FI88379B - Foerfarande och anordning foer beroeringsfri maetning av bromstemperaturerna hos foerbipasserande jaernvaegsvagnar - Google Patents

Description

88379 1 Menetelmä ja laite ohikulkevien rautatievaunujen jarru-lämpötilojen kosketuksettomaksi mittaamiseksi Förfarande och anordning för beröringsfri mätning av bromstemperaturerna hos förbipasserande järnvägsvagnar 5

Keksintö koskee menetelmää ja vastaavasti laitetta ohikulkevien rautatievaunujen jarrulämpötilojen kosketuksettomaksl mittaamiseksi.

10

On tunnettua mitata ohikulkevista rautatievaunuista jarrujen tai pyörän-renkaiden lämpötila toteamalla jarruista säteilevät infrapunaiset lämpö-säteet. Menetelmiä ja laitteita sellaisten mittausten suorittamiseksi on kuvattu esim. DE-patenttijulkaisussa 2.343.904 ja muussa siinä esitetyssä 15 kirjallisuudessa.

Tässä yhteydessä on myös tunnettua järjestää raiteisiin raidekytkentäeli-met, jotka pyörän ohikulkiessa antavat sulkuimpulsseja ja niiden avulla saattavat mittauslaitteen toimintaan ja vastaavasti pois toiminnasta, 20 kun pyörä saapuu mittausalueelle ja vastaavasti lähtee pois. Tunnetulla tavalla sellaiset mittauslaitteet muodostuvat pääasiassa infrapuna-llmalsemista varustettuna sen eteen kytketyllä optiikalla, jotka yhdessä määrittävät mlttausakselln.

25 Alunperin olivat jarrut rautatievaunuissa kaikki suunnilleen samaa rakennetta, nimittäin kenkäjarruja, niin että oli mahdollista mitata yhdellä ainoalla mittauslaitetyypillä kalkki jarrut tai pyöränrenkaat.

Kuitenkin on ajan kuluessa kehitelty mitä erilaisimpia jarrujärjestelmiä 30 ja mitä erilaisimpia jarrugeometrloita, niin että nykyään ei enää ole käytännössä mahdollista lukea mahdollisesti yhdessä junassa esiintyviä jarrugeometrloita yhdellä ainoalla mittauslaitteella luotettavasti ja määrätyssä järjestyksessä kunkin pyörän suhteen. Sellaisia erilaisia jarrujärjestelmiä voivat olla esimerkiksi: perinteiset kenkäjarrut, joissa .·. 35 jarrukengät tarttuvat pyörän kulutuspinnan kehälle. Lisäksi ulkopuolella ... olevat tai sisäpuolella olevat levyjarrut, joissa itse pyörä esittää jar- rulevyä, ja lopuksi vielä erinomaisen suorituskykyiset sisäpuolella ole- 2 88379 1 vat levyjarrut, joissa yksi tai useampia erillisiä jarrulevyjä on järjestetty kiinteästi pyöränakselille pyörien väliin.

Lisäksi rautatievaunujen pyörillä on mitä erilaisimpia pyöräläpimittoja 5 ja aksellnetälsyyksiä.

Keksinnön tehtävänä on ehdottaa mittausmenetelmää ja mittauslaitetta, jonka avulla kaikilla näillä erilaisilla jarrujärjestelmillä tai jarru-geometrioilla riippumatta pyöräläpimitasta ja akselietäisyydestä voi-10 daan yhdellä ainoalla mittausmenetelmällä ja vastaavasti yhdellä ainoalla mittauslaitetyypillä mitata luotettavasti kulloinenkin jarrulämpötila, ja mitattu lämpötila voidaan määrltetysti järjestää kulloinkin mitattuun pyörään.

15 Keksinnön mukaan tämä tehtävä on ratkaistu mittausmenetelmällä ja mittauslaitteella, jolla on patenttivaatimuksessa esitetyt tunnusmerkit.

Kuten vaatimuksesta nähdään, on keksintö siis ratkaistu menetelmällä, jossa 20 a) mlttausaksell on suunnattu määrättyyn kulmaan ohikulkevien pyörien suhteen, ja b) jossa käytetään mittauksen toiminta-ajan elektronisen pidentämisen menetelmää.

25 Tällä menetelmällä ja vastaavalla mittauslaitteella voidaan lukea ja erottaa kaikki nykyään käytettävät jarrutyypit.

Pyörän mittauksella 1-5 cm:n korkeudelta kiskon yläreunan yläpuolelta mita-30 taan pyöränrengaslämpötila, ja lisäksi sekä silloin, kun pyörää jarrutetaan perinteisillä kenkäjarruilla, sekä silloin, kun pyörä on varustettu teknisesti uudemmilla levyjarruilla, joissa itse pyörä muodostaa jarru-levyn tai jarrulevy on järjestetty ulkopuolelle pyörää vasten.

35 Jos kuitenkin pyöräakselllle pyörien väliin on järjestetty erityinen levy jarrulevyksi, niin mittausakselln erikoisen, määrätyn kulmasuuntauksen avulla myös tämä jarrulevy voidaan mitata. Tämä on mahdollista, koska vi- 3 88379 1 nosti ylöspäin pyöriin suunnattu mlttausakseli, joka kohtaa pyöränrenkaan ilmoitetulla 1-5 cm:n korkeudella, mittaa edelleen taustalla olevan jarru-levyn suunnilleen keskikorkeudelta, ja lisäksi silloin, kun itse pyörä on jo kulkenut mittausakselin ohi. Ilmoitetun 7-18 asteen suuruisen sivu-5 kulman ja 10-22 asteen suuruisen korkeuskulman yhdistelmän mukaan ilmaisin "katsoo" mittausakselia pitkin tavallaan takaa-alhaalta jarru-levyä ja voi lukea sen lämpötilan, niin kauan kuin jarrulevy kulkee mittausakselin läpi.

10 Tänä ajanjaksona on itse pyörä jo kulkenut ulos raidekytkentäelimen alueelta, niin että mittauslaitteen tulisi olla jo pois toiminnasta. Keksinnön mukaan mittauslaitteen toiminta-aikaa kuitenkin pidennetään elektronisen kytkennän avulla ajanjaksoksi, joka muodostaa tietyn prosenttierän siihen aikaan, jona mittauslaite käynnistettiin raidekytkentäelimen ohi 15 kulkevan pyörän avulla. Tämä merkitsee sitä, että mittauslaitteen toiminta-aikaa pidennetään tosiasiallisesti kytketyn ajan suhteen elektronisesti tekijän N verran. Tällä tavalla on myös mahdollista havaita se, onko mitattu lämpötila peräisin pyöränrenkaasta ja siten kenkäjarruista vai itse pyörään vaikuttavista levyjarruista, vai onko lämpötila peräisin 20 pyörien välissä olevasta erikoisesta jarrulevystä, jota samoin jarrutetaan jarrukenglllä. Jos nimittäin lämpötilalmpulssi esiintyy raidekytkentäelimen todellisen kytkentäajan (*> mittauslaitteen välitön toiminta-aika) kuluessa, niin on itsestään selvää, että impulssi on peräisin pyöränren-kaasta; jos sitävastoin impulssi esiintyy vasta elektronisesti pidenne-: r 25 tyllä tolminta-ajalla, on samoin itsestään selvää, että se on peräisin pyörien välissä olevasta erityisestä jarrulevystä.

Kaksisuuntaista liikennettä varten voidaan asentaa toinen raidekytkentä-elln, kulman omega verran siirrettynä, saman raiteen vastakkaiseen kis-30 koon tai kohtisuoraan tasossa projisoituna saman tason viereen kuin ensimmäinen raidekytkentäelin. Junan tullessa tästä toisesta ajosuunnasta ylimääräinen raidekytkentäelin, tai sen synnyttämä sulkuimpulssi, huoleh-.* tii yksinomaan pyörien välissä olevien jarrulevyjen lämpötilamittaukses- ta. Vasta sen jälkeen kun tämä ylimääräinen raidekytkentäelin on ohitet-35 tu, saapuu pyörä ensimmäisen raidekytkentäelimen vaikutusalueelle, joka suorittaa myös akselilaskennan ja samalla taas käynnistää mittauslaitteen pyörän (kenkäjarrujen tai pyörä-levyjarrujen) lämpötilamlttausta 4 88379 1 varten. Koska kauempana erillään olevan ylimääräisen raidekytkentäelimen avulla tulevan junan ajosuunta voidaan todeta, voidaan suorittaa valinta, minä ajankohtana mikäkin raidekytkentäelin käynnistää mittauslaitteen mittaamaan. Tämä on mahdollista sopivalla elektronisella vaihtokyt-5 kimellä. Täten on sitten edelleen mahdollista kaikkien esiintyvien jarru-lämpötllaimpulsslen luotettava järjestäminen määrätylle akselille, mistä jarrusta ne sitten ovatkin peräisin, jotka akselit lasketaan aina junan alusta tai lopusta lähtien.

10 Piirustuksessa on keksintö esitetty suoritusesimerkillä. Siinä esittää: kuvio 1 kaaviollisesti laitetta menetelmän toteuttamiseksi yhden pyörä-parin tullessa raidekytkentäelimen kohdalle, 15 kuvio 2 kuvion 1 mukaista laitetta pyöräparin poistuessa raidekytkentäelimen kohdalta, kuvio 3 vaakanäkymää pyöräparista ajosuunnassa, ja 20 kuvio 4 päälikuvaa pyöräparista.

Piirustuksissa on merkitty viitenumeroilla la,Ib rautatieraiteen kiskoja, jotka on tunnetulla tavalla kiinnitetty ratapölkkyjen 2 päälle.

25 Kiskojen päällä pyörii ei esitetyn rautatievaunun pyöräpari 3a,3b. Pyörät 3a,3b on liitetty kiinteästi toisiinsa akselilla 4, jolle on järjestetty kiinteästi pyörien välille vielä jarrulevy 5.

PyÖräparia 3a,3b varten on järjestetty jarrulaitteet, jotka voivat muodos-30 tua joko jarrukengistä, jotka jarrutuksen vuoksi puristetaan tunnetulla tavalla kulloinkin pyörien kulutuspintaa vasten. Jarrulaitteet voivat muodostua myös jarrukengistä, jotka puristetaan levyjarrun tapaan sivuilta pyörien otsapintoja vasten tai pyöriin järjestettyjä jarrulevyjä vasten, ja lopuksi voivat jarrulaitteet muodostua jarrukengistä, jotka puris-35 tetaan sivuilta erityistä jarrulevyä, jo mainittua jarrulevyä 5 vasten. Viimeinen jarrutustapa on teknisesti vaikuttavin. Piirustuksissa ei jar-rukenkiä ole kuvioiden yksinkertaistuksen vuoksi esitetty. Ne ovat joka 5 88379 1 tapauksessa tekniikan tasoa.

Mittauslaitetta on piirustuksissa merkitty viitenumerolla 6, ja se on tunnetulla tavalla asennettu kiinteästi raiteen viereen ja se muodostuu 5 optiikan 6a taakse järjestetystä infrapuna-ilmaisimesta, johon johdetaan ilmaisimen ja optiikan määrittämään mittausakselia 7 pitkin lämpösäteitä pyörästä 3a tai jarrulevystä 5.

Raiteeseen on järjestetty raidekytkentäelimet, jotka pyöräparin 3a,3b 10 ohikulkiessa käynnistävät mittauslaitteen. Tämä tarkoittaa sitä, että vain mittauslaitteen tämän toiminta-ajan kuluessa tapahtuu jarrulämpötilan mittaus. Raidekytkentäelmiä ei ole esitetty kuvioissa 1 ja 2, jälleen piirustuksen yksinkertaistamisen takia. Kaaviollisesti on esitetty kuitenkin vaikutusmatka, jota molemmissa kuvioissa on merkitty viitenumerolla 15 A. Tämän matkan sisäpuolella (ensisijassa) on mittauslaite käynnissä läm-pötilamittausta varten.

Mittauslaitetta 6 ei ole mittausakselillaan 7 nyt asennettu millään mielivaltaisella tavalla raiteen viereen, vaan keksinnön mukaan siten, että 20 a) mittausakseli 7 leikkaa pyörän 3a korkeudella H = 1-5 cm kiskon yläpinnan yläpuolella, b) mittausakseli 7 muodostaa horisontaalisesti kiskoa vasten sijaitsevan · kohtisuoran kanssa kulman Λ, joka on 7-18 astetta, - 25 c) mittausakseli 7 kulkee vaakatason suhteen vinosti alaspäin kulmassa o{, joka on 10-22 astetta.

Mittauslaitteen järjestäminen tähän kulmaan aikaansaa sen, että mittauslaite katsoo akselillaan 7 tavallaan vinosti takaa-alhaalta ohikulkevaan 30 pyörään 3a. Kuviossa 1 on nämä molemmat kulmat sisällytetty yhdeksi kulmaksi *{+.Ω, jollaisena ne näkyvät tässä perspektiivisessä esityksessä. Kuviossa 3 on korkeuskulma ot esitetty suoraan poikkeamana vaakatasosta, .ja kuviossa 4 on sivukulma Ω. esitetty kiskoa vasten sijaitsevan kohtisuoran suhteen.

Mittaustapa keksityllä menetelmällä ja esitetyllä mittauslaitteella on seuraava: . 35 6 88379 1 Kuviossa 1 on esitetty se hetki, jolloin pyörä 3a on pyörinyt niin pitkälle raidekytkentäelintä vasten, että tämä käynnistää mittauslaitteen (matkan A alku). Tämä on samalla se hetki, jolloin mittausaksell 7 alkaa osua pyörän 3a pyöränrenkaaseen, niin että lämpötilamittaus alkaa.

5

Kuten havaitaan, lämpötilamittaus ei tapahdu välittömästi itse jarruken-gästä, vaan mainitusta pyöränrenkaasta, ja myös tästä vasta sitten, kun mittausaksell 7 on kulkenut vähäisen, tässä ei esitetyn matkan. Näin tapahtuu, koska sekä kenkä- että levyjarrut pyörää vasten kosketuksessa 10 ollessaan synnyttävät kipinäsuihkun, joka on omiaan antamaan korkeamman lämpötilan kuin mitä jarrulla tai pyöränrenkaalla tosiasiallisesti on.

Lämpötilan mittaus tapahtuu nyt jatkuvasti impulsseina; eli pyörän sätei-lemät lämpösäteet katkotaan, ennen kuin ne kohtaavat infrapuna-ilmaisimen. 15 Tämän tyyppinen lämpötilamittaus on kuitenkin tekniikan tasoa, niin että lähempi perehtyminen tähän on turhaa.

Mittaus tapahtuisi siihen asti, kunnes pyörä 3a taas poistuisi matkalta A ja samalla mittausaksell 7 poistuisi pyöränrenkaalta, sillä silloin 20 olisi raidekytkentäelimen määräämä mittauslaitteen toiminta-aika loppunut.

Mittauslaite on kuitenkin keksinnön mukaan varustettu elektronisella kytkennällä, joka pidentää mittauslaitteen toiminta-aikaa elektronista tietä tekijän N verran. Myös tämän ajan on mittauslaite vielä toiminnassa, ei 25 kuitenkaan raidekytkentäelimen ansiosta, vaan tavallaan keinotekoisesti, elektronisesti.

Kuten kuviosta 2 nähdään, kulkee tässä pidennysvaiheessa N mittausaksell 7 pyöränrenkaalta jarrulevyn 5 yli. Pidennysvaiheessa N mitataan siten 30 tämän jarrulevyn 5 lämpötila.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja vastaavasti järjestetyllä laitteella elektronisen llsäkytkennän kanssa voidaan siten mitata luotettavasti kaikkien käytössä olevien jarrujärjestelmien lämpötila, jolloin jopa vielä 35 lisäilmoitus on mahdollinen, mitataanko itse pyörään tarttuvien jarrujen (jarrukengät, levykenkäjarrut) lämpötila vai erillisen jarrulevyn 5 lämpötila. Jos nimittäin lämpötilan huippuarvo esiintyy raidekytkentäelinten 7 88379 1 kytkemän mittauslaitteen toiminta-ajan sisäpuolella, on tämä huippuarvo ilmeisesti peräisin itse pyörästä; jos se sitävastoin esiintyy pidennys-ajan N sisällä, niin se on selvästi peräisin erillisestä jarrulevystä.

5 10 15 20 25 30 V: 35

Claims (2)

1. 8 38379
2. 1 Patenttivaatimus Menetelmä ja laite ohikulkevien rautatievaunujen jarrulämpötilojen koske tukee tt omaksi mittaamiseksi, jossa jarrujen tai pyörän lähettämät infra-5 puna-säteet johdetaan lnfrapuna-ilmaisimeen eteenkytketyn optiikan läpi ilmaisimen ja optiikan määrittämää mlttausaksella pitkin, tunnet-t u seuraavista tunnusmerkeistä: a) mlttausakseli (7) on suunnattu ohikulkevia pyöriä (3a,3b) kohti siten, 10 että se kohtaa pyöränrenkaan (3a) korkeudella (H), joka on 1-5 vm kiskon yläreunan yläpuolella, b) mlttausakseli (7) muodostaa molempien klskoyläreunojen tason kanssa kohotuskulman ot, joka on 10-22 astetta, 15 c) mlttausakseli kulkee molempia kiskoja (la;Ib) kohtisuoraan leikkaavan linjan suhteen sivukulmassa Xl., joka on 7-18 astetta, d) on järjestetty raidekytkentäelimet, jotka käynnistävät mittauslaitteen, 20 niin pian kuin pyörä on tullut määrätyn matkan mittausakselin alueelle, ja jotka antavat signaalin, kun pyörä poistuu raidekytkentäelimien alueelta, ja e) on järjestetty elektroninen kytkentä, joka pidentää mittauslaitteen 25 toiminta-alkaa tekijän N verran, sen jälkeen kun pyörä on poistunut rai- dekytkentäelimen alueelta. 30 35 9 38379 ^ Patentkrav Förfarande och anordning för beröringslös mätning av bromstemperaturer pa förbipasserande järnvägsvagnar, varvid infraröda stralar som bromsar 5 eller hjul sänder ut leds tili en lnfraröd sensor genom en framför-kopplad optlk lMngs en av sensorn och optlken definierad mätaxel, kännetecknat av följande kännetecken: a) mätaxeln (7) är rlktad mot den förbipasserande hjulen (3a;3b) pi 10 sldant sätt, att den träffar hjulringen (3a) pl en höjd (H), som är 1-5 cm ovanför övre kanten av skenan, b) mätaxeln (7) bildar med planet av de bida Övre kanterna av skenorna en stigvlnkel ot , som är 10-22 grader, 15 c) mätaxeln förlöper 1 förhillande tili en linje som skär de bada skenorna (la;Ib) vinkelrätt 1 en sidovinkel SI, som är 7-18 grader, d) det flnns spirkopplingsorgan, som startar mätanordningen si snart som 20 hjulet har kömmit en bestämd sträcka In pa mätaxelns omride och som avger en signal di hjulet lämnar omradet av spirkoppllngsorganen, och e) det flnns en elektronlsk koppling, som förlänger mätanordnlngens funktlonstld med en faktor N efter det att hjulet har läranat omridet av 25 spirkoppllngsorganen. 30 35