EP0886596A1 - Vorrichtung zum erfassen der positionen von schwenkbaren teilen einer weiche - Google Patents

Vorrichtung zum erfassen der positionen von schwenkbaren teilen einer weiche

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Publication number
EP0886596A1
EP0886596A1 EP97906926A EP97906926A EP0886596A1 EP 0886596 A1 EP0886596 A1 EP 0886596A1 EP 97906926 A EP97906926 A EP 97906926A EP 97906926 A EP97906926 A EP 97906926A EP 0886596 A1 EP0886596 A1 EP 0886596A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
evaluation
signals
sensors
distance
Prior art date
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Granted
Application number
EP97906926A
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English (en)
French (fr)
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EP0886596B1 (de
Inventor
Kurt Seidl
Josef Frauscher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voestalpine Railway Systems GmbH
Original Assignee
Voestalpine VAE GmbH
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Publication date
Application filed by Voestalpine VAE GmbH filed Critical Voestalpine VAE GmbH
Publication of EP0886596A1 publication Critical patent/EP0886596A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0886596B1 publication Critical patent/EP0886596B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • B61L5/10—Locking mechanisms for points; Means for indicating the setting of points
    • B61L5/107—Locking mechanisms for points; Means for indicating the setting of points electrical control of points position

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting the positions of pivotable parts of a switch, such as. B. Tongue rails with at least one sensor, and a method for signal evaluation by sensors to determine the position of pivotable parts of a switch.
  • DE 35 11 891 AI discloses a device consisting of an electric motor-driven single turnout drive, a definable actuating slide and, if appropriate, a likewise monitoring slide which can also be determined, and a sensor arrangement for detecting the slide end positions and their safety status. With the aid of the sensors integrated in the devices, the end positions are monitored and the closed position of the position and, if appropriate, monitoring slide is recognized. The test results are then sent to a control and monitoring logic or. a controlling signal box passed, the passability of the switch is determined. The distance between the tongue rail and the stock rail is not measured.
  • EP 0 514 365 B1 already discloses a method for monitoring the condition of rail switches and for detecting premature wear in the area of the tongue rail of a switch.
  • the main aim of this method is to detect premature wear in the area of the tongue rail by a sensor, so that the smallest value of the distance between the tongue rail and the cheek rail determined during driving is stored, distance values and limit values being defined and together were compared and a maintenance signal is triggered when a certain limit value is exceeded.
  • Inductive or capacitive analog sensors are provided as possible proximity sensors.
  • inductive proximity switches are very reliable and wear-free switching elements, they cannot be used to continuously determine the exact position of the moving parts of a switch, but are only used to signal whether the switch tongue has the respective one reached the final position or not. Since inductive proximity scarves are used in resonant circuits, the accuracy of the measurements is subject to the resonant circuit quality, which is strongly dependent on external influences and the accuracy of the components. Complex measures are therefore necessary to increase the redundancy and accuracy of these measuring devices.
  • the present invention aims to provide a measuring device which detects the position of the moving parts of a Track continuously measures, their functionality can be constantly monitored.
  • the device according to the invention is designed such that the sensor is designed as a continuous distance sensor and that the sensor output is connected to a circuit arrangement for two separate evaluations, a first evaluation as a distance evaluation and a second evaluation as a function check of the Sensor is formed. Due to the fact that the sensor is designed as a continuous distance sensor, in contrast to measuring sensors which are only suitable for determining a state, all end positions of the switch tongue can be detected exactly over the entire adjustment path.
  • a circuit arrangement is provided for the signal evaluation, it being possible to determine whether the sensor is intact and provides correct measurement results by means of a function check, for example by providing a reference signal.
  • the continuous determination of the position is carried out in the distance evaluation, the calculation of the position being considered as a possible method for determining the position.
  • Powerful microcontrollers with a high clock rate are usually used for this purpose for fast processing after analog-digital conversion in discrete form of measured values. Since, as a rule, the tongue rail position is not linearly dependent on the sensor signal, the distance evaluation is carried out in a particularly advantageous manner in such a way that it interacts with a characteristic curve query. Thanks to such a characteristic curve query, an exact determination of the tongue rail position is possible even if the measurement signals are not based on a linear law.
  • a particularly preferred development of the measuring device consists in that the output of at least one further sensor for measuring the idle signal is connected to the function control.
  • a further sensor which is either specially calibrated or identical to the actual distance sensor, is used in this development, the accuracy of the measurement of the idle signal and thus the reliability of the function check is increased.
  • a particularly expedient design is designed in such a way that at least two distance sensors are each arranged at the position of the pivotable parts on and off the track. Because several distance sensors are now arranged accordingly, in addition to the functional check in the undamped state, a further functional check can also take place in the damped end position.
  • the characteristic curve is designed in such a way that it has tolerance ranges for permissible functional areas for the attachment and removal of the pivotable parts and that a function check is carried out for the contact and deposit position.
  • tolerance windows are provided prevents the function control from issuing an alarm signal even in the event of slight deviations from the end position, and operation in areas which are actually still uncritical being ended too early.
  • the training carried out now also makes it possible to continuously monitor the changes in the end position positions and, in the case of measured values within the tolerance window, to repair or repair work that occurs early. Carry out adjustment measures. This allows the wear progress to be observed within the tolerance limits, which saves both material and costs.
  • the idle signal interacts as a calibration variable for the characteristic curve with the characteristic curve query.
  • the idle signal By using the idle signal to shift the characteristic curves themselves, so that the value of the idle signal is equal to the function value at the storage position, a family of characteristic curves is created.
  • Such self-adjustment of the characteristic curves with the formation of a family of characteristic curves makes it possible to largely eliminate environmental and age influences on the evaluation and to obtain unadulterated position values.
  • the sensor outputs are advantageously designed as current outputs. Because the sensor outputs are designed as current outputs, the sensor signals are in the form of easily processable currents.
  • the evaluation circuit is preferably connected to a memory.
  • the distance sensors are arranged in several measuring planes.
  • the method for evaluating the signals from the sensors to determine the position of pivotable parts of a switch using the device according to the invention essentially consists in evaluating the sensor signals in a characteristic computer, and determining the positions as functions of the signal values, wherein the signals are compared with the sensor quiescent signals and the functionality of the sensors is determined and, if appropriate, signal values which lie outside the tolerance windows specified in the characteristic curves, are used for error messages, the characteristic curve being adapted to the ambient conditions by comparison with the quiescent current signals within a permissible tolerance and short-term error messages being suppressed.
  • the operational readiness of the point machine is additionally monitored, which results in an even higher reliability of the point setting device. can be reached.
  • the monitoring of the switch drive ensures that faults which are attributable to the switch drive and do not result from age-related wear or other environmentally related faults in the tongue rail are recognized in good time.
  • the main sources of error which lead directly to the decommissioning and repair of the rail switch can thus be monitored continuously and separately from one another.
  • a further advantageous method step in order to monitor the safe function of the closures and to check the narrowest passage 7 is that the signals from different measurement levels are compared with one another.
  • FIG. 1 shows the arrangement of the device according to the invention on a rail switch
  • FIG. 2 shows the basic circuit arrangement of the device for detecting the positions of pivotable parts of a switch
  • FIG. 3 the circuit arrangement is based on a section of the circuit diagram the electronics board described in more detail
  • 4 shows the characteristic curves on which the characteristic curve query is based.
  • Fig. 1 shows two tongue rails 1 and 2 of a rail switch. 3 with a point machine is designated, which brings the tongues 1 and 2 in the corresponding positions.
  • the continuous distance sensors of a measuring plane required for the detection of the positions of the tongue rails are designated with 4,5,6 and 7.
  • a sensor 5 is damped in each switch position in the tongue 1 resting on the stock rail 8 and a sensor 4 in the region of the tongue 2 lying away from the stock rail 8.
  • Two further sensors 6 and 7 are undamped in this switch position. It can be provided that the position of the adjacent tongue by means of a sensor oriented towards the rail web and the position of the remote tongue by means of a sensor oriented towards the rail foot is determined.
  • the coupling circuit checks the operational readiness of the switch mechanisms which act electromechanically or electrohydraulically.
  • the tongue rails 1 and 2 located in the system or storage for the cheek rail 8 and the 4.5 and undamped 6.7 continuous distance sensors damped in accordance with the tongue rail position.
  • the distance sensors are designed in two-wire technology, the sensor signal being converted into a current proportional to it, which is not falsified by the line resistances.
  • the signals from the sensors are further processed in an interconnection and test logic 10 and the positions of the tongue rail are determined.
  • the safety relays 11 are controlled by the outputs 16 of the interconnection and test logic 10.
  • Fig. 3 again shows the continuously measuring distance sensors 4, 5, 6 and 7, the signals of which are further processed on an electronic board 12.
  • the sensor signals are supplied to two microcontrollers 15 and 17, which operate independently of one another, with the input protection circuits 13 and frequency filters 14 interposed.
  • the two microcontrollers are connected to each other to check and check the functionality of the sensors.
  • the circuit board outputs 16 control the safety relays 11 via a circuit logic that is not explained in more detail below.
  • the microcontrollers carry out the actual data processing of the sensor signals. In they are here in, as not shown in more detail, at the same time the map calculator is integrated, which determines the distances between the tongue rails by means of the stored characteristic curves.
  • characteristic curve 1 shows the dependence of the path on the current of an original curve of a censor.
  • characteristic curve 2 represents a function which arises after aging of the sensor, printed out by shifting in the direction of arrow 18. Appropriate measuring measures, e.g. by comparison with the independently measured sensor quiescent current, the characteristics m in the direction of arrow 18 can be adapted adaptively to the changes caused by the aging process.
  • 1 shows further sensors 21 and 22 in a further measuring plane.

Landscapes

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Abstract

Vorrichtung zum Erfassen der Positionen von schwenkbaren Teilen einer Weiche, wie z.B. Zungenschienen (1, 2) mit wenigstens einem als kontinuierlichen Abstandssensor ausgebildeten Sensor (4, 5, 6, 7), wobei der Sensorausgang mit einer Schaltungsanordnung (10) für zwei gesonderte Auswertungen verbunden ist und eine erste Auswertung als Abstandsauswertung und eine zweite Auswertung als Funktionskontrolle des Sensors ausgebildet ist, sowie ein Verfahren zur Signalauswertung.

Description

Vorrichtung zum Erfassen der Positionen von schwenkbaren Teilen einer Weiche
Die Erf indung betriff t eine Vorrichtung zum Erfassen der Pos i - tionen von schwenkbaren Teilen einer Weiche , wie z . B . Zungen¬ schienen mit wenigstens einem Sensor , sowie ein Verfahren zur Signalauswertung von Sensoren zur Ermittlung der Posi tion von schwenkbaren Teilen einer Weiche .
Aufgrund des ständig fortschreitenden Ausbaues der Hochgeschwin- digkeitstrassen für Eisenbahnen wachsen insbesonders die Ansprü¬ che an die Kontrolle von Schienenweichen . Um einen sicheren Bahnbetrieb zu gewährleisten , müssen die Überfahrten über die Schienenweichen mit einem höchsten Maß an Sicherhei t erfolgen . Hierzu ist unbedingt notwendig , daß die Weichenzungen nach Ver¬ schwenken durch entsprechende Stel lantriebe ihre Endlagen korrekt einnehmen und auch einhalten . Zur Überprüfung dieser Endlagen wurden bislang Zungen lagemel der mit mechanischen End¬ schaltern verwendet . Diese mechanischen Vorrichtungen s ind j edoch relativ aufwendig , da s ie meist in Form von Gestängen ausgeführt sind , welche leicht beschädigt werden und daher häu¬ f ig gewartet und neu eingestellt werden müssen . Neben diesen mechanisch arbeitenden Lagemeldern πind Einrichtungen bekanntge¬ worden , welche aus induktiv berührungslos wirkenden Näherungs- Schaltern aufgebaut sind.
In der DE 35 11 891 AI ist eine Einrichtung bestehend aus einem elektromotorisch angetriebenen Einzelweichenantrieb, einem fest¬ legbaren Stell- und gegebenenfalls einem ebenfalls festlegbaren Überwachungsschieber und einer Sensoranordnung zum Erkennen der Schieberendlagen und deren Sicherungszustand bekanntgeworden . Mit Hilfe der in die Einrichtungen integrierten Sensoren wird eine Überwachung der Endlagen durchgeführt sowie die Verschlu߬ lage des Stel l - und gegebenenfalls Überwachungsschiebers erkannt . Die Prüf ergebnisse werden dann an eine Steuer- und Überwachungslogik bzw . ein steuerndes Stellwerk weitergegeben , wobei die Befahrbarkeit der Weiche festgestel l t wird . Eine Ab- standsmessung der Zungenschiene zur Backenschiene erfolgt nicht . Aus der DE 26 36 359 AI ist eine Überwachungseinrichtung für die Endlagen schwenkbarer Schienen von Eisenbahnweichen bekannt¬ geworden, wobei an bestimmten Kontrollpunkten induktive Schie¬ nenschalter vorgesehen sind, welche von an der schwenkbaren Schiene angeordneten ferromagnetischen Gegenstücken überstrichen werden. Durch die induktiv hervorgerufene Schalterauslösung soll ermittelt werden, ob sich die schwenkbare Schiene in ihrer End¬ lage befindet.
Aus der EP 0 514 365 Bl geht bereits ein Verfahren zur Über¬ wachung des Zustandes von Schienenweichen und zum Erfassen von vorzeitigem Verschleiß im Bereich der Zungenschiene einer Weiche hervor. Dieses Verfahren zielt im wesentlichen darauf ab, vor- zeitigen Verschleiß im Bereich der Zungenschiene durch einen Sensor zu erfassen, sodaß der beim Befahren ermittelte kleinste Wert des Abstandes zwischen Zungenschiene und Backenschiene ge¬ speichert wird, wobei jeweils Abstandswerte und Grenzwerte defi¬ niert und miteinander verglichen wurden und bei Überschreiten eines bestimmten Grenzwertes ein Wartungssignal ausgelöst wird. Als mögliche Näherungssensoren werden hierbei induktiv oder kapazitative Analogsensoren vorgesehen.
Diese induktiv wirkenden Näherungsschalter sind zwar sehr zuver- lässige und verschleißfreie Schaltelemente, jedoch können sie nicht dazu eingesetzt werden, die exakte Position der bewegli¬ chen Teile einer Weiche ständig zu ermitteln sondern werden nur dazu verwandt, zu signalisieren, ob die Weichenzunge die jewei¬ lige Endlage erreicht hat oder nicht. Da induktiv wirkenden NäherungsSchal er in Schwingkreise eingesetzt werden, unterliegt die Genauigkeit der Messungen der Schwingkreisgüte, welche stark von äußeren Einflüssen und der Genauigkeit der Bauelemente ab¬ hängig ist. Es sind daher aufwendige Maßnahmen notwendig, um die Redundanz und Genauigkeit dieser Meßeinrichtungen zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Meßeinrichtung zu schaffen, welche die Position der beweglichen Teile einer Schiene kontinuierlich mißt, wobei deren Funktionstüchtigkeit permanent überwacht werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgeführt, daß der Sensor als kontinuierlicher Abstandssensor ausgebildet ist und daß der Sensorausgang mit einer Schaltungsanordnung für zwei gesonderte Auswertungen verbunden ist, wobei eine erste Auswertung als Ab¬ standsauswertung und eine zweite Auswertung als Funktionskon- trolle des Sensors ausgebildet ist. Dadurch, daß der Sensor als kontinuierlicher Abstandssensor ausgebildet ist, lassen sich im Gegensatz zu Meßsensoren, die lediglich zur Ermittlung eines Zustandes geeignet sind, alle Endpositionen der Weichenzunge über den gesamten Verstellweg exakt erfassen. Für die Signalaus¬ wertung ist hierbei eine Schaltungsanordnung vorgesehen, wobei durch eine Funktionskontrolle, z.B. durch Bereitstellen eines Referenzsignales, ermittelt werden kann, ob der Sensor intakt ist und korrekte Meßergebnisse liefert. Die kontinuierliche Be¬ stimmung der Position wird in der Abstandsauswertung durchge¬ ührt, wobei als eine mögliche Methode zur Lageermittlung, die Berechnung der Position in Frage kommt. Zur schnellen Verarbei- tung nach Analog-Digitalwandlung in diskreter Form vorliegender Meßwerte werden hierfür üblicherweise leistungsstarke Mikrokon- troller mit hoher Taktrate verwendet. Da in der Regel die Zungenschienenposition nicht linear vom Sensorsignal abhängig ist, ist die Abstandsauswertung in besonders vorteilhafter Weise so ausgeführt, daß sie mit einer Kennlinienabfrage zusammen¬ wirkt. Dank einer derartigen Kennlinienabfrage ist eine exakte Ermittlung der Zungenschienenposition auch dann möglich, wenn den Meßsignalen kein lineares Abs andsgesetz zugrundeliegt.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Meßvorrichtung besteht darin, daß der Ausgang wenigstens eines weiteren Sensors zur Messung des Ruhesignales mit der Funktionskontrolle verbun¬ den ist. Dadurch, daß in dieser Weiterbildung ein weiterer Sen¬ sor, welcher entweder speziell kalibriert oder mit dem eigent- liehen Abstandssensor identisch ist, zum Einsatz gelangt, wird die Genauigkeit der Messung des Ruhesignales und somit die Zuverlässigkeit der Funktionskontrolle gesteigert. Um die Genauigkeit der Lagebestimmung von schwenkbaren Teilen einer Weiche weiter zu erhöhen , ist eine besonders zweckmäßige Ausbildung derart gestaltet , daß wenigstens zwei Abstandssenso- ren j eweils an der An- und Ablageposition der schwenkbaren Teile am Gleis angeordnet sind. Dadurch, daß nunmehr mehrere Abstands¬ sensoren entsprechend angeordnet sind, kann neben der Funktions¬ kontrolle im unbedämpften Zustand auch eine weitere Funktions¬ kontrolle in der bedämpften Endlage stattf inden . Der Einsatz wenigstens zweier an unterschiedlichen Orten ins tal l ierter Abstandssensoren schaf f t weiters die Mögl ichkeit die Zuverläs ¬ s igkeit der Funktionskontrolle und die Genauigkeit der Abstands¬ messung mi t Hi l fe eines Meßwertverlgeiches und/ oder einer Mittelwertbi ldung zu erhöhen . Desweiteren dient eine derart ige Ausbi ldung dazu , die Zungenschienen über die gesamte Weichen¬ länge auf Formänderungen hin zu beobachten , wobei die Messungen auch während der Überfahrt erfolgen können . Auf diese Weise können der Gesamtzustand der Weichenlage festgestellt und lang¬ fristige Veränderungen vorherbestimmt werden .
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Kennlinie derart aus¬ gebi ldet , daß sie j eweils Toleranzbereiche für zuläss ige Funk¬ tionsbereiche für die An- und Ablage der schwenkbaren Teile auf ¬ weis t und daß eine Funktionskontrolle für die Anlage- und Ablageposition erfolgt . Dadurch, daß Toleranzfenster vorgesehen sind, wird verhindert , daß die Funktionskontrolle bereits bei geringen Abweichungen von der Endlage ein Alarmsignal ausgibt und der Betrieb in eigentlich noch unkritischen Bereichen zu früh beendet wird. Die vorgenommene Ausbildung erlaubt es nun- mehr , auch die Veränderungen der Endlagenpositionen kontinuier¬ lich zu kontrollieren und bei Meßwerten innerhalb der Toleranz¬ fenster frühzeitig anstehende Reparatur- bzw . Justiermaßnahmen vorzunehmen . Dadurch kann der Verschleißfortschritt innerhalb der Toleranzgrenzen beobachtet werden, womit sowohl Material als auch Kosten eingespart werden . In einer besonders bevorzugten Ausfuhrung ist vorgesehen, daß das Ruhesignal als Kalibriergroße für die Kennlinie mit der Kennlinienabfrage zusammenwirkt. Indem das Ruhesignal dazu ver¬ wendet wird, die Kennlinien selbst zu verschieben, daß der Wert des Ruhesignales gleich dem Funktionswert an der Ablageposition ist, entsteht eine Kennlinienschar. Eine solche Selbstjustierung der Kennlinien unter Ausbildung einer Kennlinienschar ermöglicht es, Umgebungs- und Alterseinflusse auf die Auswertung weitgehend auszuschalten und unverfälschte Positionswerte zu erhalten.
Um eine weitere Störgröße in Form von Leitungsverlusten, z.B. Spannungsabfallen an den Leitungswiderstanden, zu verhindern, sind die Sensorausgange in vorteilhafter Weise als Stromausgange ausqeDildet Dadurch, daß die Sensorausgange als Stromausgange ausgeführt sind, liegen die Sensorsignale m Form von leichL weiterverarbeitbaren Strömen vor.
Um über einen längeren Zeitraum die Tendenzen des Weichenverhal- tens festzustellen, d.h. den Verschleiß frühzeitig zu erkennen und die verbleibende Lebensdauer einer Weiche einzuschätzen, ist die Auswerteschaltung in bevorzugter Weise mit einem Speicher verbunden.
Um die sichere Funktion der Verschlüsse zu berwachen und den engsten Durchgang zu überprüfen sind gemäß einer weiteren vor¬ teilhaften Ausbildung die Abstandssensoren in mehreren Meßebenen angeordnet.
Das Verfahren zur Auswertung der Signale der Sensoren zur Ermittlung der Position von schwenkbaren Teilen einer Weiche mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, besteht im wesent¬ lichen darin, daß die Sensorsignale in einem Kennlimenrechner ausgewertet werden, die Positionen als Funktionen der Signal¬ werte ermittelt werden, wobei die Signale mit den Sensorruhesig- nalen verglichen werden und die Funktionsfahigkeit der Sensoren festgestellt wird und gegebenenfalls Signalwerte, welche außer¬ halb von in den Kennlinien vorgegebenen Toleranzfenstern liegen, für Fehlermeldungen herangezogen werden, wobei die Kennlinie durch Vergleich mit den Ruhestromsignalen innerhalb einer zul s¬ sigen Toleranz an die Umgebungsbedingungen angepaßt wird und kurzfristige Fehlermeldungen unterdrückt werden. Indem die Ana- ]yse der durch die Sensoren ermittelten Daten sowohl für die Ermittlung des Abstandes als auch f r die Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Sensoren bei gleichzeitiger Anpassung der Kennlinie durchgeführt wird, werden die auf die Meßeinrichtung einwirkenden Verfälschungen durch Störgrößen weitgehend elimi- niert und dadurch die Meßgenauigkeit in hohem Maße gesteigert Da nur Signalwerte, welcher außerhalb der m den Kennlinien vor¬ gegebenen Toleranzfenstern liegen, Fehlermeldungen auslosen, wird e n Betriebsbereich innerhalb der Toleranzen definiert, wodurch gewährleistet wird, daß nicht bereits kleine Abweichun- gen der Zungenschienen von den Endlagen Betriebsunterbrechungen verursachen, obwohl ein fehlerfreier Betrieb hier noch unriskant ist. Ein solches meßtechnisches Verfahren erhöht infolgedessen insgesamt gesehen die Verwendungsdauer der Zungenschienen von Schienenweichen. Verläßt das Signal edoch den Toleranzbereich, so hat sich entweder die Weichenzunge bewegt oder der Sensor ist defekt. Daß beide Störungen gleichzeitig auftreten, ist im Sinne der Sicherheitsrichtlimen des Eisenbahngesetzes auszuschließen. Soll eine tatsächliche Fehlerquelle ermittelt werden, muß der Sensor im Leerlauf überprüft werden. Dadurch, daß durch Speiche- rung auch die Dauer der Fehlermeldung ermittelt wird, können Fehlermeldungen die von eventuellem Meßwertausreißern, z.B. in Folge von versehentlich durch Personen oder Tiere verursachter Bedampf ung eines Abstandssensors, herrühren und daher nur kurz¬ fristiger Art sind, unterdrückt werden. D e Betriebsbereitscha t der Schienenweiche wird dann nicht unterbrochen. Auch wird durch die Anordnung und das Auswerteverfahren sichergestellt, daß fehlerhafte Sensoren oder ein Sensorausfall zur Unterbrechung des Betriebes führen.
In einem besonders bevorzugten Verfahrensschritt wird zusatzlich die Betriebsbereitschaft des Weichenantriebes überwacht, wodurch sich eine noch höhere Zuverlässigkeit der Weichenstelleinrich- tung erreichen l ßt. Durch die Überwachung des Weichenantriebes wird sichergestellt, daß Störungen, welche auf den Weichenan¬ trieb zurückzuführen sind, und nicht von altersbedingtem Ver¬ schleiß oder anderen umweltbedingten Störungen der Zungenschiene herrühren, rechtzeitig erkannt werden. Es gelingt also die Hauptfehlerquellen, welche unmittelbar zur Stillegung und Repa¬ ratur der Schienenweiche führen, ständig und getrennt voneinan¬ der zu überwachen.
Ein weiterer vorteilhafter Verfahrensschritt, um die sichere Funktion der Verschlüsse zu überwachen und den engsten Durchgang 7, überprüfen, besteht darin, daß die Signale aus verschiedenen Meßebenen miteinander verglichen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher dar¬ gestellt und erläutert. Fig. 1 stellt die Anordnung der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung an einer Schienenweiche dar, Fig. 2 zeigt die prinzipielle Schaltungsanordnung der Vorrichtung zum Erfassen der Positionen von schwenkbaren Teilen einer Weiche dar und in Fig. 3 wird die Schaltungsanordnung anhand eines Aus¬ schnittes des Schaltplanes der Elektronikplatine näher beschrie¬ ben. In Fig. 4 sind die der Kennlinienabfrage zugrunde liegenden Kennlinien ersichtlich.
Fig. 1 zeigt zwei Zungenschienen 1 und 2 einer Schienenweiche. Mit 3 ist ein Weichenantrieb bezeichnet, welcher die Zungen 1 und 2 in die entsprechenden Positionen bringt. Die für die Erfassung der Positionen der Zungenschienen erforderlichen kontinuierlichen Abstandssensoren einer Meßebene sind mit 4,5,6 und 7 bezeichnet. Gemäß der schematischen Darstellung ist in jeder Weichenstellung jeweils ein Sensor 5 bei der an der Backenschiene 8 anliegender Zunge 1 und ein Sensor 4 im Bereich der von der Backenschiene 8 abliegenden Zunge 2 bedämpft. Zwei weitere Sensoren 6 und 7 sind in dieser Weichenstellung unbe- dämpft. Hierbei kann vorgesehen werden, daß die Position der anliegenden Zunge mittels eines auf den Schienensteg hin orien¬ tiert Sensors und die Lage der abliegenden Zunge mittels eines auf den Schienenfuß hin orientierten Sensors ermittelt wird. Da erfahrungsgemäß die abliegende Zunge eine deutlich größere Lage¬ toleranz im Vergleich zur anliegenden Zunge hat, kann für die Messung der Position der abliegenden Zunge ein größerer Meßbe- reich vorgesehen werden als bei der anliegenden Zunge. Die höhere Auflösung eines Sensors für den kleineren Meßbereich der anliegenden Zunge trägt der hierbei geforderten höheren Meßge¬ nauigkeit Rechnung. Zusätzlich zu der Positionserfassung über¬ nimmt die Koppelschaltung die Überprüfung der Betriebsbereit- schaft der elektromechanisch oder elektrohydraulisch wirkenden Weichenantriebe.
Fig. 2 zeigt die sich in der Anlage bzw. Ablage zur Backen¬ schiene 8 befindlichen Zungenschienen 1 und 2 und die jeweils entsprechend der Zungenschienenlage bedämpften 4,5 und unbe- dä pften 6,7 kontinuierlichen Abstandssensoren. Die Abstandssen- soren sind, wie schematisch angezeigt, in Zweidrahttechnik aus¬ gebildet, wobei das Sensorsignal in einen dazu proportionalen Strom umgewandelt wird, welcher nicht durch die Leitungswider- stände verfälscht wird. In einer Verschaltungs- und Prüflogik 10 werden die Signale der Sensoren weiterverarbeitet und die Posi¬ tionen der Zungenschiene ermittelt. Die Sicherheitsrelais 11 werden von den Ausgängen 16 der Verschaltungs- und Prüflogik 10 angesteuert.
Fig . 3 zeigt wiederum die kontinuierlich messenden Abstandssen¬ soren 4 , 5 , 6 und 7 , deren Signale auf einer Elektronikplatine 12 weiterverarbeitet werden. Auf dieser Elektronikplatine 12 werden die Sensorsignale unter Zwischenschaltung von Eingangsschutzbe- Schaltungen 13 und Frequenzf iltern 14 zwei unabhängig vonein¬ ander arbeitenden Mikrokontrollern 15 und 17 zugeführt . Zur gegenseitigen Kontrolle und Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Sensoren stehen die beiden Mikrokontroller miteinander in Verbindung . Über eine im weiteren nicht näher erläuterte Schal - tungslogik steuern die Platinenausgänge 16 die Sicherheitsrelais 11 an . Die Mikrokontroller führen die eigentliche datentech¬ nische Verarbeitung der Sensorsignale durch . In sie sind hier- bei, wie nicht naher dargestellt, gleichzeitig die Kennfeldrech¬ ner integriert, welche die Abstände der Zungenschienen mittels der gespeicherten Kennlinien ermitteln.
Fig. 4 zeigt die Abhängigkeit der Zungenschienenposition in Abhängigkeit des als Strom vorliegenden Sensorsignales. Der hier gezeigten Funktion ist ein auf Ruhestrom aufgebautes Wirkprinzip zugrunde gelegt. Ruhestrom bedeutet, daß ohne Bedampf ung die höchste Stromaufnahme stattfindet, was dem größten Koordmaten- wert der Kennlinien in Fig. 4 entspricht. Kennlinie 1 zeigt hierbei die Abhängigkeit des Weges vom Strom einer Urkurve eines Zensors. Kennlinie 2 gibt im Gegensatz dazu eine Funktion wieder, welche sich nach Alterung des Sensors, ausgedruckt durch Verlagerung in Richtung des Pfeiles 18, ergibt. Durch ent- sprechende meßtechnische Maßnahmen, z.B. durch Vergleich mit dem unabhängig gemessenen Sensorruhestrom, lassen sich die Kennli¬ nien m Richtung des Pfeiles 18 den durch den Altersprozeß bedingten Veränderungen entsprechend adaptiv anpassen. Dadurch, daß zusatzlich zu der Funktionskontrolle durch Erfassung des Ruhestromes des Sensors im unbedampften Zustand zwei Toleranz - fenster für die Bereiche um die Endlagen n der Anlage 19 und Ablage 20 innerhalb des Kennlinienfeldes definiert sind, kann eine stetige Überwachung der Funktionstuchtigkeit der Sensoren sowohl im bedampften als auch im unbedampften Zustand statt - finden. Die sich nach Weichenumstellung einstellenden Strom¬ signale müssen für fehlerfreien Betrieb innerhalb des Stromfen¬ sters liegen. Kommt ein Signal nicht innerhalb dieser Toleranz- bereiche zu liegen, so ist der Fehler entweder auf eine unzu¬ lässige Position der Weichenzunge zurückzuführen oder der Sensor ist defekt. Daß beide Störungen gleichzeitig auftreten, ist im Sinne der Sicherheitsrichtlinien des Eisenbahngesetzes nicht anzunehmen .
In Fig. 1 sind weitere Sensoren 21 und 22 in einer weiteren Meß- ebene ersichtlich.

Claims

Patentansprüche :
1. Vorrichtung zum Erfassen der Positionen von schwenkbaren Teilen einer Weiche, wie z.B. Zungenschienen (1,2) mit wenig- stens einem Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als kontinuierlicher Abstandssensor ausgebildet ist und daß der Sen¬ sorausgang mit einer Schaltungsanordnung (10) für zwei gesonder¬ te Auswertungen verbunden ist, wobei eine erste Auswertung als Abstandsauswertung und eine zweite Auswertung als Funktionskon- trolle des Sensors ausgebildet ist.
2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsauswertung m t einer Kennlmienabf rage zusammenwirkt.
j Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch jekenn e cnnc c , daß der Ausgang wenigstens eines weiteren Sensors zur Messung des Ruhesignales mit der Funktionskontrolle verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich- net, daß wenigstens zwei Abstandssensoren jeweils an der An- und
Ablageposition der schwenkbaren Teile in einer gemeinsamen Heß- ebene am Gleis angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 b s 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Kennlinie jeweils Toleranzbereiche für zulas¬ sige Funktionsbereiche für die An- und Ablage der schwenkbaren Teile aufweist und daß eine Funktionskontrolle für die Anlage- und Ablageposition erfolgt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Ruhesignal als Kalibriergröße für die Kenn¬ linie mit der Kennlinienabfrage zusammenwirkt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Sensorausgänge als Stromausgange ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Auswerteschaltung (10) mit einem Speicher ver¬ bunden ist.
5 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Abstandssensoren in mehreren Meßebenen ange¬ ordnet sind.
10. Verfahren zur Signalauswertung von Sensoren zur Ermittlung 0 der Position von schwenkbaren Teilen einer Weiche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorsignale in einem Kennlinienrechner ausgewertet werden, die Positionen als Funktionen der Signal¬ werte ermittelt werden, wobei die Signale mit den Sensorruhesig¬ nalen verglichen werden und die Funktionsf ahigkeit der Sensoren > 5 festgestellt wird und gegebenenfalls Signal /erte, welche außer halb von in den Kennlinien vorgegebenen Toleranzfenstern liegen, für Fehlermeldungen herangezogen werden, wobei die Kennlinie durch Vergleich mit den Ruhestromsignalen innerhalb emei zulas¬ sigen Toleranz an die Umgebungsbedingungen angepaßt wird und 0 kurzfristige Fehlermeldungen unterdruckt werden.
11 Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsbereitschaft des Weichenantriebes (3) zusatzlich über¬ wacht wird. 5
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale aus verschiedenen Meßebenen miteinander ver¬ glichen werden.
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