ES2220700T3 - Procedimiento y dispositivo para la determinacion del diametro de la rueda y/o de la velocidad de la marcha de un vehiculo ferroviario. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la determinacion del diametro de la rueda y/o de la velocidad de la marcha de un vehiculo ferroviario.Info
- Publication number
- ES2220700T3 ES2220700T3 ES01890280T ES01890280T ES2220700T3 ES 2220700 T3 ES2220700 T3 ES 2220700T3 ES 01890280 T ES01890280 T ES 01890280T ES 01890280 T ES01890280 T ES 01890280T ES 2220700 T3 ES2220700 T3 ES 2220700T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- sleepers
- box
- wheel
- speed
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
- B61K9/12—Measuring or surveying wheel-rims
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/50—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring linear speed
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/64—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance
- G01P3/66—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using electric or magnetic means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
Abstract
Procedimiento para la determinación continua de la velocidad de la marcha (V) de un vehículo ferroviario que está previsto para el movimiento progresivo sobre vías férreas con traviesas (SWE) o fijaciones equivalentes que están dispuestas a distancia (ds) entre sí, con ruedas (RA1, RA2) montadas en cojinetes axiales (AX1, AX2), caracterizado porque en al menos un cojinete axial (AX1, AX2) se genera al menos una señal de aceleración (SI1, SI2), que está asociada a las traviesas (SWE) y a partir de esta señal así como a partir de la distancia (ds) entre las traviesas (SWE) se calcula la velocidad de la marcha.
Description
Procedimiento y dispositivo para la determinación
del diámetro de la rueda y/o de la velocidad de la marcha de un
vehículo ferroviario.
La invención se refiere a un procedimiento para
la determinación continua de la velocidad de la marcha de un
vehículo ferroviario que está previsto para el movimiento progresivo
sobre vías férreas con traviesas o fijaciones equivalentes que están
dispuestas a distancia entre sí, con ruedas montadas en cojinetes
axiales.
Además, la invención se refiere a un dispositivo
para la determinación continua de la velocidad de la marcha de un
vehículo ferroviario, que está previsto para el movimiento
progresivo sobre carriles con traviesas o fijaciones similares que
están dispuestas a distancia entre sí, con ruedas montadas en
cojinetes axiales, estando previsto en al menos un cojinete axial de
una rueda al menos un sensor de aceleración que está conectado con
una unidad de evaluación.
El conocimiento exacto del diámetro de la rueda
tiene una importancia especial en la determinación de la velocidad
de la marcha de un vehículo ferroviario, puesto que a partir del
diámetro de la rueda y de la velocidad angular de la rueda se puede
calcular la velocidad de la marcha.
Habitualmente, la medición del diámetro de la
rueda se realiza con el vehículo ferroviario detenido. Este
procedimiento es muy costoso de tiempo y, por lo tanto, va unido
también con altos costes. Además, en el procedimiento que se acaba
de mencionar no se detectan las modificaciones del diámetro de la
rueda que se producen durante una marcha, lo que puede conducir a
errores en el cálculo de la velocidad de la marcha.
El documento CH 630 016 A5 describe un
dispositivo para la medición de daños en los carriles con un vagón
de medición con dos sensores y con un medidor de la aceleración,
encontrándose ambos sensores a una distancia entre sí que es menor
que la longitud mínima entre los ejes a medir, que está determinada
por defectos estáticos de los carriles. Los dos sensores y el
medidor de la aceleración están conectados con una unidad de
evaluación, que determina a partir de las señales recibidas desde
los sensores la distancia y la profundidad de las deformaciones.
El documento US 4 100 795 describe igualmente un
procedimiento y un sistema para la medición y el registro de
deformaciones de carriles ferroviarios, siendo conducido un sensor,
conectado con un medidor de la aceleración, a lo largo de la cabeza
del carril. De acuerdo con el movimiento del sensor, se genera desde
el sensor de aceleración una señal de aceleración, que es
amplificada en función de la velocidad de un vehículo que lleva el
sistema. Con la ayuda de la señal de aceleración se pueden reconocer
los daños o bien las ondulaciones de los carriles.
El documento US 5 433 111 A describe un
dispositivo y un procedimiento para al reconocimiento de daños en
las ruedas de un vehículo ferroviario. El dispositivo conocido
presenta una unidad de medición para la determinación de la rotación
axial de un conjunto de ruedas y un sensor de movimiento, por
ejemplo un sensor de aceleración, para la detección de movimientos
verticales con respecto al plano de los carriles. Cuando las vías
están dañadas, se genera en cada sensor de aceleración una señal
correspondiente. Si se produce un daño en una rueda, entonces se
genera con el periodo de la rotación axial una señal de aceleración
en la dirección vertical, que permite sacar conclusiones acerca de
un daño en una rueda.
El documento US 5 924 654 publica un dispositivo
para la detección de los movimientos de un vehículo ferroviario,
estando dispuesto sobre el lado interior de un bastidor de un
vehículo ferroviario un sensor, que está instalado para la detección
de los movimientos del vehículo ferroviario. En una unidad de
evaluación, que está conectada con el sensor, se pueden reconocer
con la ayuda de señales transmitidas al sensor los daños que existen
en el vehículo ferroviario.
El documento WO 00/60322, publicado en la fecha
de prioridad de la solicitud, muestra el cálculo de la velocidad de
la marcha a partir de la trayectoria de una señal de aceleración
periódica, provocada por daños en la superficie de rodadura de una
rueda de un vehículo ferroviario, y a partir del radio de la rueda.
En el método conocido es un inconveniente sobre todo que en el caso
de una modificación del diámetro de la rueda, condicionada por el
funcionamiento, se determina de forma errónea la velocidad de la
marcha.
Finalmente, el documento DE 19729990 muestra un
procedimiento y un dispositivo para la determinación de la velocidad
a través del registro de las fijaciones de las traviesas.
Un cometido de la invención es crear una vía que
posibilita, por una parte, determinar con exactitud la velocidad de
la marcha, también en el caso de modificaciones del diámetro de la
rueda condicionadas por el funcionamiento y, por otra parte,
determinar el diámetro de una rueda de un vehículo ferroviario
también durante una marcha.
Este cometido se soluciona, según la invención,
con un procedimiento del tipo mencionado al principio porque en al
menos un cojinete axial se genera al menos una señal de aceleración,
que está asociada a las traviesas y a partir de esta señal así como
a partir de la distancia entre las traviesas se calcula la velocidad
de la marcha.
Una ventaja de la invención es posibilitar un
cálculo exacto de la velocidad de la marcha independientemente del
diámetro actual de la rueda.
Una variante preferida de la invención prevé que
en al menos dos cojinetes axiales que se encuentran uno detrás de
otro en el sentido de la marcha se genera, respectivamente, al menos
una señal de aceleración.
De una manera más favorable, para el cálculo de
la velocidad de la marcha se determina una oscilación de la caja de
las traviesas o bien una frecuencia de la caja de las traviesas, que
es característica del trayecto recorrido.
De una manera más ventajosa, los valores de la al
menos una señal de la aceleración, que se encuentran dentro de un
intervalo de tiempo predeterminado son sometidos a una
transformación de Fourier, y a partir de la transformada de Fourier
de los valores de la señal de aceleración se determina la oscilación
de la caja entre traviesas o bien la frecuencia de la caja entre
traviesas que es característica de u trayecto recorrido y que está
asociada al menos a una rueda delantera y/o trasera con relación al
sentido de la marcha.
Si se desconoce la distancia exacta entre las
traviesas, entonces una forma de realización ventajosa de la
invención consiste en que se determina la posición de las fases de
la oscilación de la caja entre las traviesas y se forma la
diferencia de las fases de la oscilación de la caja entre las
traviesas que está asociada a una rueda delantera y a una rueda
trasera. En la secuencia siguiente, a partir de la diferencia de las
fases de la oscilación de la caja entre las traviesas se calcula la
distancia entre las traviesas y a partir de la distancia entre las
traviesas y la frecuencia de la caja entre las traviesas se
determina la velocidad de la marcha.
Para la realización del procedimiento según la
invención es especialmente adecuado un dispositivo del tipo
mencionado al principio, en el que la unidad de evaluación está
instalada para calcular la velocidad de la marcha a partir de la
distancia entre las traviesas y de una señal de aceleración generada
por el sensor de aceleración y asociada a las traviesas.
En una forma de realización preferida de la
invención, en al menos dos cojinetes axiales colocados uno detrás
del otro en el sentido de la marcha está previsto, respectivamente,
al menos un sensor de aceleración
De una manera más favorable, la unidad de
evaluación está instalada para determinar una oscilación de la caja
entre las traviesas o bien una frecuencia de la caja entre las
traviesas, que es característica del trayecto recorrido, para el
cálculo de la velocidad de la marcha.
De una manera más ventajosa, la unidad de
evaluación está instalada para llevar a cabo una transformación de
Fourier de los valores de la al menos una señal de aceleración, que
se encuentran dentro de un intervalo de tiempo predeterminado y a
partir de la transformada de Fourier se determina una oscilación de
la caja entre las traviesas o bien una frecuencia de la caja entre
las traviesas, que es característica para el trayecto recorrido, que
está asociada al menos a una rueda delantera y/o trasera con
relación al sentido de la marcha.
De manera más favorable, la unidad de evaluación
está instalada para determinar la posición de las fases de la
oscilación de la caja entre las traviesas y para calcular la
distancia entre las traviesas a partir de la diferencia de las fases
de la oscilación de la caja entre las traviesas.
Además, la unidad de evaluación está instalada
para determinar la velocidad de la marcha a partir de la distancia
entre las traviesas y la frecuencia de la caja entre las traviesas
así como para calcular el diámetro de la rueda a partir de la
frecuencia giratoria del eje y de la velocidad de la marcha del
vehículo ferroviario.
A continuación se explica la invención junto con
otras ventajas con la ayuda de algunos ejemplos de realización no
limitativos, que se ilustran en el dibujo. En el dibujo se
representa de forma esquemática lo siguiente:
La figura 1 muestra un bastidor giratorio de un
vehículo ferroviario en la vista lateral con una disposición de
sensores de aceleración según la invención para la determinación de
los diámetros de las ruedas y/o de la velocidad de la marcha del
vehículo ferroviario.
La figura 2 muestra un fragmento a partir de un
espectro de fases de dos señales de aceleración.
La figura 3 muestra el bastidor giratorio de la
figura 1 en una vista en planta superior.
La figura 4 muestra un fragmento a partir de un
espectro de la amplitud de dos señales de aceleración y
La figura 5 muestra un diagrama de bloques
simplificado de un dispositivo según la invención.
Según la figura 1, para un dispositivo según la
invención para la determinación del diámetro de una rueda RA1, RA2
de un vehículo ferroviario están previstos dos sensores de
aceleración BS1, BS2, que están dispuestos en el sentido de la
marcha FA1, FA2 del bastidor giratorio DRE del vehículo ferroviario
uno detrás de otro, respectivamente, en la zona de un eje axial. Los
sentidos posibles de la marcha FA1, FA2 del vehículo ferroviario
están indicados por medio de flechas.
Al circular por encima de las traviesas SWE, se
inducen oscilaciones en el bastidor giratorio DRE en virtud de la
variación de la rigidez de los carriles -en la zona de una traviesa
SWE se eleva la rigidez con respecto a una sección de la vía que
está colocada entre dos traviesas SWE. Estas oscilaciones se pueden
medir en forma de oscilaciones de aceleración características en la
zona del alojamiento axial AX1, AX2, permitiendo una porción
seleccionada de la oscilación, la llamada oscilación de la caja
entre las traviesas, sacar conclusiones sobre la distancia entre las
traviesas d_{s} o bien sobre la velocidad de la marcha del
vehículo ferroviario.
La distancia de las traviesas d_{s} entre dos
traviesas SWE corresponde en este caso esencialmente a la longitud
de ondas de la oscilación de la caja entre las traviesas.
Un elemento esencial de la presente invención es
el reconocimiento de que se pueden conseguir resultados de medición
especialmente representativos cuando la dirección de la actuación de
los sensores de aceleración BSE se extiende esencialmente
perpendicular al plano de los carriles \varepsilon o paralelamente
al sentido de la marcha del vehículo ferroviario. En el dibujo se
representa el sentido de la marcha FAR o bien la dirección de
actuación de los sensores de aceleración BSE con una flecha.
Por la dirección de actuación de un sensor de
aceleración BSE se entiende en este documento la dirección, en la
que el sensor puede registrar fuerzas de aceleración y puede
suministrar señales.
Los sensores de aceleración BSE pueden estar
configurados, por ejemplo, como sensores piezoeléctricos, en los que
de una manera conocida un cristal piezoeléctrico está dispuesto
entre dos placas de condensadores que se extienden paralelas entre
sí. Si se utiliza este tipo de sensores, entonces, debido a que las
dos placas de condensadores se extienden esencialmente paralelas a
la dirección de la marcha del vehículo ferroviario, se puede
conseguir una dirección de actuación WIR de los sensores de
aceleración, que se extiende perpendicularmente al sentido de la
marcha. Evidentemente, se pueden utilizar también otros sensores de
aceleración conocidos, que se basan en otros mecanismos.
A partir de la frecuencia de la caja entre las
traviesas, una vez conocida la distancia entre las traviesas
d_{s}, se puede determinar la velocidad relativa de la rueda RA1,
RA2 a lo largo del carril o bien a lo largo de la velocidad de la
marcha del vehículo ferroviario de acuerdo con la fórmula
siguiente:
V = v_{SF}
\text{*}
d_{s},
en la que V designa la velocidad de
la marcha del vehículo ferroviario y v_{SF} designa la frecuencia
de la caja entre las
traviesas.
Para una determinación exacta de la velocidad de
la marcha V es necesario un conocimiento exacto de la distancia
entre las traviesas. Puesto que existen diferentes normal, esta
variable no se puede considerar siempre como una constante, por lo
que puede ser necesaria una detección de la técnica de medición de
la distancia entre las traviesas.
El procedimiento propuesto aquí aprovecha con
este fin el desplazamiento de las fases de la oscilación en dos
conjuntos de ruedas desplazados a lo largo del carril, cuya
distancia geométrica se conoce con exactitud.
Según la figura 2, las fases \varphi de las
señales de aceleración SI1, SI2 están desplazadas una con respecto a
la otra. La causa del desplazamiento de las fases \Delta\varphi
se puede ver en que la distancia 1 entre las superficies de apoyo de
las ruedas RA1, RA2 sobre los carriles no coincide exactamente con
un múltiplo de número entero de la distancia entre los carriles
d_{s}. En el sentido de la marcha FA1, la segunda señal de
aceleración SI2 presenta, frente a la primera señal de aceleración
SI1, una posición siguiente de las fases. En el sentido opuesto de
la marcha FA2, se invierte el signo, lo que se produce igualmente en
el caso de una prolongación o acortamiento correspondiente de la
distancia entre las traviesas d_{s}. Para poder distinguir estos
efectos unos de otros, debe conocerse el sentido de la marcha FA1,
FA2, por ejemplo a través de la formación de la función de
correlación cruzada de las dos señales de aceleración SI1, SI2, en
otro caso es necesario excluir la existencia de ciertas distancias
entre las traviesas d_{s}.
Para la determinación de la diferencia entre las
fases \Delta\varphi es importante, que la posición de las fases
\varphi se puede deducir a partir del espectro de las fases a la
misma frecuencia v -la frecuencia de la caja entre las traviesas
v_{SF}-. Teóricamente, las dos señales de aceleración SI1, SI2 son
idénticas con respecto a la oscilación de la caja entre las
traviesas y están desfasadas.
Para determinar la frecuencia de la caja entre
las traviesas v_{SF} en el espectro de las fases, se determina la
frecuencia de la caja entre las traviesas v_{SF} para cada señal
de aceleración SI1, S12 a partir del espectro de las amplitudes y se
forma la media aritmética de estos dos valores. Este valor medio es
identificado entonces en el espectro de las fases como frecuencia
de la caja entre las traviesas v_{SF} y con esta frecuencia se
forma la diferencia de las fases \Delta\varphi de la posición de
las fases \varphi(SI1, SI2) de las dos oscilaciones de la
caja entre las traviesas.
Puesto que las fases se extienden entre -180º y
+180º, el número de los periodos completos de la oscilación de la
caja entre las traviesas es desconocido en el intervalo entre las
dos ruedas RA1, RA2. Por lo tanto, debe presuponerse esta
información.
En el supuesto de un número conocido de los
periodos completos N, se puede calcular la distancia entre las
traviesas d_{s}, cuando se conoce la distancia 1 entre los ejes
AC1 y AC2, a través de la siguiente fórmula:
D_{s} =
\frac{1[m]}{N + \frac{\Delta\varphi[rueda]}{2
\pi}}
Se puede realizar una asociación de diferentes
valores de periodos completos N a algunas distancias entre traviesas
d_{s}, en el caso de una distancia l entre los ejes AC1 y AC2, por
ejemplo, de 2,5 m, como se indica a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
| d_{s} / cm | N |
| 41,7 – 50,50 | 5 |
| 50,0 – 62,5 | 4 |
| 62,5 – 83,3 | 3 |
Por lo tanto, es necesario conocer el intervalo,
en el que se encuentra la distancia entre las traviesas d_{s} de
un trayecto predeterminado, para calcular la distancia exacta entre
las traviesas d_{s} de este trayecto.
Si la distancia entre las traviesas d_{s} varía
entre varios intervalos, entonces se puede deducir con la ayuda de
la diferencia de las fases el valor correcto de periodos completos N
y, por lo tanto, la distancia entre las traviesas d_{s}.
Como ya se ha mencionado, para obtener el signo
correcto de la diferencia de las fases, es necesario conocer el
sentido de la marcha del vehículo ferroviario. Este hecho se deduce
también a partir de la fórmula utilizada para el cálculo de la
diferencia de las fases \Delta\varphi:
\Delta\varphi =
\varphi_{antes} -
\varphi_{después}
En el caso del sentido de la marcha FA1, en la
fórmula que se acaba de indicar, \varphi_{antes} corresponde a
la posición de las fases de la oscilación de la caja entre las
traviesas, calculada a partir de la señal de la aceleración SI1, que
procede del sensor de la aceleración BS1, que está colocado en el
sentido de la marcha FA1 aguas arriba del otro sensor de aceleración
BSE, y \varphi_{después} corresponde a la posición de las fases
de la oscilación de la caja entre las traviesas, que está asociada a
la señal de la aceleración SI2, que es registrada por el otro sensor
de aceleración BS2.
La condición previa para una asociación unívoca
de los dos intervalos de los signos es, como ya se ha mencionado
anteriormente, el cocimiento del sentido de la marcha FA1, FA2. No
obstante, si no está disponible esta información, entonces a través
de una limitación a valores predefinidos de las distancias entre
las traviesas d_{s}, se puede tomar una decisión en virtud del
valor absoluto de la diferencia de las fases de la oscilación de la
caja entre las travie-
sas.
sas.
Se ha mostrado que en virtud de la sensibilidad
del método, las rotaciones del bastidor giratorio DRE con respecto a
los carriles -lo que corresponde a una reducción de la distancia 1
entre los ejes AC1, AC2- pueden influir también en una medida
considerable sobre la diferencia de las fases \Delta\varphi.
Puesto que el tendido de las traviesas se realiza, por término
medio, de una manera muy exacta, la reducción de la distancia 1,
manteniendo constante la distancia entre las traviesas d_{s},
tiene una influencia mayor sobre las señales de la aceleración SI1,
SI2 que las oscilaciones de la distancia entre las traviesas
d_{s}. Por este motivo, el método descrito anteriormente sólo se
utiliza para el conocimiento de la norma de tendido respectiva,
siendo utilizado entonces la distancia normalizada calculada para
los cálculos pos-
teriores.
teriores.
La posición de la frecuencia de la caja entre las
traviesas en el espectro de la frecuencia entra tanto directa como
también indirectamente en la fórmula ya mencionada
anteriormente:
V = v_{SF}
\text{*}
d_{s}
para la determinación de la
velocidad de la marcha V del vehículo ferroviario a través de la
determinación de la distancia entre las traviesas d_{s} y, por lo
tanto, debe determinarse de la manera más exacta
posible.
Como medida para la gama de frecuencias en
consideración se utiliza la frecuencia giratoria v_{EJE} de los
ejes AC1, AC2, debiendo tenerse en cuenta la variable todavía
desconocida del diámetro D de la rueda.
De acuerdo con la figura 3, la frecuencia
giratoria de los ejes AC1, AC2 se puede determinar a través de un
sensor de la frecuencia giratoria DFS, por ejemplo un sensor
electromagnético de la frecuencia giratoria DFS, que está dispuesto
en los ejes AC1, AC2 y que es utilizado de una manera conocida para
este fin.
En el supuesto de una rodadura libre de
resbalamiento, se puede determinar la velocidad de la marcha V tanto
a través de la frecuencia de la caja entre las traviesas v_{SF}
como también a través de la frecuencia giratoria v_{EJE} de los
ejes AC1, AC2:
V = v_{SF}
\text{*}
d_{s}
V = v_{EJE}
\text{*} D \text{*}
\pi
A través de la equiparación de las dos
expresiones de la velocidad se puede calcular la relación entre la
frecuencia de la caja entre las traviesas v_{SF} y la frecuencia
giratoria v_{EJE} de los ejes AC1, AC2:
v_{SF} =
\frac{D\text{*}\pi\text{*}v_{Eje}}{d_{s}}
pudiendo escribirse esto de manera
simplificada en la forma v_{SF} = \alpha \text{*} v_{Eje},
aplicando
\alpha =
\frac{D \text{*}
\pi}{d_{s}}
En el caso de un tren ICE-2, el
intervalo tolerable del diámetro D de las ruedas se extiende desde
860 a 920 mm, a partir de lo cual resultan, por ejemplo, los
siguientes factores de proporcionalidad \alpha para la relación
entre la frecuencia de la caja entre las traviesas y la frecuencia
giratoria del eje de la rueda en función del diámetro D de la rueda
y de la distancia entre las traviesas d_{s}:
| d_{s} / cm | D / cm | \alpha |
| 60 | 86 | 4,5 |
| 60 | 92 | 4,82 |
| 65 | 86 | 4,16 |
| 65 | 92 | 4,45 |
De acuerdo con la figura 4, en el caso del
ejemplo anterior, la frecuencia de la caja entre las traviesas
v_{SF}se encuentra en el espectro entre la cuarta y la quinta
armónica de redondez RH4, RH5 y se puede determinar sin
interferencias a partir de ésta. Por armónicas de redondez se
entienden en este documento las oscilaciones periódicas forzadas,
que son provocadas a través de las desviaciones de la sección
transversal de la rueda con respecto a la forma circular. La
armónica básica de las armónicas de la redondez RH1 se encuentra
exactamente en la frecuencia giratoria de los ejes AC1, AC2.
Por el concepto de armónica se extienden en este
documento las líneas espectrales, cuyas frecuencias presentan una
relación de número entero entre sí. Esta aparece especialmente en la
transformación de Fourier de señales periódicas, no de forma
sinusoidal. La armónica básica es en este caso la armónica con la
frecuencia más baja, que corresponde al valor recíproco de la
duración de los periodos de una señal de este tipo. En ella se
inicia la numeración con 1. Todas las armónicas de frecuencia más
elevada ("sobreoscilaciones") son numeradas en este documento
de acuerdo con su relación de la frecuencia con respecto a la
armónica básica, es decir, que la primera sobreoscilación es la
segunda armónica.
A partir de las distancias previsibles entre las
traviesas en combinación con los diámetros tolerables de las ruedas,
con la ayuda de las fórmulas
v_{SF} (D) =
\frac{D\text{*}\pi\text{*}v_{Eje}}{d_{s}}
y
\Delta v =
\Delta D \frac{\pi\text{*}v_{Eje}}{d_{s}}
con
\Delta D =
D_{1} -
D_{2},
en la que D_{1} corresponde al
límite superior y D_{2} corresponde al límite inferior del
diámetro tolerable de la rueda, se puede determinar el intervalo de
la frecuencia v_{SF} (D_{2}) \Deltav para la búsqueda de la
frecuencia de la caja entre las traviesas v_{SF}. En este caso, se
excluyen múltiplos de número entero de la frecuencia giratoria
v_{EJE} del eje AC1, AC2 junto con una distancia de seguridad,
para excluir una confusión con armónicos de redondez RH4,
RH5.
Dentro del intervalo de frecuencias v_{SF}
(D_{2}) \Deltav que se acaba de determinar se determina, por
ejemplo, el máximo, pudiendo plantearse ciertas exigencias al valor
absoluto de la amplitud o a la relación entre la amplitud y el nivel
de ruido, para garantizar un reconocimiento unívoco.
La base para la determinación del diámetro de la
rueda D es la identidad de la velocidad de la marcha V, determinada
a partir de la frecuencia de la caja entre las traviesas v_{SF}, y
la velocidad de la marcha determinada a partir de la frecuencia
giratoria V_{EJE}, en el supuesto de un puro movimiento de
rodadura. El diámetro de la rueda D se puede calcular, después de la
determinación de la frecuencia exacta de la caja entre las traviesas
v_{SF}, con la fórmula siguiente:
D =
\frac{d_{s}\text{*}v_{SF}}{\pi \text{*}
v_{EJE}}
Según la figura 5, las señales de la aceleración
SI1, SI2 detectadas por el sensor de aceleración BSE y las señales
de la frecuencia giratoria DSI detectadas por el sensor de la
frecuencia giratoria DFS son transmitidas a una unidad de evaluación
. La transmisión de las señales desde los sensores de aceleración
BSE y desde el sensor de la frecuencia giratoria DFS hacia la unidad
de evaluación ASW se puede realizar por medio de cable o sin
hilos.
En la unidad de evaluación, los valores de las
señales de la aceleración SI1, SI2, que se encuentran en un
intervalo de tiempo predeterminado, por ejemplo 2,5 s, son sometidas
a una transformación de Fourier FFT.
Los circuitos y los procedimientos para la
realización de una transformación de Fourier, especialmente de una
transformación rápida de Fourier, son conocidos y se describen, por
ejemplo, en el documento EP 402 145 y en "Sprachverarbeitung"
de B. Eppinger y E. Herter; Hanser Verlag Munich Viena 1993, páginas
68-71.
A partir de cada transformada de Fourier se
determina aquí la frecuencia de la caja entre las traviesas v_{SF}
y la posición de las fases \varphi de la oscilación de la caja
entre las traviesas.
Si no se conoce de antemano la distancia entre
las traviesas d_{s}, entonces se forma la diferencia de las fases
\Delta\varphi de la oscilación de la caja entre las traviesas
que está asociada a la rueda delantera y a la rueda trasera.
A partir de la diferencia de las fases
\Delta\varphi de las señales de aceleración SI1, SI2, se calcula
la distancia entre las traviesas d_{s} según el método descrito
anteriormente.
A partir de la frecuencia de la caja entre las
traviesas V_{SF} se lleva a cabo entonces el cálculo del diámetro
D de la rueda según el procedimiento descrito anteriormente. La
velocidad actual de la marcha del vehículo ferroviario se puede
calcular a partir de la frecuencia de la caja entre las traviesas
V_{SF} y de la distancia entre las traviesas.
En el caso de que en este momento no esté
disponible ninguna oscilación de la caja entre las traviesas,
entonces se puede calcular la velocidad momentánea de la marcha
también a partir del diámetro de la rueda D calculado anteriormente
y a partir de la señal de la frecuencia giratoria.
El procedimiento descrito anteriormente se puede
realizar evidentemente en línea utilizando microprocesadores
conocidos, programados de una manera correspondiente. Además, el
técnico conoce numerosos programas y lenguajes de programación, que
son adecuados para la realización del procedimiento según la
invención, por ejemplo Mathematica, Matlab, etc.
Claims (15)
1. Procedimiento para la determinación continua
de la velocidad de la marcha (V) de un vehículo ferroviario que está
previsto para el movimiento progresivo sobre vías férreas con
traviesas (SWE) o fijaciones equivalentes que están dispuestas a
distancia (d_{s}) entre sí, con ruedas (RA1, RA2) montadas en
cojinetes axiales (AX1, AX2), caracterizado porque en al
menos un cojinete axial (AX1, AX2) se genera al menos una señal de
aceleración (SI1, SI2), que está asociada a las traviesas (SWE) y a
partir de esta señal así como a partir de la distancia (d_{s})
entre las traviesas (SWE) se calcula la velocidad de la marcha.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en al menos dos alojamientos axiales
(AX1, AX2) dispuestos uno detrás de otro en la dirección de la
marcha se genera, respectivamente, al menos una señal de aceleración
(SI1, SI2).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque para el cálculo de la velocidad de la
marcha (V) se determina una oscilación de la caja entre las
traviesas o bien una frecuencia (V_{SF}) de la caja entre las
traviesas que es característica del trayecto recorrido.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque los valores de las señales de la al
menos una señal de aceleración (SI1, SI2), que se encuentran dentro
de un intervalo de tiempo predeterminable, son sometidos a una
transformación de Fourier, y a partir de la transformada de Fourier
de los valores de la señal de aceleración (SI1, SI2) se determina la
oscilación de la caja entre las traviesas o bien la frecuencia de la
caja entre las traviesas (V_{SF}), que es característica para el
trayecto recorrido, que está asociada al menos a una rueda delantera
y/o trasera (RA1, RA2) con relación al sentido de la marcha.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque se determina la posición de las fases
(\varphi) de la oscilación de la caja entre las traviesas y se
forma la diferencia de las fases (\Delta\varphi) de la
oscilación de la caja entre las traviesas que está asociada a una
rueda delantera y a una rueda trasera.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque a partir de la diferencia de las fases
(\Delta\varphi) de la oscilación de la caja entre las traviesas
se calcula la distancia entre las traviesas (d_{s}) y a partir de
la distancia entre las traviesas (d_{s}) y la frecuencia de la
caja entre las traviesas (V_{SF}) se determina la velocidad de la
marcha (V).
7. Procedimiento para la determinación del
diámetro de al menos una rueda (RA1, RA2), que está montada con su
eje (AC1, AC2) en un alojamiento axial (AX1, AX2), de un vehículo
ferroviario, que está previsto para el movimiento progresivo sobre
carriles con traviesas (SWE) o fijaciones equivalentes, que están
dispuestas a distancia entre sí, caracterizado porque se
calcula el diámetro con la ayuda de una velocidad de la marcha del
vehículo ferroviario, calculada según una de las reivindicaciones 1
a 6, y de la frecuencia giratoria (V_{EJE}) del eje (AC1, AC2) de
la rueda (RA1, RA2).
8. Procedimiento para la determinación continua
de la velocidad de la marcha (V) de un vehículo ferroviario que está
previsto para el movimiento progresivo sobre vías férreas con
traviesas (SWE) o fijaciones equivalentes que están dispuestas a
distancia (d_{s}) entre sí, con ruedas (RA1, RA2) montadas en
cojinetes axiales (AX1, AX2), estando previsto en al menos un
cojinete axial (AX1, AX2) de una rueda (RA1, RA2) al menos un sensor
de aceleración (BS1, BS2) que está en conexión con una unidad de
evaluación (ASW), caracterizado porque la unidad de
evaluación (ASW) está instalada para calcular la velocidad de la
marcha a partir de la distancia (d_{s}) entre las traviesas (SWE)
y de una señal de aceleración (SI1, SI2) generada por el sensor de
aceleración y asociada a las traviesas.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque en al menos dos cojinetes axiales (AX1,
AX2) colocados uno detrás del otro en el sentido de la marcha está
previsto, respectivamente, al menos un sensor de aceleración
(BSE).
10. Dispositivo según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque la unidad de evaluación (ASW) está
instalada para determinar una oscilación de la caja entre las
traviesas o bien una frecuencia de la caja entre las traviesas
(V_{SF}), que es característica del trayecto recorrido, para el
cálculo de la velocidad de la marcha (V).
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque la unidad de evaluación (ASW) está
instalada para llevar a cabo una transformación de Fourier de los
valores de la al menos una señal de aceleración (SI1, SI2), que se
encuentran dentro de un intervalo de tiempo predeterminado y a
partir de la transformada de Fourier se determina una oscilación de
la caja entre las traviesas o bien una frecuencia de la caja entre
las traviesas (V_{SF}), que es característica para el trayecto
recorrido, que está asociada al menos a una rueda delantera y/o
trasera (RA1, RA2) con relación al sentido de la marcha.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque la unidad de evaluación (ASW) está
instalada para determinar la posición de las fases de la oscilación
de la caja entre las traviesas y se forma la diferencia de las fases
(\Delta\varphi) de la oscilación de la caja entre las traviesas
\Delta\varphi que está asociada a una rueda delantera y a una
rueda trasera (RA1, RA2).
13. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque la unidad de evaluación (ASW) está
instalada para calcular la distancia entre las traviesas (ds) a
partir de la diferencia de las fases (\Delta\varphi) de la
oscilación de la caja entre las traviesas.
14. Dispositivo según la reivindicación 13,
caracterizado porque la unidad de evaluación (ASW) está
instalada para determinar la velocidad de la marcha (V) a partir de
la distancia (d_{s}) entre las traviesas y la frecuencia de la
caja entre las traviesas (V_{SF}).
15. Dispositivo para la determinación del
diámetro de al menos una rueda (RA1, RA2), que está montada con su
eje (AC1, AC2) en un alojamiento axial (AX1, AX2), de un vehículo
ferroviario, que está previsto para el movimiento progresivo sobre
carriles con traviesas (SWE) o fijaciones equivalentes, que están
dispuestas a distancia entre sí, caracterizado porque
comprende un dispositivo según una de las reivindicaciones 8 a 14, y
en el eje (AC1, AC2) de la rueda (RA1, RA2) está previsto al menos
un sensor de la frecuencia giratoria (DFS), que está conectado con
una unidad de evaluación (AUS), estando instalada la unidad de
evaluación para calcular el diámetro (D) de la rueda (RA1, TA2) a
partir de la frecuencia giratoria (V_{EJE}) del eje (AC1; AC2) y
de la velocidad de la marcha (V) del vehículo ferroviario.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT17482000 | 2000-10-12 | ||
| AT0174800A AT410925B (de) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des raddurchmessers und/oder der fahrtgeschwindigkeit eines schienenfahrzeuges |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2220700T3 true ES2220700T3 (es) | 2004-12-16 |
Family
ID=3688809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01890280T Expired - Lifetime ES2220700T3 (es) | 2000-10-12 | 2001-10-01 | Procedimiento y dispositivo para la determinacion del diametro de la rueda y/o de la velocidad de la marcha de un vehiculo ferroviario. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1197419B1 (es) |
| AT (2) | AT410925B (es) |
| DE (1) | DE50102253D1 (es) |
| ES (1) | ES2220700T3 (es) |
| PT (1) | PT1197419E (es) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100191399A1 (en) * | 2007-10-18 | 2010-07-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Wheel diameter measuring apparatus of electric vehicle |
| DE102008020378A1 (de) * | 2008-04-23 | 2009-11-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Dynamische Analyse einer Unwucht |
| DE102009020428A1 (de) * | 2008-11-19 | 2010-05-20 | Eureka Navigation Solutions Ag | Vorrichtung und Verfahren für ein Schienenfahrzeug |
| DE102011089464A1 (de) | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Technische Universität Berlin | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Raddurchmessern an Schienenfahrzeugen |
| FR2991042B1 (fr) * | 2012-05-25 | 2014-06-27 | Alstom Transport Sa | Procede d'evaluation du diametre d'une roue, et ensemble d'evaluation associe |
| DE102012215256A1 (de) * | 2012-08-28 | 2014-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Raddurchmessers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs |
| CN106476851A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-03-08 | 株洲中车时代装备技术有限公司 | 基于无砟轨道的列车运行速度检测方法及系统 |
| EP3378726A1 (en) * | 2017-03-24 | 2018-09-26 | Bombardier Transportation GmbH | A method and an arrangement for determining the speed of a rail vehicle |
| FR3084455B1 (fr) * | 2018-07-30 | 2020-06-26 | Continental Automotive France | Procede d'estimation du rayon exterieur d'un pneumatique equipant une roue d'un vehicule automobile |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH588374A5 (es) * | 1975-03-14 | 1977-05-31 | Speno International | |
| CH630016A5 (en) * | 1979-03-06 | 1982-05-28 | Speno International | Device for measuring the undulating-type deformations of the rolling surface of the rails of a railway |
| US4432229A (en) * | 1982-06-04 | 1984-02-21 | Rca Corporation | Wheel wear measurement system |
| US5433111A (en) * | 1994-05-05 | 1995-07-18 | General Electric Company | Apparatus and method for detecting defective conditions in railway vehicle wheels and railtracks |
| DE19729990B4 (de) * | 1997-07-12 | 2010-12-16 | Alcatel Lucent | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der zurückgelegten Wegstrecke und der Geschwindigkeit von Schienenfahrzeugen |
| US5924654A (en) * | 1997-10-06 | 1999-07-20 | Zeftek, Inc. | Railroad car sensing system |
| JP2002541448A (ja) * | 1999-04-01 | 2002-12-03 | シーメンス シュヴァイツ アクチエンゲゼルシャフト | 多軸車両のボギー台車を監視する方法と装置 |
-
2000
- 2000-10-12 AT AT0174800A patent/AT410925B/de not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-10-01 EP EP01890280A patent/EP1197419B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-01 PT PT01890280T patent/PT1197419E/pt unknown
- 2001-10-01 DE DE50102253T patent/DE50102253D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-01 AT AT01890280T patent/ATE266552T1/de active
- 2001-10-01 ES ES01890280T patent/ES2220700T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1197419A1 (de) | 2002-04-17 |
| AT410925B (de) | 2003-08-25 |
| EP1197419B1 (de) | 2004-05-12 |
| DE50102253D1 (de) | 2004-06-17 |
| PT1197419E (pt) | 2004-10-29 |
| ATA17482000A (de) | 2003-01-15 |
| ATE266552T1 (de) | 2004-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2258069T3 (es) | Metodo y dispositivo para la deteccion de defectos en las ruedas de un vehiculo sobre carriles. | |
| ES2927605T3 (es) | Procedimiento y sistema para la supervisión de un tramo de vía | |
| ES2360826T3 (es) | Aparato para detectar la oscilación y el ángulo de ataque de un eje calado de un vehículo ferroviario. | |
| CN107554553B (zh) | 基于二维激光位移传感器的轨道几何不平顺检测方法 | |
| CN100376444C (zh) | 用来测量火车车轮圆度的测量装置 | |
| CA2580573C (en) | Diagnosis and state monitoring of junctions, crossings or crossroads and rail joints and track inhomogeneities by means of a rail vehicle | |
| ES2220700T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para la determinacion del diametro de la rueda y/o de la velocidad de la marcha de un vehiculo ferroviario. | |
| ES2870777T3 (es) | Método y vehículo ferroviario para la detección sin contacto de una geometría de una vía | |
| ES2745492T3 (es) | Procedimiento y dispositivo de localización para determinar la posición de un vehículo guiado, en particular de un vehículo ferroviario | |
| US11014587B2 (en) | Track geometry measurement system with inertial measurement | |
| FR2662984B1 (fr) | Vehicule sur rails pour la mesure des parametres geometriques de voie. | |
| CN202644332U (zh) | 轨道顶面不平顺检测装置 | |
| WO1992010720A1 (en) | A method and an apparatus for measuring curvature and crossfall of ground surfaces | |
| RU2334840C1 (ru) | Способ контроля положения рельсового пути и устройство для его осуществления | |
| KR100976055B1 (ko) | 궤도틀림실시간감시시스템 | |
| Boronakhin et al. | Inertial method of railway track diagnostics incorporating the condition of rolling surfaces of the railcar’s wheels | |
| ES2331708T3 (es) | Procedimiento y sistema para determinar un trayecto recorrido por un vehiculo. | |
| ES2823163T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para la monitorización de al menos un componente de vía montado en la construcción de ferrocarril | |
| JP2021152250A (ja) | 橋梁の共振検出方法とその共振検出装置及び橋梁の共振検出プログラム | |
| WO2007088321A1 (en) | Track twist monitoring | |
| JPH06116903A (ja) | 軌道状態の確認方法 | |
| BR102013019072A2 (pt) | sistema de identificação de qualidade de vias férreas e de veículos metroferroviários e método de identificação do índice de segurança por estimativa direta das forças de contato entre as rodas do veículo metroferroviário e a via férrea | |
| CN204644814U (zh) | 一种轨道检测小车 | |
| JP2001108414A (ja) | レール変動量測定方法及びその測定装置 | |
| RU2242391C2 (ru) | Способ инерциальных измерений неровностей рельсового пути |