veränderlicher Durchmesser der Lauffläche, der bisher
manuell eingegeben wurde, kontinuierlich zugeführt werden, so daß
eine manuelle Vermessung des aktuellen Durchmessers der Lauffläche
in Intervallen bei Inspektionen nicht mehr erforderlich ist.In order to prevent this, according to the invention, the diameter of the tread ( 3 ) of the wheel ( 5 ) is continuously monitored by a probe ( 1 ) in such a way that the probe ( 1 ) from the center of the axis ( 6 ) is continuously defined from a defined distance Distance to the tread ( 3 ) is measured. The variable diameter of the tread ( 3 ) can be determined continuously from the difference between the distance between the tread ( 3 ) and the probe ( 1 ) and the distance between the center of the axle ( 6 ) and the probe ( 1 ). This distance determined in this way can be continuously fed to an existing registration device as a variable diameter of the tread, which was previously entered manually, so that manual measurement of the current diameter of the tread at intervals is no longer necessary during inspections.
Um der teilweise recht umständlichen bzw. teilweise nicht möglichen
Vermessung des Abstandes zwischen der Sonde (1) und der Radachse
(6) zu umgehen, ist erfindungsgemäß alternativ die Vermessung
des Abstandes der beiden Durchmesser der Lauffläche (3) und
des Spurkranzes (4) durch zwei Sonden (1), (2) möglich. Die Differenzmessung
der beiden Durchmesser (3) und (4) über zwei Sonden
erweist sich deshalb als besonders günstig, da hierbei unter Vernachlässigung
kleiner Abweichungen es nicht unbedingt erforderlich
ist, daß die Sonden (1) und (2) einen während des Fahrbetriebes
unbedingt konstant zu haltenden Abstand zur Radachse
(6) aufweisen müssen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die Veränderung
des Abstandes (7) bzw. des Abstandes (8) der Laufflächen
(3) und des Spurkranzes (4) gegenüber den Sonden (1) und (2) bei
einer durch die Federung des Fahrzeuges verursachten Vertikalbewegung
(9) unbedeutend, wenn der Durchmesser des Rades (5), wie
bei Schienenfahrzeugen üblich, groß gegenüber der Vertikalbewegung
(9) ist.In order to avoid the sometimes rather cumbersome or sometimes not possible measurement of the distance between the probe ( 1 ) and the wheel axle ( 6 ), the measurement of the distance between the two diameters of the tread ( 3 ) and the wheel flange ( 4 ) is alternatively carried out according to the invention two probes ( 1 ), ( 2 ) possible. The difference measurement of the two diameters ( 3 ) and ( 4 ) using two probes proves to be particularly advantageous because, neglecting small deviations, it is not absolutely necessary for the probes ( 1 ) and ( 2 ) to be constant during operation distance to the wheel axle ( 6 ) to be kept. As is apparent from Fig. 2, the change in the distance ( 7 ) or the distance ( 8 ) of the treads ( 3 ) and the flange ( 4 ) compared to the probes ( 1 ) and ( 2 ) in one by the suspension of the vehicle caused vertical movement ( 9 ) is insignificant if the diameter of the wheel ( 5 ), as is usual in rail vehicles, is large compared to the vertical movement ( 9 ).
Fig. 3 zeigt das Wirkungsschema, wie das erfaßte Drehzahlsignal
(10) über eine Umsetzmechanik bzw. Umsetzelektronik (11) eine Anzeige
bzw. ein Registriersignal (13) produziert, wobei ein
Korrektur- bzw. Eingabesignal (12) für den Durchmesser des Rades
benutzt wird. Hierbei kann die Eingabe des Raddurchmessers (12)
sowohl manuell oder wie erfindungsgemäß über entsprechende Sensoren
automatisch erfolgen. Fig. 3 shows the effect diagram of how the detected speed signal ( 10 ) produces a display or a registration signal ( 13 ) via a conversion mechanism or conversion electronics ( 11 ), a correction or input signal ( 12 ) being used for the diameter of the wheel becomes. Here, the wheel diameter ( 12 ) can be entered either manually or, as in accordance with the invention, automatically using appropriate sensors.