DE8601185U1

DE8601185U1 - Device for monitoring the movement of objects moving on a guideway

Info

Publication number: DE8601185U1
Application number: DE19868601185
Authority: DE
Original assignee: Quante Fernmeldetechnik GmbH
Current assignee: Quante Fernmeldetechnik GmbH
Priority date: 1986-01-18
Filing date: 1986-01-18
Publication date: 1987-06-25

Description

zugelassene Verteilter .beipruEufo^liiscrieR^ Patentamtauthorized Distributed Patent Office

. BUSE ·&ogr;&idiagr;&Rgr;&idiagr;,&Rgr;&EEgr;43^::&idiagr;&uacgr;&idiagr;&eacgr;^&Tgr;^:&Zgr;&Egr;&idiagr;·&ngr;&ogr;&iacgr;&rgr;^&idiagr;&Ngr;&agr;. LUDEWIG. BUSE ·&ogr;&idiagr;&Rgr;&idiagr;,&Rgr;&EEgr;43 ^: :&idiagr;&uacgr;&idiagr;&eacgr;^&Tgr; ^: &Zgr;&Egr;&idiagr;·&ngr;&ogr;&iacgr;&rgr;^&idiagr;&Ngr;&agr;. LUDEWIG

Unterriornen 114 PostMcn :00210 5600 Wuppertal ? Telefon i02 02) 55 7022/23/24 Telex 8591606 wpat Telefax 0202/55702&Iacgr;Subriornen 114 PostMcn :00210 5600 Wuppertal ? Telephone i02 02) 55 7022/23/24 Telex 8591606 wpat Fax 0202/55702&Iacgr;

56 5600 Wuppertal 2, den56 5600 Wuppertal 2, the

Kennwort: "Piezo-Schienenkontakt"Password: "Piezo rail contact"

Quante Fernmeldetechnik GmbH., Uellendahler Straße 353, 5600 Wuppertal 1Quante Fernmeldetechnik GmbH., Uellendahler Strasse 353, 5600 Wuppertal 1

Vorrichtung zur Überwachung der Bewegung von auf einer Führungsbahn beweglicher GegenständeDevice for monitoring the movement of objects moving on a guideway

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Solche Vorrichtungen werden als sogenannte Schienenkontakte zum Erfassen der auf einer Schiene laufenden Räder von Schienenfahrzeugen verwendet. Solche Schienenkontakte werden eingesetzt beispielsweise bei der Freimeldung von Geleisen, der Auflösung von Fahrstraßen und dem automatischen Sichern von Bahnübergängen, Die bekannten Schienenkontakte hatten folgenden Aufbau und Wirkungsweise (Signal + Draht 65 (1973) 2, S. 179 - 183).The invention relates to a device of the type specified in the preamble of claim 1. Such devices are used as so-called rail contacts for detecting the wheels of rail vehicles running on a rail. Such rail contacts are used, for example, for the clearing of tracks, the dissolution of routes and the automatic securing of level crossings. The known rail contacts had the following structure and mode of operation (Signal + Draht 65 (1973) 2, p. 179 - 183).

Es gibt mechanische Schienenkontakte, die durch das Rad betätigt werden, wofür Schaltstücke in der;Schiene einzubauen sind, welche die Tragfähigkeit der Schiene herabsetzen. Die Anordnung von Schaltstücken in anderen Bereichen der Schiene wirkt unzuverlässig und weise nur eine kurze Lebensdauer auf. Es gibt auch mechanische Schalter, welche auf die Durchbiegung der Schienen unter dem Gewicht des Schienenfahrzeugs ansprechen, doch ist hierzu ein hoher schaltungstechnischer Aufwand erforderlich. Außerdem erfolgt die Durchbiegung der Schienen in Abhängigkeit vcrri Raddruck, weshalb nicht mit Sicherheit jedes einzelne Rad erkannt werden kann, was folglich zu Fehlmeldungen führt.There are mechanical rail contacts that are activated by the wheel, for which switching elements must be installed in the rail, which reduce the load-bearing capacity of the rail. The arrangement of switching elements in other areas of the rail is unreliable and has a short lifespan. There are also mechanical switches that respond to the deflection of the rails under the weight of the rail vehicle, but this requires a high level of circuitry. In addition, the deflection of the rails depends on the wheel pressure, which is why every single wheel cannot be detected with certainty, which consequently leads to false alarms.

Es gibt ferner Schienenkontakte in magnetostatischer Ausführung, die auf das ferromagnetische Material der Räder ansprechen Bollen. Schwierigkeiten ergeben sich, weil der Schienenkontakt auch auf andere ferromagnetische Gegenstände anspricht, wie z.B. tief abgehängte Magnetschienenbremsen« Außerdem ergeben sich Störquellen durch Streufelder von Fahrmotoren, Transformatoren, Lichtgerieratoren und ffiägnetisierten Fahrzeugteilen. Außer mgonetostatischen Steuerungen verwendete man auch magnetodynamische, doch sind diese nur auf ausreichend schnell bewegliche Räder ansprechbar, während nahezu ruhende Gegenstände nicht erkannt werden. Die Empfindlichkeit gegen Störfelder ist auch hier groß.There are also magnetostatic rail contacts that respond to the ferromagnetic material of the wheels. Difficulties arise because the rail contact also responds to other ferromagnetic objects, such as low-mounted magnetic rail brakes. In addition, sources of interference arise from stray fields from traction motors, transformers, light generators and magnetized vehicle parts. In addition to magnetostatic controls, magnetodynamic controls are also used, but these only respond to wheels that are moving sufficiently quickly, while objects that are almost stationary are not detected. The sensitivity to interference fields is also high here.

Man hat auch Schienenkontakte mit elektromagnetischem Wechselfeld verwendet, die entweder über eine Änderung der Kopplung oder über eine Änderung der Dämpfung wirksam sind. Im erstgenannten Fall wird der Sender und Empfänger beidseitig der Schiene angeordnet und durch den Durchtritt des Rads ändert sich der Kopplungsfaktor, der dann ein Signal auslöst. Störfelder und tief hängende Magnetschienen-^ bremsen bedingen auch hier Fehlanzeigen. Störfrequenzen ergeben sich beispielsweise bei Schaltvorgängen von Hochspannungen. Dies liefert unzuverlässige Anzeigen.Rail contacts with an alternating electromagnetic field have also been used, which are effective either by changing the coupling or by changing the damping. In the first case, the transmitter and receiver are arranged on both sides of the rail and the passage of the wheel changes the coupling factor, which then triggers a signal. Interference fields and low-hanging magnetic rail brakes also cause false readings here. Interference frequencies arise, for example, when high voltages are switched. This produces unreliable readings.

Optisch arbeitende Schienenkontakte, sowie auf radioaktive Strahlung ansprechende, sind wegen der leichten Verschmutzung störanfällig und daher unbrauchbar.Optically operating rail contacts, as well as those that respond to radioactive radiation, are susceptible to failure due to slight contamination and are therefore unusable.

Es gibt kapazitive Schienenkontakte, die darauf ansprechen, daß sich die Dielektrizitätskonstante in dem Raumbereich zwischen den Platten verändert. Regen, Schnee, Tau und auch Schmutz liefern dabei ähnliche Einflüsse, wie einThere are capacitive rail contacts that respond to the change in the dielectric constant in the space between the plates. Rain, snow, dew and dirt have similar effects to a

in den Raum zwischen den beiden Kondensatorplatten hineingelangendes Rad, weshalb Fehlanzeigen sich ergeben.wheel entering the space between the two capacitor plates, which is why false readings occur.

Es gibt schließlich auch nach dem Radar-Prinzip arbeitende Schienenkontakte, wo Reflexionen von Radarwellen an Fahrzeugteilen ausgeführt und zur Anzeige benutzt werden. Durch Wettereinfiüsse versagen aber auch diese bekannten Vorrichtungen.Finally, there are also rail contacts that work according to the radar principle, where reflections of radar waves are carried out on vehicle parts and used for display. However, these known devices also fail due to weather influences.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Vorrichtung der im Oberbegriff genannten Art zu entwickeln, die weder durch fremde metallische Gegenstände, noch durch Wettereinflüsse noch durch Störfelder in ihrer einwandfreien Überwachungsfunktion beeinträchtigt wird. Dies wird erfindungsgemäß durch Anwendung der im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende Besonderheit zukommt:The invention is based on the task of developing a reliable device of the type mentioned in the preamble, which is not impaired in its proper monitoring function by foreign metal objects, weather influences or interference fields. This is achieved according to the invention by applying the measures specified in the characterizing part of claim 1, which have the following special feature:

Ein piezoelektrischer Dehnungsaufnehmer hat eine so hohe Empfindlichkeit und einen derart großen Dynamikbereich, daß beispielsweise in der Anwendung auf Schienenfahrzeugen die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung mit einer mehrfachen Sicherheit anspricht, wenn ein bereits unbeladenes Fahrzeug mit seinem Rad an der betreffenden Stelle der Schiene entlang läuft. Die Dehnungsaufnehmer stellen die Deformation der Führungsbahn, nämlich hier der Schiene fest, und geben das Anzeigesignal ab. Ein Verschleiß, wie er bei beweglichen Kontakten zu erwarten ist, findet nicht statt, weshalb eine lange Lebensdauer gesichert ist. Störwirkungen durch andere Gegenstände oder elektrische oder magnetische Felder spielen keine Rolle. Ebenso sind Witterungseinflüsse ohne Bedeutung, weil der Quarzkristall mit seinen Anschlüssen in einem Gehäuse geschützt untergebracht ist,A piezoelectric strain sensor has such a high sensitivity and such a large dynamic range that, for example, when used on rail vehicles, the monitoring device according to the invention responds with several times greater certainty when an already unloaded vehicle runs with its wheel along the relevant point on the rail. The strain sensors detect the deformation of the guideway, namely the rail in this case, and emit the display signal. Wear, as is to be expected with moving contacts, does not occur, which is why a long service life is ensured. Interference from other objects or electric or magnetic fields is not a factor. Weather influences are also irrelevant because the quartz crystal and its connections are housed in a protected housing.

HI if Md ·»· »· ·4HI if Md ·»· »· ·4

das in der Führungsbahn eingebaut wird, z.B. am Steg der Schiene im Gehäuse eingekapselt befestigt wird· Der Einbau des Quarzkristalls erfolgt derart, daß kraftabhängige Längenänderungen nur in einer bestimmten Richtung erkannt werden. Die Durchbiegung der Schiene wirkt sich in dem unterhalb der sogenannten "neutralen Faser" getroffenen Anordnung eines solchen Dehnungsaufnehmers in einer Längenvergrößerung aus, die für die Signalerzeugung «äurch den piezoelektrischen Effekt am Quarzkristall ausgenutzt wird; es ergibt sich eine der Dehnung proportionale elektrische Ladung, die als elektrostatische Spannung anfällt und über einen Impedanzwandler gemessen werden kann. Dabei kann, wie Anspruch 6 vorschlägt, für die Befestigung des den Dehnungsaufnehmer beinhaltenden Gehäuses eine einfache Schraubbefestigung verwendet werden.which is installed in the guideway, e.g. encapsulated in the housing on the web of the rail. The quartz crystal is installed in such a way that force-dependent length changes are only detected in a certain direction. The deflection of the rail results in an increase in length in the arrangement of such a strain sensor below the so-called "neutral fiber", which is used to generate the signal through the piezoelectric effect on the quartz crystal; this results in an electrical charge proportional to the strain, which occurs as an electrostatic voltage and can be measured via an impedance converter. As suggested in claim 6, a simple screw fastening can be used to fasten the housing containing the strain sensor.

Gemäß Anspruch 2 lassen sich durch einen Satz von zwei oder mehr piezoelektrischer Dehnungsaufnehmer bei geeigneter kombinierter Schaltung der davon ausgehenden eigenständigen Signale sogar die Richtung der Bewegung des Gegenstandes, wie eines Schienenfahrzeugs eindeutig feststellen. Ein gemäß Anspruch 3 zwischengeschalteter Verstärker dient dabei zur Impedanzwandlung. According to claim 2, a set of two or more piezoelectric strain sensors can even clearly determine the direction of movement of the object, such as a rail vehicle, with a suitable combined circuit of the independent signals emanating from them. An amplifier connected in between according to claim 3 serves for impedance conversion.

Durch Verwendung eines SignalwandlersBy using a signal converter

nach Anspruch 4 läßt sich die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung ohne weiteres auch mit konventionellen Vorrichtungen kombinieren, weshalb es bei Einführung des erfindungsgemäßen Gegenstandes nicht erforderlich ist, alle bekannten Vorrichtungen sofort durch die Erfindung zu ersetzen. Man kann vielmehr in kostensparender Weise diese Umrüstung schrittweise, nach und nach ausführen. Nützlich ist es schließlich, gemäß Anspruch 5, eine gemeinsame Sammelleitung zu verwenden, weil dann eineAccording to claim 4, the monitoring device according to the invention can also be easily combined with conventional devices, which is why it is not necessary to immediately replace all known devices with the invention when introducing the object according to the invention. Rather, this conversion can be carried out step by step in a cost-saving manner. Finally, according to claim 5, it is useful to use a common collecting line, because then a

• ·» it &igr; ·*• ·» it &igr; ·*

gemeinsame Auswertung und eine gemeinsame Energieversorgung auf diesem Wege möglich sind.joint evaluation and a common energy supply are possible in this way.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen: The invention is illustrated in an embodiment in the drawings. They show:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch die als Führungsbahn für ein schienengebundenes Fahrzeug dienende Schiene mit der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Schnittführung aus der Schnittlinie I-I von Fig. 2 gezeigt ist,Fig. 1 is a sectional view through the rail serving as a guideway for a rail-bound vehicle with the arrangement of the device according to the invention, the section being shown from the section line I-I of Fig. 2,

Fig. 2 eine längs der Schnittlinie II-II ausgeführte Draufsicht auf diesen Bereich der Führungsbahn, wo zwei miteinander gekoppelte Überwachungsvorrichtungen nach aer Erfindung benutzt werden, Fig. 2 is a plan view along section line II-II of this area of the guideway, where two monitoring devices coupled together are used according to the invention,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht durch das Gehäuse des erfindungsgemäßen piezoelektrischen Dehnungsaufnehmers und Fig. 3 is a longitudinal sectional view through the housing of the piezoelectric strain sensor according to the invention and

Fig. 4 die Draufsicht auf das Gehäuse von Fig. 3.Fig. 4 is a top view of the housing of Fig. 3.

Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung 10 umfaßt zwei Meßköpfe 11, II¹, die über Signalleitungen 13, 13' an jeweils einem eigenen Verstärker 12, 12' angeschlossen sind, während die Signale der beiden Verstärker 12,12' über Verbindungsleitungen 14, 14' zu einem gemeinsamen Auswerter 15 geführt werden, der über ein gemeinsames Speise- und Signalkabel 16 versorgt wird. Dieses Kabel 16 ka■ in analoger Weise an eine Vielzahl von weiteren überwachungsvorrichtungen 10 angeschlossen sein, die auf diesem Wege von einer gemein-'The monitoring device 10 according to the invention comprises two measuring heads 11, ¹² , which are each connected to their own amplifier 12, 12' via signal lines 13, 13', while the signals from the two amplifiers 12, 12' are fed via connecting lines 14, 14' to a common evaluator 15, which is supplied via a common supply and signal cable 16. This cable 16 can be connected in an analogous manner to a large number of further monitoring devices 10, which are thus controlled by a common '

samen Energiequelle versorgt werden und an eine gemeinsame Rechen-Auswerte- und Anzeigeeinheit angeschlossen sind, die nicht näher gezeigt ist.supplied with the same energy source and are connected to a common computing, evaluation and display unit, which is not shown in detail.

Ausweislich Fig. 3 und 4 besteht ein solcher Meßkopf aus einem massiven Gehäuse 20, welches zwei in einem Längsabstand 21 liegende, aus Fig. 4 ersichtliche Abstih_zflachen 22, 23 besitzt. Die eine Abstützfläche 22 ist am einen Ende des Gehäuses 20 durch eine angeformte Leiste 24 gebildet, während die andere Abstützfläche 23 zu einem Einsatz 25 gehört, der über eine Membranhalterung 26 beweglich in einer Aussparung 27 an der Unterseite des Gehäuses 20 sitzt. Der Fußteil des Einsatzes 25 ist, wie Fig. 4 erkennen läßt, ringförmig gestaltet, wie aus dieser Abstützfläche 23 zu erkennen ist. Zwischen dem Einsatz und dem Gehäuse 20 sitzt eine oder mehrere Quarzscheiben 30, die auf der einen Seite fest mit dem Boden 28 der Gehäuse-Aussparung 27 und auf der anderenseite fest mit der Kopffläche 29 verbunden sind. Die Quarzscheiben 30 sind so aus dem Kristall geschnitten, daß bei Deformationen in Richtung des Doppelpfeils 31 an den Grenzflächen elektrische Ladungen auftreten, wie es für die Erscheinung der Piezoelektrizität bekannt ist. Die dabei anfallenden Spannungen werden über Meßadern 32 abgegriffen, die Bestandteil der bereits erwähnten Signal leitung 13 sind. Das Gehäuse 20 hat z.B. einen rechteck' förmigen Urr.riß, wobei die eine Gehäuselängsseite 33 parallel zu der Ansprechrichtung 31 der als Dehnungsaufnehmer 30 fungierenden Quarzscheibe orientiert ist und daher eine exakte Ausrichtung des Meßkopfes 11 an der Schiene gewährleistet.According to Fig. 3 and 4, such a measuring head consists of a solid housing 20, which has two support surfaces 22, 23, which are located at a longitudinal distance 21 and can be seen in Fig. 4. One support surface 22 is formed at one end of the housing 20 by a molded strip 24, while the other support surface 23 belongs to an insert 25, which is movably seated in a recess 27 on the underside of the housing 20 via a membrane holder 26. The base part of the insert 25 is, as can be seen in Fig. 4, ring-shaped, as can be seen from this support surface 23. Between the insert and the housing 20 there are one or more quartz disks 30, which are firmly connected on one side to the base 28 of the housing recess 27 and on the other side to the head surface 29. The quartz disks 30 are cut from the crystal in such a way that when deformed in the direction of the double arrow 31, electrical charges occur at the interfaces, as is known for the phenomenon of piezoelectricity. The voltages that arise are tapped via measuring wires 32, which are part of the previously mentioned signal line 13. The housing 20 has, for example, a rectangular outline, with one long side 33 of the housing being oriented parallel to the response direction 31 of the quartz disk acting as a strain sensor 30, and therefore ensuring that the measuring head 11 is precisely aligned on the rail.

Ausweislich Fig. 1 und 2 wird ein solcher Meßkopf 11 an der gewünschten, zu überwachenden Stelle am Steg 18 einer Schiene 17 befestigt,und zwar vorzugsweise im Stegansatz 19 am Schienenfuß 34. Die Befestigung erfolgt dabei vorzugsweise in dem sogenannten "Schwellenfach" 35 zwischen zwei benachbarten Schwellen 36, welche die Schiene abschnittweise stützen und dort über bekannte Halterungen 37 festlegen. Läuft, wie Fig. 1 zeigt, ein Rad 40 über die kopfseitige Lauffläche 38 der Schiene 17, so kommt es insbesondere im Bereich des Schwellenfachs 35 zu einer aufgrund der Schwerkraft des Schienenfahrzeugs hervorgerufenen Schienendurchbiegung. Die Befestigungsstelle am Stegansatz 19 ist dabei unter der sogenannten "neutralen Phase" der Schiene 17 angeordnet, wo es zu einer starken Dehnung des Schienenmaterials kommt.Die Anbringung des Meßkopfes 11 erfolgt dabei so, daß die aus Fig. 4 ersichtliche Anspr^chrichtung 31 des Dehnungsaufnehmers 30 in Dehnungsrichtuny des Schienenstegs 18 an dieser Stelle orientiert ist. Der erwähnte Längsabstand 21 zwischen der leistenförmigen Abstützfläche 22 und der ringförmigen Abstützfläche 23 wird entsprechend dieser Dehnung vergrößert und wirkt sich in einer entsprechenden Deformation der im Gehäuse 20 eingespannten Quarzscheibe 30 aus. Dies liefert das bereits beschriebene Meßsignal, das dann zum Verstärker 22 und Auswerter 15 gelangt.As shown in Fig. 1 and 2, such a measuring head 11 is attached to the desired location to be monitored on the web 18 of a rail 17, preferably in the web attachment 19 on the rail foot 34. The attachment is preferably made in the so-called "sleeper compartment" 35 between two adjacent sleepers 36, which support the rail in sections and fix it there using known brackets 37. If, as shown in Fig. 1, a wheel 40 runs over the head-side running surface 38 of the rail 17, a rail deflection occurs, particularly in the area of the sleeper compartment 35, caused by the gravity of the rail vehicle. The fastening point on the web attachment 19 is arranged under the so-called "neutral phase" of the rail 17, where the rail material is subjected to strong expansion. The measuring head 11 is mounted in such a way that the direction of action 31 of the strain sensor 30 shown in Fig. 4 is oriented in the direction of expansion of the rail web 18 at this point. The aforementioned longitudinal distance 21 between the strip-shaped support surface 22 and the ring-shaped support surface 23 is increased in accordance with this expansion and results in a corresponding deformation of the quartz disk 30 clamped in the housing 20. This provides the measurement signal already described, which then reaches the amplifier 22 and the evaluator 15.

Die Befestigung des Meßkopfes 11 kann dabei in überraschend einfacher Weise ausgeführt sein, wie am besten aus Fig. zu erkennen ist. Das Gehäuse 20 kann mit einer einzigen, zweckmäßigerweise abgestuften Bohrung 39 ausgerüstet sein, in welche zu Befestigungszwecken ein Schraubbolzen 41 eingeführt ist, der sich mit seinem Bolzenkopf 42 an dem Absatz der Bohrung 39 abstützt/ während der GewindeschaftThe fastening of the measuring head 11 can be carried out in a surprisingly simple manner, as can best be seen from Fig. The housing 20 can be equipped with a single, expediently stepped bore 39, into which a screw bolt 41 is inserted for fastening purposes, which is supported with its bolt head 42 on the step of the bore 39 / while the threaded shaft

■ · · m ■■ · · m ■

auf der Unterseite des Gehäuses 20 herausragt und unmittelbar oder mittelbar in eineron the underside of the housing 20 and directly or indirectly in a

fest mit dem Schienensteg 18 verbundenen Gewindeaufnähme 44 festgeschraubt ist. Die Bohrung 39 befindet sich im Abstandsbereich 21 zwischen den beiden genannten Abstützflächen 22, 23. Beim Festziehen des Schraubbolzens 41 werden folglich beide Abstützflächen 22, 23 berührungsfest gegen die aus Fig. 3 ersichtliche Oberfläche 45 des Schienenstegs 18 angezogen. Die Dehnungen de^r Schiene 17 an dieser Stelle werden folglich von den Abstützflächen 22, 23 aufgenommen und in eine entsprechende Änderung ihres Längsabstands 21 umgesetzt.is screwed tightly to the threaded receptacle 44 which is firmly connected to the rail web 18. The bore 39 is located in the distance area 21 between the two support surfaces 22, 23 mentioned. When the screw bolt 41 is tightened, both support surfaces 22, 23 are consequently pulled against the surface 45 of the rail web 18 shown in Fig. 3 in a contact-proof manner. The expansion of ^the rail 17 at this point is consequently absorbed by the support surfaces 22, 23 and converted into a corresponding change in their longitudinal distance 21.

Wie bereits erwähnt wurde, können in einem solchen gemeinsamen oder nebeneinanderliegenden Schwellenfach ein Paar von Meßköpfen 11, II¹ angeordnet sein, von denen jeder für sich die Bewegung des Rads 40 an seiner Stelle überwacht unrl über seinen eigenen Verstärker 12, 12' dem Auswerter 15 meldet. Bewegt sich das Rad 40 in Richtung der in Fig. 2 durch den Pfeil 46 angedeuteten Richtung, so durchläuft die Dehnung zunächst in dem vordersten Meßkopf 11 ihr Maximum, bevor die entsprechende Maximaldehnung im Bereich des Meßkopfes II¹ zustande kommt. Der Auswerter 15 stellt dann fest, daß zunächst der Meßkopf 11 und danach der Meßkopf 11' ansprechen und kann dadurch auch die Bewegungsrichtung des Rads 40 ermitteln. Bei einer Bewegung entgegen dem Pfeil 46 spricht, in umgekehrter Weise, zunächst der Meßkopf 11' und dann der Meßkopf 11 an, was vom Auswerter 15 in analoger Weise festgestellt und über das Signalkabel 16 in einer geeigneten Anzeigevorrichtung kundbar gemacht wird. Hierzu genügt es, die beiden Meßköpfe 11, 11 in geeigneter Entfernung 47 an der Schiene 17 zu positionieren, die inAs already mentioned, a pair of measuring heads 11, II ¹ can be arranged in such a common or adjacent sleeper compartment, each of which monitors the movement of the wheel 40 in its place and reports it to the evaluator 15 via its own amplifier 12, 12'. If the wheel 40 moves in the direction indicated by the arrow 46 in Fig. 2, the expansion first passes through its maximum in the foremost measuring head 11 before the corresponding maximum expansion occurs in the area of the measuring head II ^1. The evaluator 15 then determines that first the measuring head 11 and then the measuring head 11' respond and can therefore also determine the direction of movement of the wheel 40. In the case of a movement against the arrow 46, the measuring head 11' responds in the opposite way, followed by the measuring head 11, which is determined by the evaluator 15 in an analogous manner and made known via the signal cable 16 in a suitable display device. For this purpose, it is sufficient to position the two measuring heads 11, 11 at a suitable distance 47 on the rail 17, which in

Il IIIII III

Längsverlaufsrichtung der Schiene 17 weist. Die Entfernung 47 wird natürlich so bemessen, daß die beiden Meßköpfe 11, 11' eindeutig unabhängig voneinander ansprechen. Sie können um ein oder mehrere Schwellenfächer 35 voneinander entfernt sein, je nach den Bedürfnissen und der Auflösungsgenauigkeit des Auswerters 15.The distance 47 is of course measured so that the two measuring heads 11, 11' respond clearly and independently of each other. They can be separated by one or more sleeper spaces 35 from each other, depending on the requirements and the resolution accuracy of the evaluator 15.

In vorbeschriebener Weise könnten auch mehr als zwei Meßköpfe 11, 11' an einem Streckenabschnitt angeordnet sein und gemeinsam ausgewertet werden. Es könnten auch andere Bereiche der Schiene 17 zur Anbringung der Meßköpfe 11, 11' verwendet werden. Bei einem auf Stauchungen ansprechbaren Dehnungsaufnehmer 30 würde man die Anbringung im oberen Bereich des Steges über der erwähnten neutralen Faser wählen, also beispielsweise unterhalb des die erwähnte Lauffläche 38 bestimmenden Schienenkopfs. In manchen Fällen konnte es auch zweckdienlich sein, andere Bereiche, die durch das Gewicht der schienengebundenen Fahrzeuge verformt werden, die Meßköpfe 11, 11" zu befestigen, beispielsweise im Bereich des Schienenfußes 34. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung ist dabei nicht auf Schienen selbst beschränkt, sondern könnte auch andere Laufbahnen, z.B. Gleitflächen überwachen, wenn dort durch das Gewicht von bewegten Gegenständen Deformationen zu erwarten sind. Das ist beispielsweise möglich bei Transportbahnen, auf denen Pakete, Stückgut od. dgl. bewegt wird, wie es bei Postsortier-Vorrichtungen bekannt ist.In the manner described above, more than two measuring heads 11, 11' could be arranged on a section of track and evaluated together. Other areas of the rail 17 could also be used to attach the measuring heads 11, 11'. In the case of a strain sensor 30 that is sensitive to compression, the attachment would be chosen in the upper area of the web above the neutral fiber mentioned, i.e., for example, below the rail head that determines the running surface 38 mentioned. In some cases it could also be useful to attach the measuring heads 11, 11" to other areas that are deformed by the weight of the rail-bound vehicles, for example in the area of the rail foot 34. The use of the monitoring device according to the invention is not limited to the rails themselves, but could also monitor other tracks, e.g. sliding surfaces, if deformations are to be expected there due to the weight of moving objects. This is possible, for example, with transport tracks on which packages, general cargo or the like are moved, as is known from mail sorting devices.

PATENTANWÄLTE .......PATENT ATTORNEYS .......

zugelassene Vertrete* tiefon "ECiropäiSchfeti'PateniaintAuthorized Representatives* of "ECiropäiSchfeti'Pateniaint

DiPL-PHYS. BUSE- DIPL-PHYS* MENT2£L'DIPL-ING. LUDEWIGDiPL-PHYS. BUSE- DIPL-PHYS* MENT2£L'DIPL-ING. LUDWIG

Unterdörnen 114 Postfach 200210 5600 Wuppertal 2 Telefon (0202) 55 70 22/23/2^ Telex 8591606 wpat Telefax 0202/557024Unterdörnen 114 PO Box 200210 5600 Wuppertal 2 Telephone (0202) 55 70 22/23/2^ Telex 8591606 wpat Fax 0202/557024

56 5600 Wuppertal 2, den56 5600 Wuppertal 2, the

Kennwort: "Piezo-Schienenkontakt"Password: "Piezo rail contact"

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

1010 11'11' ÜberwachungsvorrichtungMonitoring device 11,11, 12'12' MeßkopfMeasuring head 12,12, 13'13' Verstärkeramplifier 13,13, 14'14' SignalleitungSignal line 14,14, VerbindungsleitungConnecting line 1515 AuswerterEvaluator 1616 KabelCable 1717 Schienerail 1818 Schienen-StegRail bridge 1919 StegansatzBridge approach 2020 GehäuseHousing 2121 LängsabstandLongitudinal distance 2222 leistenförmige Abstützflächestrip-shaped support surface 2323 ringförmige Abstützflächeannular support surface 2424 Leistestrip 2525 EinsatzMission 2626 MembranhalterungMembrane holder 2727 AussparungRecess 2828 Aussparungs-BodenRecess floor 2929 KopfflächeHead area 3030 Quarzscheibe, DehnungsaufnehmerQuartz disk, strain sensor 3131 Doppelpfeil, Ansprechrichtung von 30Double arrow, response direction of 30 3232 MeßleitungMeasurement line 3333 GehäuselängsseiteHousing length 3434 SchienenfußRail foot 3535 SchwellenfachThreshold compartment 3636 Schwellethreshold

«« se e &bgr; ft * e »·«« se e &bgr; ft * e »·

37 Halterung für37 Bracket for

38 Lauffläche von38 Tread of

39 Bohrung in 2039 drilling in 20

40 Laufrad40 wheel

41 SGhraubbolzeti 'j 42 Bolzenkopf41 Screw bolt 'j 42 Bolt head

43 Gewindeschaft 43 Threaded shaft

44 GSwindeauf nahüis44 GSwindeauf nahüis

45 Oberfläche45 Surface

'*' 46 Bewegungsrichtungs-Pf eil . '*' 46 Movement direction arrow .

47 Entfernung von 11, 11'47 Distance from 11, 11'

Claims

PAJ-&zgr;&Ngr;.&Tgr;&Agr;N.WA ₁ LTE ... ....

authorized representative bdim. ßurdfiä&cbe/i fjatörit

. BUSE ■ DiPLPHYS. MENTZEL'- dipl-ing. LUDEWIG. BUSE ■ DiPLPHYS. MENTZEL'- dipl-ing. LUDEWIG

Unterdörnen 114 ■ PO Box 200210 5600 Wuppertal 2 Telephone (0202) 557022/23/24 Telex 8591606 wpat ■ Fax 0202/557024

5600 Wuppertal 2, 26.3.1987

Quante Fernmeldetechnik GmbH., Uellendahler Straße 353, Wuppertal 1

Device for monitoring the movement of objects moving on a guideway

Protection claims:

1.) Device (10) for monitoring the movement of objects (40) moving along a guide track (17), in particular a rail contact for detecting the wheels (40) of rail vehicles running on a rail, wherein a strain sensor (11, 30) is attached to a lower part (19) of the guide track (17) which receives the weight of the object (40) guided above it, such as a rail web (18), which responds to the deformation of the latter by the weight absorption, and which emits an electrical signal to an evaluator (15) when triggered, and with a display device which makes the result of the evaluator (15) known and, if necessary, records it in data form, characterized by a piezoelectric strain sensor in a housing which is attached to the lower part (19) of the guide track (17), in particular the rail web (18), via a screw fastening (41).

• ff · * *

G 86 Ol 185.5 ."..". .··,;·■· .' 21. 5. 1987

2.) Device according to claim 1, characterized by a set of two or more piezoelectric strain sensors (11, 11"), which are screwed to the guide track (17) at a defined longitudinal distance (47) from one another.

3.) Device according to claim 1 or 2, characterized by an amplifier (12, 12') for the electrical signals of the piezoelectric strain sensor (11, 11'), which is attached to the strain sensor.

4.) Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized by a signal converter built into a weatherproof housing, which is set up in the area of the guideway (rail 17) and which makes the measuring signals of the strain sensor (11; 30) compatible with those of conventional monitoring devices.

5.) Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized by a collecting line (16) for a group of evaluators (15) belonging to independent monitoring devices (10).