Weichendiagnose

SICHERHEIT MIT HIGH-TECH

Kurze Zugpausen infolge wachsender Betriebsgeschwindigkeiten, hoher Zugdichten und der weitgehenden Vertaktung des Fahrplanes machen den Bahnverwaltungen die Anlagenerhaltung zunehmend schwieriger. Mehr und mehr wird diese zu einem betrieblichen und wirtschaftlichen Optimierungsproblem. Elektronische Überwachungs- und Diagnosesysteme sind daher künftig unverzichtbar.

Das von VAE entwickelte Weichendiagnosesystem ”VAE Roadmaster 2000“ stellt eine lückenlose Überwachung von Weichen bzw. Weichenteilen rund um die Uhr sicher. Aufgrund seiner überzeugenden Vorteile empfiehlt sich das System besonders bei

• Hochleistungs- bzw.  Hochgeschwindigkeitsstrecken
• Tunnelstrecken,
• U-Bahnen und
• Strecken mit hoher Zugfrequenz.

Die Schwerpunkte für die erhöhte Wirtschaftlichkeit durch VAE Roadmaster 2000 sind:

VERLÄNGERUNG DER INSPEKTIONSINTERVALLE

Bisher wurden Weichenanlagen nach einem vorgegebenen Zeitraster seitens der Signal- und Oberbautechnik inspiziert, gewartet und bei Bedarf instand gesetzt. Durch VAE Roadmaster 2000 läßt sich die Wartung an die tatsächlichen Bedürfnisse anpassen, und die Inspektionsintervalle können bedeutend verlängert werden.

GEZIELTE ERSATZTEILHALTUNG

Zur Vermeidung des Ausfalles von Weichenanlagen müssen von den Bahnverwaltungen vorbeugend Ersatzteile auf Lager gehalten werden. Der Einsatz des VAE Roadmaster 2000, und der daraus resultierende ständige Überblick über die Entwicklung des Weichenzustandes ermöglicht eine gezielte Ersatzteilbeschaffung.

GERINGERER WARTUNGSAUFWAND

Intervalle für die Weichenschmierung können an die tatsächlichen Bedürfnisse angepaßt und verlängert werden. Die Orientierung am bedarfsabhängigen Rhythmus bringt eine Verminderung des Schmierstoffverbrauches und neben Kosteneinsparungen auch eine verminderte Umweltbelastung.

OPTIMIERUNG DES PERSONALEINSATZES

Die visuelle Überprüfung der Weichenanlagen und damit das Betreten des Gefahrenraumes Gleis wird durch VAE Roadmaster 2000 vermieden. Anforderungsgerechte Arbeitsplätze mit einer anwenderfreundlichen Datendarstellung vermitteln permanent und zuverlässig alle Daten.

METHODIK UND MESSPUNKTE

UMSTELLKRAFT

Die für das Umstellen der Zungenvorrichtung erforderliche Kraft wird über die Stromaufnahme des Antriebsmotors erfaßt. Die Messung des Antriebsmotors geschieht über Stromwandler mit nachgeschaltetem Meßumformer. Bei dieser Methode werden die bestehenden Antriebsleitungen nicht unterbrochen. Bei elektrohydraulischem Weichenantrieb erfolgt eine Hydraulikdruckmessung mit speziellen Drucksensoren.

Beide Meßverfahren haben keinen Einfluß auf die bestehende Antriebsüberwachung. Zusätzlich zur Information über Strom oder Druck im Antrieb wird der Kurvenverlauf der Antriebskraft, die Mittelwerte der Kräfte und die Umstellzeit aufgezeichnet. Auch eine direkte Kraftmessung am Antriebsgestänge ist möglich.

ÜBERWACHUNG DER ZUNGENANLAGE

Je nach Weichenradius und Länge der Zungenvorrichtung wird an mehreren Stellen der rechten und linken Zunge mittels induktiver Sensoren der Abstand der Zunge von der Backenschiene berührungslos gemessen. Gleichfalls kann die offene Zunge mittels induktiver Sensoren kontrolliert werden (Bild 3).

ÜBERWACHUNG DES WEICHENVERSCHLUSSES

Da spezielle Sensoren direkt an der Angriffsstelle der Umstellgestänge angeordnet sind, werden diese auf Gestängebruch überwacht, Auch ein erhöhter Verschleiß der Bolzen und Büchsen und damit verbunden ein Ansteigen der Toleranzen wird angezeigt (Spiel zwischen Zungen- und Backenschiene bzw. Verschleiß der Verschlußkammer).

ENGSTER DURCHGANG

Der engste Durchgang zwischen Zunge und Backenschiene wird berührungslos über induktive Geber überwacht. Gemessen wird die Öffnung der abliegenden Zunge von einem Fixpunkt aus (Bild 4).

WEICHENHEIZUNG

Bei "Heizung ein" wird das Vorhandensein des Steuersignals und über einen Stromwandler der Summenstrom aller Heizstäbe ermittelt. Wird der geforderte Summenstrom durch den Ausfall eines Heizstabes unterschritten, kommt es zur Fehlermeldung.

LEITWEITE UND ABNÜTZUNG IM HERZBEREICH

Im Bereich der theoretischen Herzspitze wird ein Sensor eingebaut, der die Abnützung des Radlenkers und die Abfahrung der Schienen im Herzbereich registriert. Der in zwei Achsen wirkende Sensor gibt beim Anfahren durch den Spurkranz oder die Lauffläche des Rades ein elektrisches Signal ab. Die Impulse bei der Befahrung des Sensors werden getrennt gezählt und lassen Rückschlüsse auf eine unzulässige Abnützung zu (Bild 5).

VERSCHRAUBUNG IM HERZBEREICH

Die Vorspannkraft der Schrauben wird über Kraftsensoren, die unter die Schraubenköpfe geklemmt werden, erfaßt. Beim Nachlassen der Vorspannkraft oder Abscherung der Schraube erfolgt eine Signalisierung (Bild 6).

LÄNGSKRAFTMESSUNG

Die Kräfte, die in einem durchgehend verschweißtem Geleise durch thermische Längenausdehnung auftreten, werden durch spezielle Sensoren in Abhängigkeit von der Schienentemperatur erfaßt und ausgewertet. Mit dieser Messung können frühzeitig beginnende Verwerfungen und Brüche der Geleise geortet werden.

RELATIVVERSCHIEBUNG

Die Relativverschiebung zwischen Flügelschiene und Herzstück, z. B. bei starken Temperaturschwankungen, kann durch einen speziellen Sensor erfaßt und durch das Überwachungssystem ausgewertet werden.

TEMPERATURMESSUNG

Durch den Einsatz von Temperaturfühlern läßt sich die Temperatur der Schiene und die Temperatur der Umgebung feststellen und auswerten.

PRÜFERSTANGENÜBERWACHUNG

Durch Sensoren wird berührungslos die Lage des Sperrhakens zum Überwachungsschieber gemessen. Eine Veränderung des zulässigen Spieles verursacht durch

• Längenänderung,
  Temperatureinfluß,
  Verschleiß (Gelenke, Büchsen, Bolzen)

wird gemeldet und damit die tatsächliche Stellung des Sperrhakens angegeben.

INTELLIGENTE MESSTECHNIK

• Die Erfassung der Meßdaten erfolgt durch Feldbusmodule. Für die Kommunikation der Sensorik mit dem Erfassungsgerät ist eine CPU-Karte mit Systembus in Verwendung, die je nach Anforderung modular aufgebaut wird.
• Durch den geringen Platzbedarf der Erfassungshardware kann diese in unmittelbarer Nähe der Weichen angebracht werden.
• Die Kommunikation zwischen Erfassungsgerät und Visualisierungszentrale wird seriell oder per Modem aufgebaut. Die Zuordnung der Daten erfolgt über die Adressierung. Somit können auch umfangreiche Weichenanlagen, z. B. in Linienstruktur, zusammengefaßt werden.
• In der Zentrale werden die Daten zyklisch, umstellungsabhängig oder zeitgesteuert aufgenommen und stehen für die Weiterverarbeitung im Speicher des Rechners zur Verfügung.
• Die Visualisierungssoftware des Weichendiagnosesystems VAE Roadmaster 2000 ist auf einer Workstation installiert. Eine lückenlose Meßdatenerfassung und Visualisierung der gesamten in der Anlage erfaßten Daten wird somit ermöglicht. Gleichzeitig erfolgt eine Langzeitregistrierung mit entsprechender Trendermittlung.