DE102007009316A1

DE102007009316A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Inspizieren und/oder Überwachen einer eine oder mehrere Weichen aufweisenden Weichenanlage

Info

Publication number: DE102007009316A1
Application number: DE102007009316A
Authority: DE
Inventors: Michael Gömöry; Frank Meyer
Original assignee: Schwihag AG
Current assignee: Schwihag AG
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2007-02-22
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2027-02-23
Also published as: FR2905338B1; GB2437156A; FR2905338A1; DE102007009316B4; GB0706490D0; ES2333286B1; GB2437156B; ES2333286A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inspizieren und/oder Überwachen einer eine oder mehrere Weichen (7, 8, 9) aufweisenden Weichenanlage (1). Um in verbesserter Weise die Inspektion bzw. Überwachung vornehmen zu können, sieht die Erfindung vor, dass die Weichenanlage mindestens einen Sensor (2, 3, 4, 5) aufweist, der neben ihr angeordnet ist, wobei der Sensor (2, 3, 4, 5) zur Messung eines geometrischen Parameters der Weichenanlage (1) ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Inspizieren und/oder Überwachen einer solchen Weichenanlage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inspizieren und/oder Überwachen einer Weichenanlage sowie ein Verfahren hierfür.
Die Inspektion von Weichen wird in herkömmlicher Weise durch Streckenbegehungen und mittels Messfahrzeugen und -geräten durchgeführt. Aufgrund der zeitlichen Verfügbarkeit können die beiden genannten Inspektionsarten nur zeitlich begrenzt und in wiederkehrenden Intervallen durchgeführt werden. Außerdem kann nur ein Teil der für die fristgemäßen Wartungen und Instandhaltungen notwendigen Parameter der Weiche erfasst werden.
Möglich ist es auch, eine Weiche durch fest installierte Überwachungsmittel zu inspizieren bzw. zu überwachen. Die derzeit verfügbaren Weichendiagnosesysteme müssen aufgrund ihrer Arbeitsweise direkt in der Weiche installiert werden. Der Grund hierfür ist der Einsatz von herkömmlicher Sensortechnik, die direkt am oder in der Nähe des Messpunktes installiert werden muss.
Nachteilig ist hieran, dass nur diejenigen Parameter bzw. Größen erfasst werden können, die mit Sensoren ohne größeren technischen Aufwand zugänglich sind. Die örtlich eingeschränkte Lage der Sensortechnik führt dazu, dass nur wenige der wirklich für die Beurteilung des Wartungs- bzw. Instandhaltungszustandes der Weiche notwendigen Parameter bzw. Größen erfasst werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der es möglich wird, eine verbesserte Überwachung bzw. Inspektion einer Weichenanlage zu ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist vorrichtungstechnisch dadurch gekennzeichnet, dass die Weichenanlage mindestens einen Sensor aufweist, der neben der Weichenanlage angeordnet ist, wobei der Sensor zur Messung eines geometrischen Parameters der Weichenanlage ausgebildet ist.
Der mindestens eine Sensor ist dabei bevorzugt in definiertem Abstand neben der Weichenanlage und in definierter Höhe neben dieser angeordnet.
Als Sensor hat sich ein Laser-Scanner bzw. eine Kamera bewährt, wobei besonders bevorzugt eine LCD-Kamera vorgesehen ist.
Es kann ein einziger Sensor seitlich neben der Weichenanlage angeordnet sein. Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass zwei Sensoren spiegelbildlich seitlich neben der Weichenanlage angeordnet sind. Ferner kann alternativ vorgesehen werden, dass mehrere Sensoren (mindestens zwei) entlang der Weichenanlage und spiegelbildlich seitlich neben dieser angeordnet sind. Die Sensoren können dabei so entlang der Weichenanlage nebeneinander angeordnet sein, dass die Erfassungsbereiche der nebeneinander angeordneten Sensoren im wesentlichen aneinander grenzen. Damit kann ein großer Bereich der Weichenanlage mit wenigen Sensoren vermessen werden.
Das Verfahren zum Inspizieren und/oder Überwachen einer Weichenanlage zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass mindestens ein geometrischer Parameter der Weichenanlage mittels mindestens eines neben der Weichenanlage angeordneten Sensors gemessen wird, wobei der gemessene Wert einer Überwachungseinheit zugeführt wird, in der er mit vorgegebenen, gespeicherten Grenzwerten verglichen wird, wobei die Überwachungseinheit ein Signal ausgibt, sobald der gemessene Wert außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
Bevorzugt wird mindestens eine geometrische Größe der Zungenvorrichtung der Weichenanlage und/oder mindestens eine geometrische Größe des Herzstücks der Weichenanlage vermessen. Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Spurweite und/oder der Spurweitenverlauf der Weichenanlage vermessen wird. Relevant sein kann auch die relative Höhe der Schienen der Weichenanlage, so dass diese zum Gegenstand der geometrischen Vermessung gemacht werden kann.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet somit – gemäß einer bevorzugten Ausführungsform – ein lokal neben der Weiche autark installiertes opto-elektronisch basierendes Abtast- und Auswertungssystem, beispielsweise in Form des genannten Laser-Scanners oder der LCD-Kamera, zur dreidimensionalen Weichendiagnose, das vorzugsweise permanent Aussagen über den Zustand einer Weiche geben kann. Mittels eines oder mehrerer opto-elektronischen Abtast- und Auswertungssystemen kann die Geometrie einer Eisenbahnweiche durchgehend vermessen und mit einem definierten Zustand (z. B. mit dem Einbauzustand) verglichen werden.
Aus dem Vergleich der Parameter, beispielsweise in der Zungenvorrichtung und im Herzstück der Weiche, kann z. B. die Überschreitung von vorgegebenen Toleranzen bzw. Grenzwerten analysiert werden.
Eine Software, die die gemessenen Daten erfasst, auswertet und mit den Stamm- bzw. Solldaten der Eisenbahnweiche vergleicht, bildet die rechentechnische Grundlage für ein Weichendiagnosesystem. Bevorzugt werden die Spurführungs- und Geometriemaße der Eisenbahnweiche mittels des Sensors (Laser-Scanner als Abtast- und Auswertungssystem) aufgenommen. Die Software misst mittels festgelegter Messpunkte auf der Basis des dreidimensionalen Modells die vorgegebenen Parameter und meldet bei Überschreitung der Grenzwerte einen Wartungs- oder Instandsetzungsbedarf beispielsweise an eine Leit- bzw. Überwachungsstelle.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 die Draufsicht auf eine Weichenanlage mit zwei Weichen mit einem Sensor;
2 die Draufsicht auf eine Weichenanlage mit einer Weiche und zum Schienenstrang zwei spiegelbildlich angeordneten Sensoren;
3 die Draufsicht auf eine Weichenanlage mit drei Weichen und vier Sensoren; und
4 die Draufsicht auf eine Weichenanlage mit zwei Weichen mundit vier Sensoren.
In 1 ist eine Weichenanlage 1 dargestellt, die zwei Weichen 7 und 8 aufweist. Neben der Weichenanlage, und zwar in einem Abstand a, ist ein Sensor 2 angeordnet, mit dem mindestens eine geometrische Größe der Weichenanlage 1 bzw. der Weichen 7, 8 vermessen werden kann. Der Sensor 2 ist dabei in einer definierten Höhe neben dem Gleis angeordnet. Er ist als opto-elektronischer Sensor (im Ausführungsbeispiel als Laser-Scanner) ausgebildet, was es ermöglicht, durch Abtastung und Auswertung eine dreidimensionale Erfassung der Geometrie rele vanter Bauteile der Weichenanlage 1 vorzunehmen. Der Sensor 2 ist also zumindest temporär stationär bzw. lokal neben der Eisenbahnweiche bzw. neben dem Gleis angeordnet.
Eingesetzt werden kann die beschriebene Vorrichtung in Gleisverbindungen oder z. B. in Rangier-, Güter- oder Personenbahnhöfen, um dort die Weichen zu überwachen bzw. zu scannen.
In 2 ist eine alternative Anordnung zu sehen, bei der jetzt zwei Sensoren 2 und 3 zum Einsatz kommen, um die Weichenanlage 1 zu überwachen. Die Sensoren 2, 3 sind spiegelbildlich neben dem Gleis angeordnet. Hier ist der Erfassungsbereich 6 der opto-elektronischen Sensoren 2, 3 eingezeichnet. Es ist ersichtlich, dass entlang des Gleises ein gewisser Bereich abgetastet und vermessen werden kann.
Bei der Ausführung gemäß 3 sind insgesamt vier Sensoren 2, 3, 4, 5 an der Weichenanlage 1 vorgesehen. Es werden hier insgesamt drei Weichen 7, 8 und 9 mit den Sensoren 2, 3, 4, 5 überwacht bzw. vermessen.
In dieser Figur ist auch eine Überwachungseinheit 10 gezeigt, die nur schematisch angedeutet ist. Die Sensoren 2, 3, 4, 5 leiten die Messwerte zur Überwachungseinheit 10, in der Sollwerte bzw. Band- oder Toleranzbreiten für die gemessenen geometrischen Größen gespeichert sind. Durch Vergleich der gemessenen (Ist)Werte mit den gespeicherten (Soll-)Werten kann die Überwachungseinheit 10 entscheiden, ob die Messwerte noch innerhalb oder schon außerhalb der zulässigen Werteskala liegen. Im gegebenen Falle, d. h. sobald der zulässige Wertebereich verlassen wird, sendet die Überwachungseinheit 10 ein Signal S aus, um darauf hinzuweisen, dass Wartungsarbeiten an der Weichenanlage 1 erforderlich sind.
In 4 ist eine ähnliche Lösung wie in 3 gezeigt, wobei hier nur zwei Weichen 7 und 8 vorgesehen sind. Die Überwachungseinheit 10 ist hier genauso wenig wie in den 1 und 2 dargestellt, jedoch bei allen Ausführungsvarianten vorhanden.
Es kann so mit einem oder mit mehreren opto-elektronischen Abtast- bzw. Auswertungssystemen 2, 3, 4, 5 beispielsweise die Spurweite, den Spurweitenverlauf, die gegenseitige Höhenlage der Schienen, die Verwindung, die Leitweite, die Herzstückrillenweite und/oder die Radlenkerrillenweite der Weichenanlage 1 ermittelt und mit zulässigen Grenzwerten verglichen werden. Neben den Spurführungsmaßen werden die Lage sowie die Höhe der Weichen gemessen und mit den gegebenen Koordinaten verglichen.
Zungenausbrüche, gerissene Schwellen, defekte Stützknaggen, fehlende Verschraubungen, verschlissene Herzstücke, Schwellenabsenkungen und andere, bislang erst während der konventionellen Weicheninspektion durch Inaugenscheinnahme auftretende Probleme können nunmehr permanent analysiert und gemeldet werden.

1: Weichenanlage
2: Sensor
3: Sensor
4: Sensor
5: Sensor
6: Erfassungsbereich
7: Weiche
8: Weiche
9: Weiche
10: Überwachungseinheit
a: Abstand
S: Signal

Claims

Vorrichtung zum Inspizieren und/oder Überwachen einer eine oder mehrere Weichen (7, 8, 9) aufweisenden Weichenanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen Sensor (2, 3, 4, 5) aufweist, der neben der Weichenanlage (1) angeordnet ist, wobei der Sensor (2, 3, 4, 5) zur Messung eines geometrischen Parameters der Weichenanlage (1) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (2, 3, 4, 5) in definiertem Abstand (a) neben der Weichenanlage (1) und in definierter Höhe neben dieser angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2, 3, 4, 5) ein Laser-Scanner ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2, 3, 4, 5) eine Kamera ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera eine LCD-Kamera ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger Sensor (2) seitlich neben der Weichenanlage (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensoren (2, 3) spiegelbildlich seitlich neben der Weichenanlage (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren (2, 3, 4, 5) entlang der Weichenanlage (1) und spiegelbildlich seitlich neben dieser angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2, 3, 4, 5) so entlang der Weichenanlage (1) nebeneinander angeordnet sind, dass die Erfassungsbereiche (6) der nebeneinander angeordneten Sensoren (2, 3, 4, 5) weitestgehend aneinander grenzen.
Verfahren zum Inspizieren und/oder Überwachen einer eine oder mehrere Weichen (7, 8, 9) aufweisenden Weichenanlage (1), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein geometrischer Parameter der Weichenanlage (1) mittels mindestens eines neben der Weichenanlage (1) angeordneten Sensors (2, 3, 4, 5) gemessen wird, wobei der gemessene Wert einer Überwachungseinheit (10) zugeführt wird, in der er mit vorgegebenen, gespeicherten Grenzwerten verglichen wird, wobei die Überwachungseinheit (10) ein Signal (S) ausgibt, sobald der gemessene Wert außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine geometrische Größe der Zungenvorrichtung der Weichenanlage (1) vermessen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine geometrische Größe des Herzstücks der Weichenanlage (1) vermessen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurweite und/oder der Spurweitenverlauf der Weichenanlage (1) vermessen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Höhe der Schienen der Weichenanlage (1) vermessen wird.