NO306102B1 - Fremgangsmåte for overvåkning av tilstanden hos en skinnepens - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for overvåkning av tilstanden hos en skinnepens og for måling av tidlig slitasje i område av tungeskinnene (sporveksel) hos en pens.

En fremgangsmåte for overvåkning av tilstanden hos en skinnepens ifølge innledningen av krav 1 er kjent fra AT-A-358 625.

Fra DE-A-13511891 er det kjent en regulerings-, sik-rings- og overvåkningsinnretning for penser, hvor det anvendes et flertall elektrisk drevne pensmotorer med en indre lukning. Ved hjelp av en rekke sensorer overvåkes ved denne kjente innretning den respektive sky-verendeposisjon og dens sikkerhetsmessige tilstand. En rekke slike enheter ble sammensluttet til funksjonsom-råder og styrt og overvåket under ett. Spesielt DE-A-12630387 viser en overvåkningsinnretning for endeposi-sjonen av svingbare skinner for jernbanepenser, hvor det er anordnet brytere for begge endeposisjoner av hver svingbar skinne. En bedømmelsesinnretning for mel-ding av en forskriftsmessig endeposisjon måler herved reaksjonen av samtlige brytere hos hver svingbar skinne for en endeposisjon og den samtidige ikke-reaksjon av alle brytere for den respektive andre endeposisjon.

Ved den kjente anvendelse av sensorer på skinnepenser ble det således overvåket den endelige reguleringsposi-sjon, for å sikre på denne måte sikkerheten ved befaring av pensene. En befaring av en pens er imidlertid også mulig, når en endeposisjon holdes ved å overholde en forutbestemt toleranse. Innenfor denne forutbestemte toleranse kan slitasjedannelser i hjulløpsområde rik-tignok bevirke målbare forandringer, men de kan ikke registreres ved de kjente innretninger. En overdreven slitasje i skinnepensens område ble således ved de kjente innretninger først da signalisert, når sikkerheten hos pensen ikke lenger var tilstede. På dette tidspunkt er vedlikeholdsarbeidet allerede vesentlig større og medfører en vesentlig lengre driftsstans.

Oppfinnelsens formål er å videreutvikle en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art slik at slitasjedannelser allerede registreres før en sikker befaring av pensen ikke lenger er mulig. For å løse denne oppga-ve, består fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i det ve-sentlige i at for registrering av tidligslitasje i området av tungeskinnene hos en pens, bedømmes signalene av nærhetssensoren i området av tungeskinnene under befaring av en pens, at den under befaringen registrerte minste verdi av avstanden mellom tungeskinne og bakkeskinne lagres, at forandringen av den målte minste verdi samt i det minste en første grenseverdi for den

minste avstand sammenlignes med hverandre, og at det ved overskridelse av denne første grenseverdi genereres et vedlikeholdssignal. Mens det for sikker befaring av pensen ikke må overskrides en maksimal avstand av tun-geprofilen fra bakkeskinnen, kan det nå oppnås en ytterligere bedømmelse ved at man under befaringen av pensen bedømmer signalene av en tilnærmingssensor i tungeskinnens område, når den minste verdi av avstanden som bestemmes under befaringen, lagres. En slik minste verdi av avstanden tilsvarer som regel en verdi hvor sikkerheten ved befaringen av pensen på ingen måte er tvilsom. Fordi forandringen av den målte minste verdi sammenlignes med en første grenseverdi, tilveiebringes den mulighet allerede på et tidlig tidspunkt å kunne oppdage en graddannelse, hvorved oppnåelsen av den før-ste grenseverdi med hensyn til den målte minste verdi ved befaringen av pensen, ikke har noen betydning for sikkerheten av befaringen av skinnepensen. Ved overskridelse av denne første grenseverdi kan det således ifølge oppfinnelsen genereres et vedlikeholdssignal, og

vedlikeholdsomkostningene er på et slikt tidlig tidspunkt vesentlig mindre og uten lang driftsstans, f.eks. ved overslipning av de tilsvarende kontaktsteder av tungeskinnen på bakkeskinnen. Spesielt overvåkningen av forandringen i den målte minste verdi over en tid mu-liggjør tidlige slutninger med hensyn til slitasjens art, idet alle disse informasjoner fremskaffes allerede på et tidlig tidspunkt, når pensens driftssikkerhet fremdeles foreligger fullt ut.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan gjennomføres fordelaktig ved at måleverdiene av tungeskinnes minste avstand fra bakkeskinnen overvåkes på et sted hvor tungeskinnens overkant i ikke slitt tilstand ligger høyere enn14 mm under bakkeskinneoverkanten hhv. kjørekanten. Anordningen av en nærhetssensor på et sted hvor tungeskinnens overkant er lavere enn den angitte grenseverdi, ville gi anledning til forfalskning av resultatet, fordi det på dette sted ikke fryktes noen kollisjon av hjulets løpeflate med tungeskinnens overkant. Målever-dier på slike steder kan således bare gi et utilfreds-stillende utsagn over mulige graddannelser, fordi en graddannelse på bakkeskinnens løpeflate på disse steder ikke uten videre fører til en forandring av tungeskinnens endeposisjon. Valget av den tilsvarende posisjon for nærhetssensorer er således vesentlig for utsagnets betydning med hensyn til en mulig graddannelse.

En slik fremgangsmåte kan fordelaktig anvendes samtidig med å underkaste penssikkerheten en ytterligere kon-troll. Mens oppnåelsen av den første grenseverdi for den minste avstand mellom tungeskinne og bakkeskinne ved befaring av pensen i første omgang ikke gir noe utsagn over sikkerheten ved selve befaringen, fordi den første grenseverdi velges vesentlig mindre enn toleran-sen som er tillatt for sikkerheten ved befaring, kan da, når minst en andre større grenseverdi sammenlignes med måleverdien for tungeskinnens avstand fra bakkeskinnen, utløses et varselsignal ved overskridelse av den andre grenseverdi, slik som ifølge en foretrukken utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Dette varselsignal kan anvendes umiddelbart til å sper-re pensen for ytterligere befaring.

På en spesiell enkel måte kan fremgangsmåten gjennomfø-res slik at sensorsignalet via en A/D-vandler omvandles i et digitalt signal og tilføres til et minsteverdilager, og at minsteverdilagerets lagerinnhold sammenlignes med grenseverdien efter et vist tidsrom som er større enn tidsrommet mellom på hverandre følgende av-følinger av sensorsignalet. Digitaliseringen av sensorsignalet før den videre bearbeidelse tillater at signalet overføres via lengre signalledninger uten fare for en forvrengning av signalet, og gir således en enkel mulighet for å anordne bedømmelseskoblingen i en tilsvarende avstand fra pensen, og på enkel måte å beskyt-te den mot fremmed påvirkning. Fordi et slikt signal føres til et minsteverdilager, kan man bruke enkle la-gerkonstruksjoner, og fordi kun minsteverdilagerets lagerinnhold sammenlignes med grenseverdien efter et tidsrom som er større enn tidsrommet mellom på hverandre følgende avfølinger av sensorsignalet, blir regne-innsatsen i forbindelse med sammenligningen vesentlig mindre. Samtidig sikres det at virkelig en minste verdi måles, da en flerhet av sensorverdier tilføres minsteverdilageret og således gjør det lettere å finne et faktisk minimum.

Ved denne fremgangsmåte kan man på en spesielt enkel måte gå frem slik at minsteverdilageret efter sammenligning av lagerinnholdet med grenseverdien settes tilbake, og at resultatet av sammenligningen med grenseverdien eller den funnede minsteverdi lagres særskilt. På denne måte kan lagringstidsforandringen av minste- verdiene registreres uten store lagringsomkostninger, slik at forutsigelser hhv. prognoser over kritiske graddannelser i befaringsområde av sonen eller bakke-skinnene muliggjøres.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av de i tegningen skjematisk viste utførelseseks-empler, hvor

fig. 1 viser et snitt gjennom en bakkeskinne og en tungeskinne i området for anordningen av en

sensor;

fig. 2 viser skjematisk en første koblingsanordning for bedømmelsen av måleverdiene av en sensor ifølge

fig. 1 og

fig. 3 viser en modifisert utformning av en slik bedøm-melseskobling.

På fig. 1 betegner 1 en bakkeskinne i hvis steg det er anordnet en nærhetssensor 2. En slik nærhetssensor kan være utformet f.eks. som analogsensor, og kan være kob-let som induktiv eller kapasitiv sensor. Signalet fra en slik sensor 2 er avhengig av avstanden av sensorens endeflate fra en del som nærmer seg denne endeflate, som på fig. 1 dannes av en tungeskinne eller sporveksel 3. Ved et ideelt anlegg av tungeskinnen 3 mot bakkeskinnen 1, ligger anleggsflåtene plant mot hverandre slik at det ikke foreligger noen sprekk mellom disse flater. I tilfellet av en deformasjon av bakkeskinnen i hodeområdet eller av tungeskinnen i hjulløpsområdet, oppstår det i området av tungeskinnens 3 anlegg mot bakkeskinnen 1 en avstand 1 som blir tilsvarende stør-re, avhengig av størrelsen av graddannelsen som er opp-stått på grunn av deformasjonen. En kritisk avstand 1 kan oppdages ved hjelp av sensoren 2, hvorved en slik

•kritisk avstand 1 kan være vesentlig mindre enn en yt-

terligere kritisk avstand som allerede ikke lenger ga-ranterer sikkerheten ved befaring av pensen.

Av fig. 2 fremgår det at signalet fra sensoren 2 først tilføres til en analog-digitalomformer 4 og derefter til et minsteverdilager 5. Innholdet i minsteverdilageret 5 underkastes i regelmessige avstander en grenseverdi sammenligning i en sammeligningkobling 6.

Alt efter koblingen av den analoge digitalomformer, kan det her omvandles strømsignaler eller spenningssigna-ler. På fig. 2 er det vist en arbeidsmotstand 7 hvor, avhengig av en sensorstrøm, en bestemt spenning avtar.

I utformningen ifølge fig. 2 kan sensorsignalet, f.eks. med en avfølerfrekvens på 1kHz, ledes via en rask analog-digitalomf ormer til et minsteverdilager 5, og en gang pr. dag gjennomføres det en grenseverdisammenlig-ning som lagres særskilt over et lengre tidsrom. På denne måte kan en økning av minsteverdien 1 oppdages.

Det digitale minsteverdilager kan igjen daglig settes tilbake, hvorved minsteverdien registreres med høy sikkerhet ved hjelp av den høye avfølingsfrekvens.

Ved en analog utformning, som vist på fig. 2, kan det også arbeides med lav avfølingsfrekvens, og det kan f.eks. registreres sensorsignaler over et lengre tidsrom. Over et tilsvarende legre tidsrom kan det likele-des med sikkerhet registreres minsteverdier og bedømmes tilsvarende.

Ved utformningen ifølge fig. 3 lagres signalet fra sensoren 2 som analog verdi og avspørres i systemsyklus.

En tilsvarende kobling (sample and hold) er betegnet med 8. En avlesning av den analoge minsteverdi skjer derefter i vesentlig lengre tidsintervaller, idet av-lagringen kan skje i et minsteverdilager 5 efter ana-logdigitalomvandlingen i en tisvarende A/D-konverter. Med 6 er det skjematisk antydet grenseverdisammenligin-gen.

Utgangssignalet fra tungeposisjonssensorene kan her ved prøvemontasje ved glatt anlegg av tungen mot bakkeskinnen kalibreres til 0. Så snart det er kommet til en graddannelse, vil denne minsteverdi 0 ikke lengre oppnås, slik at det efter en økning av denne avstand rik-tignok fremdeles synes å være tillatelig, med høy sikkerhet i forhold til maksimalt tillatelig verdi, å foreta en befaring av pensen, men en erkjennelse av feil og spesielt en graddannelse er bare mulig når en mindre økning av denne avstand registreres. Mens f.eks. en overskridelse av maksimalverdien på 3 mm allerede ved sikkerhetsvurderinger måtte anses som kritisk, har det vist seg at det ved overhaling av konstruksjonsde-ler som viser tendens til graddannelse, ved en forutbestemt første grenseverdi f.eks. en avstand 1 på ca. 1,5 mm, er mulig med en drift med små avbrudd, som ved tilstrekkelig sikkerhetsavstand til kritisk avstand senker vedlikeholdsomkostningene vesentlig.

Claims (5)

1. Fremangsmåte for overvåkning av tilstanden hos en skinnepens, idet signaler fra minst en nærhetssensor (2) i området av en tungeskinne (3) bedømmes, hvilke signaler er avhengig av sensorens avstand fra tungeskinnen som næermer seg sensoren,karakterisert vedat for registrering av tidlig slitasje i området av tungeskinnene (3) hos en pens, bedømmes signalene av nærhetssensoren (2) i området av tungeskinnene (3) under befaring av en pens, at den under befaringen registrerte minste verdi av avstanden (1) mellom tungeskinne (3) og bakkeskinne (1) lagres, at forandringen av den målte minste verdi samt i det minste en første grenseverdi for den minste avstand sammenlignes med hverandre, og at det ved overskridelse av denne første grenseverdi genereres et vedlikeholdssignal .

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat måleverdiene av den minste avstand (1) av tungeskinnen (3) fra bakkeskinnen (1) overvåkes på et sted hvor overkanten av tungeskinnen (3) i ikke slitt tilstand ligger høyere enn 14 mm under bakkeskinneoverkanten hhv. kjørekanten.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat i det minste en andre, større grenseverdi for avstanden av tungeskinnen (3) fra bakkeskinnen (1) sammenlignes med måleverdien, og at det utløses et varselsignal ved overskridelse av den andre grenseverdi.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat sensorsignalet via en A/D-omformer (4) omvandles til et digitalt signal og tilføres til et minsteverdilager (5), og at la gerinnholdet i minsteverdilageret (5) sammenlignes med grenseverdien efter et vist tidsrom som er større enn tidsrommet mellom på hverandre følgende avfølinger av sensorsignalet.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4,karakterisert vedat minsteverdilageret (5) settes tilbake efter sammenligning av lagerinnholdet med grenseverdien, og at resultatet av sammenligningen med grenseverdien eller den funnede minsteverdi lagres særskilt.