AT504733B1

AT504733B1 - DEVICE FOR DETERMINING FLAT SITES AND / OR DETERMINING EQUALIZATION OF TIRES AND / OR RADIES OF TREADMILLS OF RAILWAY WHEELS AND METHOD FOR DETERMINING AND DETERMINING THEM

Info

Publication number: AT504733B1
Application number: AT6752004A
Authority: AT
Inventors: Bernd Dipl Ing Dr Eichberger; Dietmar Ddipl Ing Meicz; Walter Ing Weilinger
Original assignee: Hottinger Messtechnik Baldwin
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2009-07-15
Also published as: AT504733A1

Description

2 AT 504 733 B12 AT 504 733 B1

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ermitteln von Flachstellen und/oder Bestimmen von gleichmäßigen Abnützungen von Laufflächen und/oder von Radien von Laufflächen von Schienenrädern des schienengebundenen Verkehrs.The invention relates to an apparatus and a method for determining flat areas and / or determining uniform wear of running surfaces and / or radii of running surfaces of rail wheels of rail transport.

Mit steigenden Geschwindigkeiten ist das Zusammenwirken von dem Gleisoberbau und dem rollenden Material von besonderer Bedeutung. Bei Geschwindigkeiten von Zügen weit über 200 km/h werden besondere Ansprüche auf den Gleisoberbau als auch auf das rollende Material gestellt. Bei einem Gleisoberbau wird auf die Einfederung der Schienen als auch den kontinuierlichen Verlauf derselben - also z. B. Verschweißung derselben - ein besonderes Augenmerk gelegt. Weiters ist die Einhaltung von Spurweiten von besonderer Bedeutung, um allfällige Entgleisungen zu vermeiden.With increasing speeds, the interaction of the track superstructure and the rolling stock is of particular importance. At speeds of more than 200 km / h, special demands are placed on the track superstructure as well as on the rolling stock. In a track superstructure is on the deflection of the rails and the continuous course of the same - ie z. B. welding the same - a special attention. Furthermore, compliance with gauges is of particular importance in order to avoid any derailment.

Das rollende Material muss an die Geschwindigkeiten angepasst sein. Neben den Fragen Federung, Dämpfung u. dgl. des Waggons sind die gleichmäßige Beschaffenheit der Schienenräder von besonderer Bedeutung. Die Schienenräder können ein besonders komplexes Verhalten aufweisen. Einerseits durch die Aufhängung und Lagerung, andererseits durch den Aufbau derselben. So kann der Laufkranz getrennt von dem restlichen Rad vorgesehen sein. Auch ist die Neigung der Lauffläche zur Achse des Schienenrades, die Ausbildung der Lauffläche sowie die Ausbildung des Spurkranzes zu berücksichtigen. Von besonderer Bedeutung ist allerdings die Ausbildung der Lauffläche, u. zw. in erster Linie nicht, ob dieselbe eben, bombiert od. dgl. ausgebildet ist, sondern ob die Lauffläche gleichmäßige Abnützungen aufweist, oder ob Flachstellen, beispielsweise durch Bremsungen, Inhomogenitätsstellen od. dgl. verursacht, vorliegen. Durch diese Inhomogenitätsstellen kann nicht nur eine Desintegrierung von Schienenrädern bewirkt werden, sondern es können auch Brüche von Schienen auftreten. in beiden Fällen kann es zu folgenschweren Entgleisungen des rollenden Materials führen.The rolling stock must be adapted to the speeds. In addition to the questions suspension, damping u. Like. Of wagons, the uniform nature of the rail wheels are of particular importance. The rail wheels can have a particularly complex behavior. On the one hand by the suspension and storage, on the other hand by the construction of the same. Thus, the tread may be provided separately from the rest of the wheel. Also, the inclination of the tread to the axis of the rail wheel, the formation of the tread and the formation of the flange must be considered. Of particular importance, however, is the design of the tread, u. zw. in the first place not whether the same flat, cambered od. Like. Is formed, but whether the tread has uniform wear, or if flats, for example by braking, inhomogeneity points od. Like. Causes exist. This inhomogeneity points not only disintegration of rail wheels can be effected, but it can also breakages of rails occur. In both cases, it can lead to serious derailment of the rolling stock.

Die Messung von Flachstellen von Laufflächen gestaltet sich besonders schwierig. Zwischen dem Spurkranz und der Lauffläche gibt es, so eine genaue Fertigung erfolgte, lediglich konstante Unterschiede, so lange keine lokalen Abnützungen der Lauffläche oder des Spurkranzes stattgefunden haben.The measurement of flat areas of treads is particularly difficult. Between the wheel flange and the tread there is, so an accurate manufacturing was done, only constant differences, as long as no local wear of the tread or the flange have taken place.

Aus einer Veröffentlichung der Northern Jiaotong Universität in Peking fwww.ndt.net/article/wendt00/Dapers/idn6Q7/idn607.htm) sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung von Flachstellen und Abnützungen der Lauffläche von Schienenrädern bekannt. Diese Messung an Laufrädern kann nur bei einer Geschwindigkeit von ca. 15 km/h erfolgen. Es ist hierbei eine Messstrecke vorgesehen, die ein Teil einer durchgehenden Schiene ist, welcher Teil zwischen zwei fix montierten Schienenbereichen federnd gelagert ist. Die mechanische Einsenkung des Schienenteiles wird über zwei berührungslose Abstandsmesswerterfasser, u. zw. der Abstand zum Untergrund, gemessen. Durch diese Messungen sollen über Datenverarbeitungsanlagen sowohl Flachstellen als auch Abnützungen der Schienenräder bestimmt werden. Welcher Art die Messaufnehmer sind und mit welchen Messwerten eine derartige Datenverarbeitungsanlage arbeiten soll, kann dieser Literaturstelle nicht entnommen werden.From a publication of Northern Jiaotong University in Beijing fwww.ndt.net/article/wendt00/Dapers/idn6Q7/idn607.htm), an apparatus and a method for measuring flatness and wear of the tread of railroad wheels are known. This measurement on wheels can only be done at a speed of about 15 km / h. In this case, a measuring section is provided which is part of a continuous rail, which part is resiliently mounted between two permanently mounted rail sections. The mechanical countersinking of the rail part is performed via two non-contact distance value sensors, u. between the distance to the ground, measured. These measurements are intended to determine flat areas as well as wear of the rail wheels via data processing systems. Which type of sensors are used and with which measured values such a data processing system should work can not be found in this reference.

Bei der FR 2 805 038 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung des Durchmessers der Lauffläche eines Schienenrades beschrieben. Auf einer Seite des Schienenrades sind Strahlenquellen vorgesehen, die die Lauffläche und den Spurkranz bzw. einen Teil der inneren Seite des Schienenrades abdecken. Die Empfänger sind an derselben Seite der Schiene, u. zw. auf der Innenseite zwischen zwei Schienen, angeordnet. Es werden jeweils Bilder zumindest von der Lauffläche, dem Spurkranz und der Seitenfläche des Rades aufgenommen. Die Seitenfläche des Rades weist eine zum Spurkranz konzentrisch laufende Nut auf, die zur Orientierung eines Senders dient. Aufgrund des von der Achse des Rades am weitesten entfernten Punktes des Spurkranzes der Lauffläche und der Seitenfläche des Rades wird mit einem Annäherungsprogramm über eine Datenverarbeitungsanlage der aktuelle Durchmesser von der Lauffläche berechnet. 3 AT 504 733 B1FR 2 805 038 A1 describes a device for determining the diameter of the tread of a rail wheel. On one side of the rail wheel radiation sources are provided, which cover the tread and the flange or a part of the inner side of the rail wheel. The receivers are on the same side of the rail, u. zw. On the inside between two rails, arranged. In each case, pictures are taken of at least the running surface, the wheel flange and the side surface of the wheel. The side surface of the wheel has a groove running concentric to the flange, which serves for the orientation of a transmitter. On the basis of the point furthest from the axis of the wheel of the tread and the side surface of the wheel, the actual diameter of the tread is calculated by means of an approximation program via a data processing system. 3 AT 504 733 B1

In der WO 1988/02713 A1 wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Radprofils beschrieben, wobei Sender und Empfänger für elektromagnetische Wellen vorgesehen sind, die auf die Lauffläche und den Spurkranz eines Rades gerichtet sind. Es wird dabei über die Zeit der Abstand von den einzelnen Bereichen der Lauffläche und des Spurkranzes gemessen, wodurch das Profil bestimmt wird.WO 1988/02713 A1 describes a method for determining a wheel profile, wherein transmitters and receivers are provided for electromagnetic waves which are directed onto the running surface and the flange of a wheel. It is measured over time, the distance from the individual areas of the tread and the flange, whereby the profile is determined.

In der US 5 793 492 A wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Profils eines Rades von einem Eisenbahnwaggon od. dgl. während sich dasselbe auf einer Schiene bewegt, beschrieben. Bei dieser Vorrichtung befindet sich auf einer Seite ein Sender und ein Empfänger, welcher die Anwesenheit eines Rades anzeigt. Auf derselben Seite sind drei Sender gemeinsam mit Sensoren hintereinander angeordnet, um die Geschwindigkeit des Wagens berechenbar zu machen. Auf der gegenüberliegenden Seite sind zwei in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordnete Laser angeordnet, die die Seitenflächen des Rades beaufschlagen. Die reflektierten Strahlen gelangen zu den auf derselben Seite liegenden Kameras. Aufgrund der so ermittelten Daten wird über ein Annäherungsprogramm der Durchmesser der Lauffläche berechnet.No. 5,793,492 A describes a method and an apparatus for determining the profile of a wheel from a railroad car or the like while moving on a rail. In this device is located on one side of a transmitter and a receiver indicating the presence of a wheel. On the same side, three transmitters are placed in series with sensors to make the car's speed calculable. On the opposite side two longitudinally arranged in the longitudinal direction of the laser are arranged, which act on the side surfaces of the wheel. The reflected rays reach the cameras on the same side. Based on the data thus obtained, the diameter of the tread is calculated using an approximation program.

Der vorliegenden Erfindung ist zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ermitteln von Flachstellen und/oder Bestimmen von gleichmäßigen Abnützungen von Laufflächen und/oder von Radien von Laufflächen von Schienenrädern zu schaffen, die keiner Abnützung unterliegen, möglichst geringe Störungen bedingen, eine Messung bei einer Geschwindigkeit erlauben, die gegenüber der normalen Betriebsgeschwindigkeit des rollenden Materials nicht abgesenkt ist und gegenüber Verschmutzungen besonders unempfindlich ist.The object of the present invention is to provide a device and a method for determining flat areas and / or determining uniform wear of running surfaces and / or radii of running surfaces of rail wheels, which are not subject to wear and tear, cause as little disturbance as possible, a measurement allow at a speed that is not lowered compared to the normal operating speed of the rolling stock and is particularly insensitive to contamination.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ermitteln von Flachstellen und/oder Bestimmen von gleichmäßigen Abnützungen von Laufflächen und/oder von Radien von Laufflächen von Schienenrädern des schienengebundenen Verkehrs, wobei rollendes Material durch zumindest eine Messstrecke mit zumindest einer Messstelle entlang von Schienen geleitet wird, und in der Messstrecke berührungslose Messaufnehmer und zumindest drei Sender für geradlinige elektromagnetische Strahlen in Schienenlängsrichtung hintereinander angeordnet sind, und dieselben mit einer Datenverarbeitungsanlage verbunden sind, wobei zumindest zwei Sender und/oder Empfänger in Schienenlängsrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind, besteht im Wesentlichen darin, dass zumindest bei einer Schiene an einer Seite, die zumindest drei Sender für geradlinige elektromagnetische Strahlen, insbesondere Laserstrahlen, und eine erforderliche Anzahl der, insbesondere drei, Empfänger für die Strahlen an der anderen Seite der Schiene vorgesehen sind, wobei die Sender und die Empfänger eine Messstelle bilden, und die einander zugeordneten Sender und vorzugsweise ein Strahlenaustritt aus dem/den Sendern) und/oder ein Strahleneintritt in den/die Empfänger über einer Schienenoberkante der Schiene liegt/liegen.The device according to the invention for determining flat areas and / or determining even wear of running surfaces and / or radii of running surfaces of rail wheels of rail-bound traffic, wherein rolling material is passed through at least one measuring section with at least one measuring point along rails, and in the measuring section Non-contact sensors and at least three transmitters for rectilinear electromagnetic radiation in the rail longitudinal direction are arranged one behind the other, and the same are connected to a data processing system, wherein at least two transmitters and / or receivers are arranged in the rail longitudinal direction one behind the other, consists essentially in that at least one rail a side comprising at least three transmitters for rectilinear electromagnetic beams, in particular laser beams, and a required number of, in particular three, receivers for the beams on the other side of the S are provided, wherein the transmitter and the receiver form a measuring point, and the mutually associated transmitter and preferably a radiation outlet from the / the transmitters) and / or a beam entry into the / the receiver on a rail top edge of the rail is / are.

Gleichmäßige Abnützungen der Laufflächen von Schienenrädern bedingen in der Regel, wenn die Unterschiede zu den anderen Laufflächenradien gering sind, keine stoßartigen Belastungen für das rollende Material bzw. die Schienen. Ab bestimmten Unterschieden von Radien und Geschwindigkeit des rollenden Materials werden periodische Beanspruchungen der Schienen verursacht, die selbst zu Aufschaukelungen von Schwingungen führen können, so dass es bei diesen so beanspruchten Schienen bis zum Bruch führen kann. Diese periodischen Beanspruchungen liegen jedoch nicht alleine bei den Schienen vor, sondern auch bei den Schienenrädern, die damit zu einer vorzeitigen Zerstörung derselben führen kann.Even wear of the treads of rail wheels usually causes, if the differences from the other tread radii are small, no impact loads on the rolling stock or rails. From certain differences of radii and speed of the rolling material periodic stresses of the rails are caused, which itself can lead to oscillations of vibrations, so that it can lead to breakage in these rails so stressed. However, these periodic stresses are not alone in the rails, but also in the rail wheels, which can thus lead to premature destruction of the same.

Die angeführte mechanisch bedingte Erfassung von Inhomogenitätsstellen hat den Nachteil, dass der gesamte Schienenabschnitt, welcher vermutlicherweise einem Umfang der Lauffläche eines Schienenrades entsprechen soll, eine dynamische Aufnahme der Deformation der Belastung entsprechend erfasst, wobei zwei Aufnehmer für diese vertikale Deformation vorgesehen sind. Es wird somit eine Deformation einer großen Strecke der Schiene gemessen. Diese vertikale Deformation unterliegt jedoch mechanischen Verzögerungen und damit bedingt, dass 4 AT 504 733 B1 lediglich geringere Geschwindigkeiten des rollenden Materials zur Bestimmung bzw. Ermitteln möglich sind. Mit diesen Einschränkungen muss das rollende Material von seiner normalen Reisegeschwindigkeit wesentlich abgesenkt werden.The cited mechanically determined detection of inhomogeneity points has the disadvantage that the entire rail section, which is supposed to correspond to a circumference of the tread of a rail wheel, detects a dynamic recording of the deformation of the load accordingly, with two transducers are provided for this vertical deformation. Thus, a deformation of a large distance of the rail is measured. However, this vertical deformation is subject to mechanical delays and thus due to the fact that only lower speeds of the rolling stock are possible for determining or determining. With these restrictions, the rolling stock must be lowered significantly from its normal cruising speed.

Sind zumindest an einer Schiene zumindest drei Sender für geradlinige elektromagnetische Strahlen, insbesondere Laserstrahlen, und eine erforderliche Anzahl, insbesondere drei, Empfänger für die Strahlen vorgesehen, die eine Messstelle bilden, so kann eine Ermittlung von Fehlstellen bzw. Flachstellen und Radien mit besonders geringem Aufwand durchgeführt werden, wobei je nach Anzahl der Messstellen in einer Messstrecke eine besonders genaue Identifizierung der Fehlstellen bzw. Flachstellen möglich ist.If at least three transmitters for rectilinear electromagnetic beams, in particular laser beams, and a required number, in particular three, receivers for the beams are provided on at least one rail, forming a measuring point, it is possible to determine flaws or flat spots and radii with particularly little effort be carried out, depending on the number of measuring points in a measuring section a particularly accurate identification of the defects or flats is possible.

Sind die Sender und Empfänger auf unterschiedlichen Seiten der Schienen angeordnet, so kann eine besonders exakte Zuordnung der Signale erfolgen.If the transmitters and receivers are arranged on different sides of the rails, a particularly exact assignment of the signals can take place.

Liegt ein Strahlenaustritt aus dem/den Sender(n) und/oder ein Strahleneintritt in den/die Empfänger über einer Schienenoberkante der Schiene vor, so können beliebige elektromagnetische Wellen eingesetzt werden, selbst solche, die mit einem Durchtritt bei Schienen in ihrer Stärke geschwächt würden.If there is a radiation exit from the transmitter (s) and / or a radiation entry into the receiver (s) above a rail top edge of the rail, then any electromagnetic waves can be used, even those which would be weakened by a passage in rails ,

Sind zumindest zwei Sender und/oder Empfänger in Schienenlängsrichtung gesehen hintereinander angeordnet, so kann auf besonders einfache Art und Weise die Geschwindigkeit des rollenden Materials ermittelt werden.If at least two transmitters and / or receivers are arranged one behind the other in the rail longitudinal direction, the speed of the rolling material can be determined in a particularly simple manner.

Sind in einer Messstrecke mehrere Messstellen vorgesehen, so können mehrere Radien und damit mehrere Flachstellen einer Lauffläche eines Schienenrades ermittelt werden.If several measuring points are provided in a measuring section, then several radii and thus several flat areas of a running surface of a rail wheel can be determined.

Umfasst die Messstrecke im Wesentlichen die Länge des Umfanges der Lauffläche des Schienenrades, insbesondere entspricht dieselbe derselben, so können punktuell sämtliche Radien erfasst werden, wobei gleichzeitig die Aussage über Flachstellen gegeben ist.If the measuring path essentially encompasses the length of the circumference of the running surface of the rail wheel, in particular if it corresponds to the same, then all the radii can be detected selectively, the statement about flat spots also being given at the same time.

Verlaufen die geradlinigen Strahlen parallel zu einer durch die Schienenoberkante gebildeten Gleisebene, so kann ein besonders einfaches und sicheres Berechnungsverfahren gegeben sein.If the rectilinear rays run parallel to a track plane formed by the rail top edge, then a particularly simple and reliable calculation method can be provided.

Sind die Sender als auch die entsprechenden Empfänger der Schiene jeweils etwa normal zur Schienenlängsrichtung einander benachbart angeordnet, so ist ein besonders kurzer Verlauf der elektromagnetischen Strahlen gegeben, wobei gleichzeitig zur geringen Laufzeit der Signale eine erleichtere Montage von Sender und Empfänger gegeben ist.If the transmitters as well as the corresponding receivers of the rail are each arranged approximately normal to the rail longitudinal direction adjacent to one another, a particularly short course of the electromagnetic beams is provided, whereby at the same time the signals of the transmitter and receiver are easier to assemble.

Zur erhöhten Sicherheit gegen Zerstörung von Sender und Empfänger sind dieselben jeweils mit Abdeckungen versehen.For increased security against destruction of transmitter and receiver they are each provided with covers.

Sind der Sender und der zugeordnete Empfänger gemeinsam an nur einer Schiene befestigt, so ist ein besonders geringer Weg der Strahlen sichergestellt, wobei weiters die Montage der mechanischen Vorrichtungen einfach und mit besonders geringem Aufwand durchgeführt werden kann.If the transmitter and the associated receiver are fastened together to only one rail, then a particularly small path of the beams is ensured, wherein furthermore the assembly of the mechanical devices can be carried out simply and with very little effort.

Ist zumindest ein Sender und/oder Empfänger schwenkbar, so kann die Mindestanzahl von Sendern und/oder Empfängern auf zwei reduziert werden.If at least one transmitter and / or receiver is pivotable, then the minimum number of transmitters and / or receivers can be reduced to two.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln von Flachstellen und/oder Bestimmen von gleichmäßigen Abnützungen von Laufradflächen und/oder Radien von Laufflächen von Schienenrädern mit Spurkranz von rollendem Material, das eine Messstrecke durchfährt, in welcher über berührungslose Sensoren und einer Datenverarbeitungsanlage die Radien der Lauffläche ermittelt werden, besteht im Wesentlichen darin, dass über den höhenmäßigen, insbesondere 5 AT 504 733 B1 vertikalen, Abstand der Sender und/oder Empfänger zueinander und vorzugsweise über zumindest zwei Sehnen des Spurkranzes oder Lauffläche ein aktueller Radius der Lauffläche mit einer Datenverarbeitungsanlage bestimmt werden.The method according to the invention for determining flat areas and / or determining uniform wear of runner surfaces and / or radii of running surfaces of rail wheels with wheel flange of rolling material which passes through a measuring section in which the radii of the running surface are determined via non-contact sensors and a data processing system, consists essentially in that over the height, in particular 5 vertical vertical distance of the transmitter and / or receiver to each other and preferably over at least two chords of the flange or tread a current radius of the tread are determined with a data processing system.

Wird in der Messstrecke über mehrere Messstellen mit Sendern und Empfängern der Radius für die Laufflächen mehrfach bestimmt, so kann eine Ermittlung sämtlicher Flachstellen eines Schienenrades erfolgen.If the radius for the running surfaces is determined several times in the measuring section via several measuring points with transmitters and receivers, a determination can be made of all flat areas of a rail wheel.

Wird von zumindest einem, gegebenenfalls weiteren, Sensor der Abstand von einem Sender und/oder Empfänger von der Schienenoberkante bestimmt, so wird berücksichtigt, dass die Schienenoberkante keine stationäre Bezugsgröße darstellt, da die Schienen ebenfalls einer Abnützung unterliegen.If the distance from a transmitter and / or receiver from the rail upper edge is determined by at least one, optionally further, sensor, it is taken into account that the rail upper edge does not constitute a stationary reference, since the rails are likewise subject to wear.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Messstrecke mit mehreren Messstellen in der Sicht von oben und Fig. 2 eine Messstelle in Seitenansicht.1 shows a measuring section with several measuring points in the view from above and Fig. 2 shows a measuring point in side view.

In Fig. 1 ist eine Messstrecke dargestellt, die eine Vielzahl von Messstellen 1 umfasst, die jeweils Sender 2 und Empfänger 3 aufweisen, deren Austrittsöffnungen bzw. Eintrittsöffnungen oberhalb der Schienenoberkante 4 der Schienen 5 gemäß Fig. 2 liegen. Die Länge der Messstrecke zwischen A und B entspricht dem Umfang der Lauffläche des größten zu messenden Schienenrades. Die Sender, u. zw. ein InGaAsP Diodenlaser, senden elektromagnetische Strahlen mit 0,635 pm und einer Leistung von 10 mW aus.In Fig. 1, a measuring section is shown, which comprises a plurality of measuring points 1, each having transmitter 2 and receiver 3, the outlet openings or inlet openings above the upper rail edge 4 of the rails 5 are shown in FIG. The length of the measuring section between A and B corresponds to the circumference of the running surface of the largest rail wheel to be measured. The transmitters, u. between an InGaAsP diode laser, emit electromagnetic beams of 0.635 pm and a power of 10 mW.

In Fig. 2 ist ein Schienenrad 6 schematisch dargestellt, dessen Lauffläche 7 mit der Schienenoberkante 4 kooperiert. Durch die Schienenoberkanten 4 zweier benachbarter Schienen 5 wird eine Gleisebene definiert. In einer Messstelle sind zwei in Fahrtrichtung v des rollenden Materials gesehen hintereinander angeordnete Sender 2a und 2b vorgesehen. Dieselben weisen einen horizontalen Abstand von 50 mm zueinander auf, so dass über die Abschattung der Strahlen unter Bestimmung des Zeitabstandes in pSek die Geschwindigkeit des rollenden Materials bestimmt werden kann. Die Abschattung erfolgt über den Spurkranz 8 des Schienenrades 6. Über die gemessene Abschattung der Sender bzw. Empfänger und den Abstand der Sender zueinander in Fahrtrichtung v oder auch der Empfänger zueinander kann die Geschwindigkeit des rollenden Materials bestimmt werden. Bei einer Messung mit 120 km/h und einem horizontalen Abstand in Fahrtrichtung der Sender und Empfänger von 215 mm zueinander, die normal zur Schienenlängsrichtung angeordnet sind, wurden für das Zurücklegen der Strecke zwischen den Sendern 2a und 2b ä 1.500 pSek gemessen. Aus dieser Teilumfangsfläche der Lauffläche errechnet sich der aktuelle Radius dieses Bereiches des Rades zu 48,1 cm. Sind in einer Messstrecke von 302 cm hundert Messstellen vorgesehen, so können, bezogen auf den Umfang, jeweils 3,6° getrennt zueinander überprüft werden. Damit können in Abstand von 3,6° die unterschiedlichen Radien für die Lauffläche eines Schienenrades ermittelt werden, so dass nicht nur die Abnützung eines Rades, sondern auch allfällige Flachstellen in Abstand von 3,6° eines Schienenrades ermittelt werden können. Die geradlinigen Strahlen der Sender sind parallel zur Gleisebene. Sender und Empfänger sind normal zur Schienenlängsrichtung zueinander benachbart an einer Schiene angeordnet. Sender und/oder Empfänger können schwenkbar sein.In Fig. 2, a rail wheel 6 is shown schematically, the tread 7 cooperates with the upper rail edge 4. By rail upper edges 4 of two adjacent rails 5, a track level is defined. In a measuring point two seen in the direction of travel v of the rolling material successively arranged transmitter 2 a and 2 b are provided. The same have a horizontal distance of 50 mm to each other, so that the speed of the rolling material can be determined by shading the beams while determining the time interval in pSek. The shadowing takes place via the wheel flange 8 of the rail wheel 6. About the measured shadowing of the transmitter or receiver and the distance of the transmitter to each other in the direction of travel v or the receiver to each other, the speed of the rolling material can be determined. In a measurement at 120 km / h and a horizontal distance in the direction of travel of the transmitters and receivers of 215 mm to each other, which are arranged normal to the rail longitudinal direction, 1,500 pSek were measured for covering the distance between the transmitters 2a and 2b ä. From this partial circumferential area of the tread, the current radius of this area of the wheel is calculated to be 48.1 cm. If there are 100 measuring points in a measuring section of 302 cm, then 3.6 ° apart from each other can be checked relative to the circumference. Thus, the different radii for the tread of a rail wheel can be determined at a distance of 3.6 °, so that not only the wear of a wheel, but also any flat spots at a distance of 3.6 ° of a rail wheel can be determined. The rectilinear beams of the transmitters are parallel to the track level. Transmitter and receiver are arranged normal to the rail longitudinal direction adjacent to each other on a rail. Transmitter and / or receiver can be pivotable.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass ein Sender 2 einen Empfänger 3 integriert aufweist, wobei dann beispielsweise eine Reflexion der Strahlen über den Spurkranz 8 erfolgen kann.There is also the possibility that a transmitter 2 has a receiver 3 integrated, in which case, for example, a reflection of the beams can take place via the flange 8.

Die Daten kombiniert von Sendern und Empfängern werden einer Datenverarbeitungsanlage zugeleitet. Sowohl Sender als auch Empfänger sind mit einer nicht zeichnerisch dargestellten Abdeckung versehen und werden von einer am Beginn und am Ende der Messstrecke vorge- 6 AT 504 733 B1 sehenen Schalteinrichtung ein- bzw. ausgeschaltet, wobei ein Zeitverzögerungsglied vorgesehen ist, dass Messungen an einem Zug ohne Unterbrechung durchgeführt werden können, und dass bei Stillstandszeiten, also wenn ein Zug die Messstrecke passiert hat, die Vorrichtung nicht in Betrieb ist. Über einen Sensor 9, der fix angeordnet ist, wird die Abnützung der Schienenoberkante 4 bestimmt, so dass der sich dadurch verändernde Abstand der Sender 2a, 2b und 2c sowie der Empfänger 3 von der Schienenoberkante rechnerisch in der Datenverarbeitungsanlage berücksichtigt werden kann.The data combined from transmitters and receivers are forwarded to a data processing system. Both transmitters and receivers are provided with a cover (not shown in the drawing) and are switched on or off by a switching device provided at the beginning and at the end of the measuring path, wherein a time delay element is provided for measurements on a train can be performed without interruption, and that during downtime, so if a train has passed the test section, the device is not in operation. Via a sensor 9, which is arranged fixed, the wear of the rail top edge 4 is determined so that the thereby changing distance of the transmitter 2 a, 2 b and 2 c and the receiver 3 from the top of the rail can be mathematically taken into account in the data processing system.

Zur Bestimmung des aktuellen Raddurchmessers sind drei Sender 2a, 2b, 2c für geradlinige elektromagnetische Strahlen, insbesondere Laserstrahlen aus einem InGaAsP-Laser mit Strahlen einer Wellenlänge von 0,635 pm und drei Empfänger für die Strahlen vorgesehen, wobei die Sender und Empfänger eine Messstelle bilden, und die einander zugeordneten Sender und Empfänger auf unterschiedlichen Seiten einer Schiene angeordnet sind.To determine the current wheel diameter, three transmitters 2a, 2b, 2c are provided for rectilinear electromagnetic beams, in particular laser beams of an InGaAsP laser with beams of a wavelength of 0.635 pm and three receivers for the beams, the transmitters and receivers forming a measuring point, and the mutually associated transmitter and receiver are arranged on different sides of a rail.

Zur Bestimmung des aktuellen Radius der Lauffläche wird wie folgt vorgegangen.To determine the current radius of the tread, the procedure is as follows.

Das Schienenrad 6 gemäß Fig. 2 wird bei den Sensoren 2a und 2b vorbei bewegt. Da der Abstand dieser in horizontaler Richtung zueinander bekannt ist, kann über den Zeitpunkt der eingeschalteten bzw. nicht eingeschalteten Laser ermittelt werden. Es wird das arithmetische Mittel bestimmt und sodann in einer Datenverarbeitungsanlage die Geschwindigkeit berechnet. Der vertikale Abstand h2 von den Senders 2a und 2c zueinander ist bekannt. Der Radius Rs, u. zw. vom Laufkranz, und damit auch der Mittelpunkt M des Rades ist nicht bekannt. Damit ist auch der vertikale Abstand h3 des oberen Senders ebenfalls nicht bekannt. Weiters ist damit auch nicht der vertikale Abstand y zwischen dem unteren Sender und dem Mittelpunkt M bekannt. Die doppelten Längen der Sehnen Si und S2 können über die bereits bekannte Geschwindigkeit und den Zeitpunkt, zu welchem vom Rad die Sender oder Empfänger abgeschattet und den Zeitpunkten, wenn die Signale wieder eintreffen, bestimmt werden. Zur Berechnung können jeweils die rechtwinkeligen Dreiecke, deren Hypotenuse jeweils der Radius Rs des Spurkranzes ist, wobei ein Dreieck die Katheten S2 und y aufweist, wobei sich y aus h2 und h3 zusammen setzt, und das weitere Dreieck Katheten Si und h3 aufweisen.The rail wheel 6 according to FIG. 2 is moved past the sensors 2a and 2b. Since the distance of these in the horizontal direction is known to each other, can be determined by the time of the switched on or not switched laser. The arithmetic mean is determined and then the speed is calculated in a data processing system. The vertical distance h2 from the transmitters 2a and 2c to each other is known. The radius Rs, u. zw of the tread, and thus the center M of the wheel is not known. Thus, the vertical distance H3 of the upper transmitter is also not known. Furthermore, it is also not the vertical distance y between the lower transmitter and the center M known. The double lengths of the chords Si and S2 can be determined over the already known speed and the time at which the wheel shadows the transmitters or receivers and the times when the signals arrive again. In each case, the rectangular triangles whose hypotenuse is in each case the radius Rs of the wheel flange, one triangle having the catheters S2 and y, where y is composed of h2 and h3, and the further triangle have catheters Si and h3, can be used for calculation.

Es liegen folgende Gleichungen vor: (1) Rs2 = S22 + y2 (2) RS2 = S12 + (y - h2)2 (3) RS2 = S12 + y2-2yh2 + h22The following equations are present: (1) Rs2 = S22 + y2 (2) RS2 = S12 + (y - h2) 2 (3) RS2 = S12 + y2-2yh2 + h22

Subtrahiert man nun die Gleichung (1) von der Gleichung (3), so erhält man folgende Gleichung: (4) 0 = S·!2 - 2yh2 + h22 - S22 oder /C1 S,2-S,2+h,2 (6) R = y + h1Subtracting equation (1) from equation (3) yields the following equation: (4) 0 = S * 2 - 2yh2 + h22 - S22 or / C1 S, 2-S, 2 + h, 2 (6) R = y + h1

Damit ist y durch die Länge der Sehnen und den Vertikalabstand der Sender 2a und 2c zueinander bestimmt. Zur Berechnung des Radius (R) ist es nur mehr erforderlich, den Abstand h! des Senders 2a zur Schienenoberkante mit y zu addieren.Thus y is determined by the length of the chords and the vertical distance of the transmitter 2a and 2c to each other. To calculate the radius (R), it is only necessary to set the distance h! of the transmitter 2a to the top rail with y to add.

Claims

7 AT 504 733 B1 The equations can be explained numerically as follows. The horizontal speed of the wheel gives: 51 = 785.0 mm 52 = 723.5 mm The geometrical arrangement gives the following values: h1 = 41.8 mm h2 = 49.7 mm These values in equation (5) gives: = 958.18mm y = 785.02 -723.52 +49.72mm2 2x49.72mm From equation (6), R = 958.18 mm + 41.8 mm = 999.98 mm several radii determined, so flat spots can be determined. 1. Device for determining flat areas and / or determining uniform wear of running surfaces (7) and / or radii (R) of running surfaces (7) of rail wheels (6) of the rail-bound traffic, rolling material by at least one measuring section with at least one measuring point along rails (5) is passed, and in the measuring section non-contact sensors and at least three transmitters for rectilinear electromagnetic radiation in the rail longitudinal direction are arranged one behind the other, and the same are connected to a data processing system, wherein at least two transmitters (2a, 2b) and / or receiver (3) as seen in the rail longitudinal direction are arranged one behind the other, characterized in that at least one rail (5) on one side, the at least three transmitters (2a, 2b, 2c) for rectilinear electromagnetic radiation, in particular laser beams, and a required number of, in particular three, receiver (3 ) are provided for the beams on the other side of the rail (5), wherein the transmitter (2a, 2b, 2c) and the receiver (3) form a measuring point, and the mutually associated transmitter (2a, 2b, 2c) and preferably a radiation exit from the transmitter (s) (2a, 2b, 2c) and / or a beam entry into the receiver (s) (3) over a rail top edge (4) of the rail (5) is / lie.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the measuring section a plurality of measuring points are provided (Fig. 1).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a length of the measuring path substantially the circumference of the running surface (7) of the rail wheel (6), preferably the same.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rectilinear rays run parallel to a track plane formed by the rail upper edges (4). 8 AT 504 733 B1

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that both the transmitter (2a, 2b, 2c) and corresponding receiver (3) of the rail (5) are each adjacent to each other approximately normal to the rail longitudinal direction.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that both the transmitter (2a, 2b, 2c) and the receiver (3) are each provided with a cover.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transmitter (2a, 2b, 2c) and the associated receiver (3) are fastened together on only one rail (5).

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one transmitter and / or receiver is pivotable.

9. A method for determining flat areas and / or determining uniform wear of treads (7) and / or radii (R) of running surfaces (7) of rail wheels (6) with wheel flange of rolling material, which passes through a measuring section, in which the radii (R) of the running surfaces (7) are determined via non-contact sensors and a data processing system, wherein the speed of the rolling material is determined via at least three transmitters (2a, 2b, 2c) and corresponding number of receivers (3), in particular according to one of Claims 1 to 8, characterized in that on the height, in particular vertical, distance (h2) of the transmitter (2a, 2b, 2c) and / or receiver (3) to each other and preferably via at least two chords (Si) and (S2) , the flange (8) or tread (7) a current radius (R) of the tread (7) are determined with a data processing system.

10. The method according to claim 9, characterized in that in the measuring section via multiple measuring points with transmitters (2a, 2b, 2c) and receivers (3) the radius (R) for the running surfaces (7) is determined multiple times (Fig. 1) ,

11. The method according to claim 9 or 11, characterized in that of at least one, optionally further, sensor (9) of the distance (hi) from a transmitter (2a, 2b, 2c) and / or receiver (3) of the rail top edge ( 4) is determined. For this purpose 1 sheet of drawings