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VERMESSEN SCHIENENPROFILE

 
 

Ein System von Qualimatest erhöht die Sicherheit im Eisenbahnverkehr

Einführung
Das vorgestellte System ist Teil eines Unterhaltszuges für Schienenprofile wie er auf den meisten Strecken des weltweiten Zugsnetzes verwendet wird. Mit seinem Schleifsystem wird die Form der sich abnützenden Schiene korrigiert damit diese über die ganze Lebensdauer einen optimalen Zugsverkehr erlaubt. Das Querprofil wird dabei je nach Schienenführung, wie  Linkskurve, Rechtskurve oder Weiche, angepasst. Sein Sollwert wird durch die Teile in potentiellem Kontakt mit dem Rad bestimmt. Das Längsprofil wird als Höhenvariation des Kontaktpunktes mit dem Rad bestimmt.

Die Abnützung des Schienenprofils in Querrichtung erfolgt im Kurvenbereich durch den Radkranz oder bei zu hohen Lasten durch Fliessen des Materials. In Längsrichtung bilden sich in den Beschleunigungs- und Bremszonen Wellenformen, die sich mit jeder Durchfahrt eines Zuges verstärken. Die Korrektur der Profile ist ein wesentliches Element für die Zugssicherheit und verbessert das Fahrverhalten, die Adhäsion und Lenkung. Sie reduziert ebenfalls die Unterhaltskosten, da geometrisch einwandfreie Profile weniger Abnützung erleiden und erhöht den Fahrkomfort,  da einwandfreie Schienenoberflächen weder Vibrationen noch Lärm erzeugen.

Das für unseren Kunden entwickelte Messsystem hat zur Aufgabe das Schienenprofil in Quer- und Längsrichtung bestimmen. Die dabei erfassten Daten werden zur Optimierung der Schleifkorrektur an den Zugsführer und die Schleifeinheit weiterzugeben. Es besteht aus den Untereinheiten Querprofilbestimmung durch Laser (KLD), Vergleich und Wahl der Querprofile (MPT), Bestimmung der Längsprofile (MPL), Zentrale Mess- und Steuereinheit sowie Eich- und Testeinheit.

Aufgabenstellung
Wie bei allen Entwicklungsaufgaben war das erste Ziel eine grosse Anzahl von Funktionen mit möglichst kleinen Investitionen zu erfüllen. Für den Einsatz im Eisenbahnbereich war ausserdem wichtig, dass eine maximale Zuverlässigkeit mit minimalen Ausfallzeiten garantiert werden kann. Aus diesem Grunde wurde das Gesamtsystem aus verschiedenen autonomen Teilsystemen aufgebaut, die untereinander und mit der zentralen Mess- und Steuereinheit kommunizieren. Diese Systemlösung wurde mit Komponenten der Hard- und Software Plattform von National Instruments realisiert.

Messmodul Längsprofil (MPL). Dieses Untersystem erfasst mit einer Karte PXI-6071E die Position der Sensoren in Kontakt mit der Schienenhöhe, gibt die wesentlichen Daten an den Zugsführer, legt diese in einem Datenfile an und zeichnet, über eine Karte PXI-6713, das Längsprofil auf einen Linienschreiber. Es arbeitet unabhängig und kann ebenfalls die Daten eines zweiten MPL des Zuges aufzeichnen. Es kann mit der zentralen Mess- und Steuereinheit kommunizieren und besitzt weder Bildschirm noch Eingabetasten.

Messmodul Querprofil (MPT). Dieses Untersystem besteht aus dem Lasersystem (KLD) und dem Verwaltungssystem (MPT). Es vergleicht das mit Laser (KLD) gemessene Profil mit dem gewählten Referenzprofil der Bibliothek und definiert die Wahl der einzusetzenden Schleifscheiben sowie die zur Korrektur benötigte Schleiftiefe. Das gemessene Querprofil wird auf Papier aufgezeichnet. Das Modul arbeitet unabhängig und kommuniziert mit der zentralen Mess- und Steuereinheit.

Zentrale Mess- und Steuereinheit. Dieses Untersystem erlaubt die Konfiguration der Messsysteme (MPL) und (MPT), erlaubt die zentrale Anzeige der Messdaten dieser Untersysteme und ist in der Lage weitere Systeme des Zuges zu überwachen. Es muss ausgeschaltet werden können ohne die Funktionsweise der Untersysteme zu stören.

Aufbau und Abmessungen. Defekte Komponenten (Module und Karten) sollen leicht identifizierbar und auswechselbar sein. Die Elektronikmodule und deren Verbindungskabel sollen von vorne zugänglich sein. Das gesamte System soll die Abmessungen von 50 x 45 x 40 cm nicht übersteigen.

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französische Publikation Revue Mesures (novembre 2005) >>

 

PXI System zur Messung von Schienenprofilen
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Kundenspezifisches PXI Chassis für mobilen Einbau

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