DE102017221875A1

DE102017221875A1 - Method and device for determining a consumed and a remaining service life of a storage facility and rail vehicle

Info

Publication number: DE102017221875A1
Application number: DE102017221875.4A
Authority: DE
Inventors: Werner Cepak
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung einer verbrauchten oder verbleibenden Lebensdauer einer Lagereinrichtung (3) in einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs (1), wobei ein Bestimmungszeitraum festgelegt wird, wobei eine Drehzahl einer Abtriebswelle (5) oder eines Rades (7) des Schienenfahrzeugs (1) in dem Bestimmungszeitraum bestimmt wird, wobei eine Lagerbelastung in dem Bestimmungszeitraum bestimmt wird, wobei die in dem festgelegten Bestimmungszeitraum verbrauchte Lebensdauer (ΔL) in Abhängigkeit der Dauer des Bestimmungszeitraums, der Drehzahl sowie der Lagerbelastung bestimmt wird sowie ein Schienenfahrzeug (1).The invention relates to an apparatus and a method for determining a consumed or remaining life of a bearing device (3) in a drive train of a rail vehicle (1), wherein a determination period is set, wherein a rotational speed of an output shaft (5) or a wheel (7) of the Rail vehicle (1) is determined in the determination period, wherein a bearing load is determined in the determination period, wherein the consumed in the set period determination period (.DELTA.L) depending on the duration of the determination period, the rotational speed and the bearing load is determined and a rail vehicle (1) ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer verbrauchten Lebensdauer einer Lagereinrichtung in einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer verbleibenden Lebensdauer der Lagereinrichtung sowie ein Schienenfahrzeug.The invention relates to a method and a device for determining a consumed service life of a bearing device in a drive train of a rail vehicle. Furthermore, the invention relates to a method and a device for determining a remaining life of the storage device and a rail vehicle.

Lagereinrichtungen in einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs haben eine beschränkte Lebensdauer. Somit ist es notwendig, diese vor Ablauf der Lebensdauer zu tauschen. Dies ist auch als sogenannte vorsorgliche Wartung (preventive maintenance) bekannt.Storage facilities in a drive train of a rail vehicle have a limited life. Thus, it is necessary to replace them before the end of the life. This is also known as so-called preventive maintenance.

Es ist bekannt, eine Lebensdauer einer solchen Lagereinrichtung aufgrund eines durchschnittlichen und erwarteten Betriebs einer Fahrzeugflotte zu bestimmen, wobei zusätzlich entsprechende Sicherheitszeitabstände berücksichtigt werden. Dies kann jedoch dazu führen, dass einige Lagereinrichtungen deutlich vor dem Erreichen der tatsächlichen Lebensdauergrenze getauscht werden, was zu höheren Betriebskosten führt.It is known to determine a lifetime of such a storage facility due to an average and expected operation of a vehicle fleet, in addition corresponding safety time intervals are taken into account. However, this may result in some storage facilities being swapped well before reaching the actual life limit, resulting in higher operating costs.

Es stellt sich daher das technische Problem, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung einer verbrauchten sowie einer verbleibenden Lebensdauer einer Lagereinrichtung in einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs sowie ein Schienenfahrzeug zu schaffen, welche für eine einzelne Lagereinrichtung eine individuelle und genauere Bestimmung der verbrauchten bzw. verbleibenden Lebensdauer ermöglicht.It is therefore the technical problem to provide a method and an apparatus for determining a consumed and a remaining life of a storage facility in a drive train of a rail vehicle and a rail vehicle, which for a single storage facility an individual and more accurate determination of the consumed or remaining life allows.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 7, 9 und 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the technical problem results from the objects with the features of claims 1, 7, 9 and 11. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Bestimmung einer verbrauchten Lebensdauer einer Lagereinrichtung in einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs. Die Bestimmung kann insbesondere eine Berechnung der verbrauchten Lebensdauer sein. Die verbrauchte Lebensdauer kann hierbei als anteiliger Wert an einer Gesamtlebensdauer der Lagereinrichtung, beispielsweise als Prozentzahl, bestimmt werden.Proposed is a method for determining a consumed life of a bearing device in a drive train of a rail vehicle. In particular, the determination can be a calculation of the consumed service life. The consumed service life can be determined here as a proportionate value over a total service life of the storage device, for example as a percentage.

In dem Verfahren wird ein Bestimmungszeitraum festgelegt, wobei die in diesem Bestimmungszeitraum verbrauchte Lebensdauer, die auch als zeitraumspezifisch verbrauchte Lebensdauer bezeichnet werden kann, bestimmt wird. Der Bestimmungszeitraum bezeichnet hierbei einen Teil des Zeitraums, der die Lebensdauer der Lagereinrichtung umfasst. Der Bestimmungszeitraum ist ein Zeitraum mit einer festgelegten, vorbestimmten Zeitdauer.The method defines a determination period, which determines the lifetime consumed in this determination period, which can also be referred to as the lifetime consumed by the period. The determination period here refers to a part of the period that includes the life of the storage facility. The determination period is a period of a predetermined predetermined time period.

Weiter wird eine Drehzahl des in der betrachteten Lagereinrichtung gelagerten Elements bestimmt. Das gelagerte Element kann ein Abschnitt einer Welle, beispielsweise der Abtriebswelle sein. Die Drehzahl kann hierbei erfasst werden, z.B. mit einem geeigneten Drehzahlsensor. Alternativ kann die Drehzahl in Abhängigkeit einer drehzahlabhängigen Messgröße, beispielsweise einer Geschwindigkeit, bestimmt werden, wobei die Drehzahl in einem solchen Fall über einen vorbekannten Zusammenhang, der z.B. abhängig von einer Antriebsstrangauslegung sein kann, aus der Messgröße berechnet werden kann. Die Drehzahl kann hierbei eine mittlere Drehzahl in dem Bestimmungszeitraum sein. Alternativ kann die Drehzahl auch eine maximale Drehzahl in dem Bestimmungszeitraum sein.Next, a speed of the mounted in the bearing device under consideration element is determined. The mounted element may be a portion of a shaft, such as the output shaft. The speed can be detected here, e.g. with a suitable speed sensor. Alternatively, the rotational speed may be determined as a function of a speed-dependent measured variable, for example a speed, the rotational speed in such a case being determined via a previously known relationship, e.g. can be dependent on a drive train design, can be calculated from the measured variable. The speed here may be a mean speed in the determination period. Alternatively, the rotational speed may also be a maximum rotational speed in the determination period.

Weiter wird eine Lagerbelastung in dem Bestimmungszeitraum bestimmt. Die Lagerbelastung kann als so genannte radiale Lagerbelastung bestimmt werden, beispielsweise in der Einheit kN. Es ist möglich, dass eine Zugkraft, z.B. eine vom Schienenfahrzeug erzeugte Zugkraft/Zugmoment, für die betrachtete Lagereinrichtung in diese so genannte radiale Lagerbelastung Pr umgerechnet werden kann. Diese Umrechnung kann beispielsweise abhängig von einer Auslegung des Antriebsstrangs, von einer Größe eines angetriebenen Rades, von Übersetzungsverhältnissen im Antriebsstrang sowie von weiteren Faktoren sein.Further, a bearing load is determined in the determination period. The bearing load can be determined as a so-called radial bearing load, for example in the unit kN. It is possible that a tensile force, e.g. a tensile force / tensile moment generated by the rail vehicle, for the bearing in question can be converted into this so-called radial bearing load Pr. This conversion can for example be dependent on a design of the drive train, a size of a driven wheel, ratios in the drive train and other factors.

Die radiale Lagerbelastung wurde bisher in Zusammenschau mit einem sogenannten Lastkollektiv genutzt, um eine äquivalente Lagerbelastung zu berechnen. Das Lastkollektiv bezeichnet eine Zuordnung von Zeitanteilen an einer Gesamtlebensdauer des Schienenfahrzeugs zu vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichen und vorbestimmten Zugkräften. Dieses Lastkollektiv ist vorbekannt und kann beispielsweise durch Kalibrierung oder Simulation oder aus Erfahrungswerten bestimmt werden.The radial bearing load was previously used in conjunction with a so-called load collective to calculate an equivalent bearing load. The load collective denotes an allocation of time shares over a total service life of the rail vehicle to predetermined speed ranges and predetermined tensile forces. This load collective is previously known and can be determined, for example, by calibration or simulation or by empirical values.

Zur Bestimmung der äquivalenten Lagerbelastung kann die Fahrzeuggeschwindigkeit in die Drehzahlen umgerechnet werden, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Radgröße und Übersetzungsverhältnissen im Antriebsstrang. To determine the equivalent bearing load, the vehicle speed can be converted into the rotational speeds, for example as a function of a wheel size and gear ratios in the drive train.

Existieren beispielsweise j_max Geschwindigkeitsbereiche und i_max Zugkräfte in dem Lastkollektiv, so kann die äquivalente Lagerbelastung P gemäß $P = (\sum_{i = 1 \dots i_max,j = 1 \dots j_max} Pr {(i)}^{p} \times (n (j) / nm) \times (q (i, j) / 100)) exp (1 / p)$

bestimmt werden, wobei Pr(i) die aus der i-ten Zugkraft Z(i) berechnete radiale Lagerbelastung bezeichnet, n(j) die aus dem j-ten Geschwindigkeitsbereich bestimmte Drehzahl bezeichnet, nm die mittlere Drehzahl bezeichnet, q(i,j) den der i-ten Zugkraft und dem j-ten Geschwindigkeitsbereich zugeordneten Zeitanteil bezeichnet und p einen Lebensdauerexponent der Lagereinrichtung bezeichnet. Der Lebensdauerexponent p kann beispielsweise p=3 für Kugellagereinrichtungen und p=10/3 für Rollenlagereinrichtungen betragen.For example, if j_max velocity ranges and i_max tensile forces exist in the load collective, then the equivalent bearing load P may be

P = (Σ_{i = 1 ... i_max j = 1 ... j_max} pr {(i)}^{p} \times (n (j) / nm) \times (q (i . j) / 100)) exp (1 / p)

where Pr (i) denotes the radial bearing load calculated from the i-th tensile force Z (i), n (j) denotes the rotational speed determined from the j-th velocity range, nm denotes the average rotational speed, q (i, j ) denotes the time portion associated with the ith tractive force and the j-th speed range, and p denotes a lifetime exponent of the bearing means. The life exponent p may be, for example, p = 3 for ball bearing devices and p = 10/3 for roller bearing devices.

Die mittlere Drehzahl nm kann sich gemäß $nm = \sum_{i = 1 \dots i_max, j = 1 \dots j_max} (n (j) \times q (i, j) / 100)$

bestimmen.The mean rotational speed nm can vary according to

nm = Σ_{i = 1 ... i_max . j = 1 ... j_max} (n (j) \times q (i . j) / 100)

determine.

Weiter wird hier in dem festgelegten Bestimmungszeitraum verbrauchte Lebensdauer in Abhängigkeit der Dauer des Bestimmungszeitraums, der bestimmungszeitraumspezifischen Drehzahl sowie der bestimmungszeitraumspezifischen Lagerbelastung bestimmt.Furthermore, the service life consumed during the specified determination period is determined as a function of the duration of the determination period, the determination-period-specific speed as well as the determination-period-specific bearing load.

Vorzugsweise wird die verbrauchte Lebensdauer in Abhängigkeit der genannten Größen analytisch berechnet, vorzugsweise über einen funktionellen Zusammenhang. Beispielhaft kann die Berechnung der verbrauchten Lebensdauer gemäß $Δ L = (n \times t) / ((C / Pr) exp (p) \times 10 exp (6)) \times 100 %$

bestimmt werden, wobei ΔL einen in dem Bestimmungszeitraum verbrauchten Anteil der Gesamtlebensdauer der Lagereinrichtung in Prozent bezeichnet, t die Zeitdauer des festgelegten Bestimmungszeitraums bezeichnet, C eine dynamische Tragzahl der Lagereinrichtung bezeichnet und n die Drehzahl bezeichnet.The consumed service life is preferably calculated analytically as a function of the variables mentioned, preferably via a functional relationship. By way of example, the calculation of the consumed life according to

Δ L = (n \times t) / ((C / pr) exp (p) \times 10 exp (6)) \times 100 %

where ΔL denotes a percentage of the total storage life of the storage facility consumed in the determination period, t denotes the period of the set determination period, C denotes a dynamic load capacity of the storage facility, and n denotes the rotational speed.

Alternativ ist es aber auch möglich, dass eine vorbekannte Zuordnung zwischen der verbrauchten Lebensdauer und der Lagerbelastung sowie der Drehzahl besteht, wobei die verbrauchte Lebensdauer dann in Abhängigkeit dieser Zuordnung bestimmt wird.Alternatively, however, it is also possible for there to be a previously known association between the consumed service life and the bearing load and the rotational speed, the consumed service life then being determined as a function of this assignment.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine individuelle Bestimmung einer verbrauchten Lebensdauer für eine spezielle Lagereinrichtung in einem Antriebsstrang, die auf Grundlage von tatsächlichen Betriebsparametern erfolgt, wodurch in vorteilhafter Weise eine genauere Berechnung der verbrauchten Lebensdauer für eine einzelne Lagereinrichtung erfolgen kann. Als weiterer Vorteil ergibt sich eine „online“-Bestimmung der Lebensdauer. Dies kann bedeuten, dass eine Bestimmung kontinuierlich und/oder in Echtzeit möglich ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Wartung, insbesondere eine Ersetzung/ein Austausch der Lagereinrichtung, an die tatsächliche Lebensdauer angepasst werden, wodurch in vorteilhafter Weise Betriebskosten gesenkt werden, ohne dass eine Betriebssicherheit reduziert wird.This advantageously results in an individual determination of a consumed life for a particular bearing device in a drive train, which is based on actual operating parameters, whereby advantageously a more accurate calculation of the consumed life can be done for a single storage facility. Another advantage is an "online" determination of the lifetime. This may mean that a determination is possible continuously and / or in real time. As a result, maintenance, in particular replacement / replacement of the bearing device, can be adapted to the actual service life in an advantageous manner, which advantageously reduces operating costs without reducing operational safety.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Lagerlast in Abhängigkeit einer Antriebskraftbelastung in dem Bestimmungszeitraum bestimmt. Die Antriebskraftbelastung kann insbesondere in Abhängigkeit einer erzeugten Antriebskraft oder einer erzeugten Zugkraft in dem Bestimmungszeitraum bestimmt werden. Dies kann insbesondere auch als antriebskraftabhängiger Anteil der Lagerbelastung bezeichnet werden.In another embodiment, the bearing load is determined depending on a driving force load in the determination period. In particular, the driving force load may be determined depending on a generated driving force or a generated pulling force in the determination period. This can be referred to in particular as a driving force-dependent portion of the bearing load.

Zwischen der Lagerbelastung und der Antriebskraftbelastung kann ein vorbekannter Zusammenhang bestehen. Ein exemplarischer Zusammenhang wurde vorhergehend erläutert, wobei eine Zugkraft für eine individuelle Lagereinrichtung in eine radiale Lagerbelastung Pr umgerechnet werden kann. Somit kann die antriebskraftbelastungsabhängige Lagerbelastung gleich der radialen Lagerbelastung sein.There may be a previously known relationship between the bearing load and the driving force load. An exemplary relationship has been explained above, wherein a tensile force for an individual bearing device in a radial bearing load Pr can be converted. Thus, the drive force load dependent bearing load may be equal to the radial bearing load.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Bestimmung der verbrauchten Lebensdauer mit einer hohen Genauigkeit. This results in an advantageous manner a determination of the consumed life with a high accuracy.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Lagerbelastung (zusätzlich) in Abhängigkeit einer Stoßbelastung in dem Bestimmungszeitraum bestimmt. Die Stoßbelastung kann insbesondere in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs in dem Bestimmungszeitraum bestimmt werden. Dies kann insbesondere auch als stoßbelastungsabhängiger Anteil der Lagerbelastung bezeichnet werden.In a further embodiment, the bearing load is determined (additionally) as a function of a shock load in the determination period. The impact load may be determined in particular as a function of a speed of the rail vehicle in the determination period. This may be referred to in particular as a shock load-dependent proportion of the bearing load.

Insbesondere kann eine resultierende Lagerbelastung dann in Abhängigkeit, vorzugsweise als Summe, des antriebskraftbelastungsspezifischen Anteils und des stoßbelastungsspezifischen Anteils bestimmt wird.In particular, a resulting bearing load can then be determined as a function of, preferably as a sum, of the drive force load-specific portion and the impact load-specific portion.

In diesem Fall kann beispielsweise die verbrauchte Lebensdauer gemäß $Δ L = (n \times t) / ((C / (P + M)) exp (p) \times 10 exp (6)) \times 100 %$

bestimmt werden, wobei M den stoßbelastungsabhängigen Anteil bezeichnet.In this case, for example, the consumed life according to

Δ L = (n \times t) / ((C / (P + M)) exp (p) \times 10 exp (6)) \times 100 %

are determined, where M denotes the impact load dependent portion.

Die Stoßbelastung in dem Bestimmungszeitraum kann hierbei erfasst werden, beispielsweise durch geeignete Sensoren. Alternativ kann die Stoßbelastung auch in Abhängigkeit von mindestens einer weiteren Messgröße, beispielsweise der Geschwindigkeit, bestimmt werden, beispielsweise über eine entsprechende Zuordnung zwischen Stoßbelastung und dieser weiteren Messgröße.The impact load in the determination period can be detected here, for example by suitable sensors. Alternatively, the impact load can also be determined as a function of at least one further measured variable, for example the speed, for example via a corresponding assignment between impact load and this further measured variable.

Selbstverständlich kann es auch vorstellbar sein, dass weitere Anteile der Lagerbelastung zur Bestimmung der verbrauchten Lebensdauer berücksichtigt werden. Insbesondere kann die Lagerbelastung (zusätzlich) in Abhängigkeit eines gewichtsbelastungsspezifischen Anteils, eines trägheitsbelastungsspezifischen Anteils, eines reiblastspezifischen Anteils und/oder eines elastischen Deformationsanteils, z.B. mittels eines vorbekannten Zusammenhangs zwischen Schiefstellung des gelagerten Elements und der Lagerbelastung, bestimmt werden, z.B. als Summe der ausgewählter oder aller Anteile. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Genauigkeit der Bestimmung der verbrauchten Lebensdauer erhöht.Of course, it may also be conceivable that further portions of the bearing load are taken into account for determining the consumed service life. In particular, the bearing load may be (additionally) a function of a weight-load-specific proportion, a load-bearing-specific portion, a friction-specific portion and / or an elastic deformation portion, e.g. by means of a previously known relationship between the misalignment of the stored element and the bearing load, e.g. as the sum of the selected or all shares. As a result, an accuracy of the determination of the consumed life is increased in an advantageous manner.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Stoßbelastung in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs in dem Bestimmungszeitraum bestimmt. Die Fahrgeschwindigkeit kann hierbei eine durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit oder eine maximale Fahrgeschwindigkeit in dem Bestimmungszeitraum sein. Die Fahrgeschwindigkeit kann hierbei erfasst werden, beispielsweise als mittels eines Geschwindigkeitssensors. Auch kann die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer weiteren fahrgeschwindigkeitsabhängigen Messgröße bestimmt oder berechnet werden. Insbesondere kann die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit oder aus der vorhergehend erläuterten Drehzahl bestimmt oder berechnet werden. Ein Zusammenhang zwischen Drehzahl und Fahrgeschwindigkeit kann hierbei vorbekannt sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Berechnung der Stoßbelastung.In a further embodiment, the impact load is determined as a function of a travel speed of the rail vehicle in the determination period. The driving speed may be an average driving speed or a maximum driving speed in the determination period. The driving speed can be detected here, for example as by means of a speed sensor. The driving speed can also be determined or calculated as a function of a further vehicle speed-dependent measured variable. In particular, the driving speed can be determined or calculated as a function of or from the rotational speed explained above. A relationship between speed and driving speed can be previously known. This results in an advantageous manner, a simple calculation of the impact load.

In einer weiteren Ausführungsform wird die in dem festgelegten Bestimmungszeitraum verbrauchte Lebensdauer zusätzlich in Abhängigkeit einer dynamischen Tragzahl der Lagereinrichtung und/oder in Abhängigkeit eines Lebensdauerexponenten der Lagereinrichtung bestimmt. Eine beispielhafte Bestimmung wurde vorhergehend erläutert (siehe Formeln 3 und 4). Selbstverständlich können jedoch auch andere funktionelle Zusammenhänge oder aber entsprechend vorbestimmte Zuordnungen bestimmt werden.In a further embodiment, the service life consumed in the specified determination period is additionally determined as a function of a dynamic load rating of the storage device and / or as a function of a service life exponent of the storage device. An exemplary determination has been previously explained (see Formulas 3 and 4). Of course, however, other functional relationships or according to predetermined assignments can be determined.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine weitere Erhöhung der Genauigkeit bei der Bestimmung.This results in an advantageous manner, a further increase in accuracy in the determination.

In einer weiteren Ausführungsform wird die in mindestens zwei festgelegten Bestimmungszeiträumen verbrauchte Lebensdauer bestimmt, wobei die verbrauchte Lebensdauer als Summe der bestimmungszeitraumspezifisch verbrauchten Lebensdauern bestimmt wird. Insbesondere kann die verbrauchte Lebensdauer kontinuierlich bestimmt werden, d.h. in aufeinander, vorzugsweise unmittelbar, folgenden Bestimmungszeiträumen, wobei die verbrauchte Lebensdauer dann als Summe dieser bestimmungszeitraumspezifischen Lebensdauern bestimmt wird. Insbesondere kann die verbrauchte Lebensdauer also gemäß $Ls = \sum_{k = 1 \dots k_max} ((n (k) \times t (k)) / (C / P (k) exp (p) \times 10 exp (6)) \times 100 %$

bestimmt werden, wobei k den Bestimmungszeitraum bezeichnet. In a further embodiment, the life consumed in at least two specified determination periods is determined, the consumed life being determined as the sum of the service life-specific consumed periods. In particular, the consumed life can be determined continuously, ie in successive, preferably immediate, subsequent determination periods, the consumed life then being determined as the sum of these determination period-specific lifetimes. In particular, the consumed life can therefore according to

ls = Σ_{k = 1 ... k_max} ((n (k) \times t (k)) / (C / P (k) exp (p) \times 10 exp (6)) \times 100 %

where k denotes the period of determination.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Bestimmung der Lebensdauer der Lagereinrichtung während des Betriebes des Schienenfahrzeugs. This results in an advantageous manner a reliable determination of the life of the bearing device during operation of the rail vehicle.

Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Bestimmung, insbesondere zur Berechnung, einer verbleibenden Lebensdauer einer Lagereinrichtung in einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs. Hierbei wird eine verbrauchte Lebensdauer gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen bestimmt. Weiter wird die verbleibende Lebensdauer in Abhängigkeit der verbrauchten Lebensdauer bestimmt. Insbesondere kann auch die verbleibende Lebensdauer als Anteil, beispielsweise als Prozentanteil, bestimmt werden. In diesem Fall kann die verbleibende Lebensdauer beispielsweise als $Lr = (100 - Δ L)$

oder

Lr = (100 - Ls)

bestimmt werden, wobei Ls oder ΔL die verbrauchte Lebensdauer bzw. den Anteil in Prozent bezeichnet. Die verbrauchte Lebensdauer kann beispielsweise gemäß den Formel 3, 4 oder 5 bestimmt werden.Further proposed is a method for determining, in particular for calculating, a remaining service life of a bearing device in a drive train of a rail vehicle. Here, a consumed life is determined according to one of the embodiments described in this disclosure. Furthermore, the remaining service life is determined as a function of the consumed service life. In particular, the remaining life can be determined as a proportion, for example as a percentage. In this case, the remaining life, for example, as

Lr = (100 - Δ L)

or

Lr = (100 - ls)

where Ls or ΔL is the consumed life or percentage. The consumed life can be determined, for example, according to the

formula

3, 4 or 5.

Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine sehr zuverlässige Bestimmung der verbleibenden Lebensdauer, welche wiederum die Wartung der Lagereinrichtung vereinfacht, insbesondere die Bestimmung des Zeitpunkts der Wartung.This results in an advantageous manner a very reliable determination of the remaining life, which in turn simplifies the maintenance of the storage facility, in particular the determination of the time of maintenance.

In einer weiteren Ausführungsform wird die verbleibende Lebensdauer zusätzlich in Abhängigkeit einer zurückgelegten Laufstrecke bestimmt. Die zurückgelegte Laufstrecke kann beispielsweise in km gemessen werden. Es ist möglich, die zurückgelegte Laufstrecke des Schienenfahrzeugs zu bestimmen, beispielsweise durch eine entsprechende Erfassungseinrichtung.In a further embodiment, the remaining service life is additionally determined as a function of a distance traveled. The distance traveled can be measured, for example, in km. It is possible to determine the traveled distance of the rail vehicle, for example by a corresponding detection device.

Weiter kann dann die verbleibende Lebensdauer in der Einheit einer Strecke, beispielsweise ebenfalls in km, gemäß $Lr = (Lb \times 100 / (Ls))$

bestimmt werden, wobei Lr die verbleibende Lebensdauer in der Einheit einer Strecke und Lb die bisher zurückgelegte Laufstrecke bezeichnet.Next can then be the remaining life in the unit of a route, for example, also in km, according to

Lr = (lb \times 100 / (ls))

where Lr is the remaining life in the unit of a distance and Lb is the distance traveled so far.

Hierdurch kann in vorteilhafter Weise die Wartung weiter verbessert werden. Insbesondere kann in Abhängigkeit der derart bestimmten verbleibenden Lebensdauer bestimmt werden, nach welcher Fahrt eine Wartung der Lagereinrichtung erfolgen sollte. Dann kann beispielsweise ein entsprechendes Ersatzteil vorsorglich zu einem Ort, z.B. einer Werkstatt, gebracht werden, an dem das Schienenfahrzeug sich nach Absolvierung dieser Fahrt befindet.As a result, the maintenance can be further improved in an advantageous manner. In particular, it can be determined as a function of the remaining service life determined in this way after which drive maintenance of the storage device should take place. Then, for example, a corresponding spare part may be removed as a precaution to a location, e.g. a workshop where the rail vehicle is located after completing this journey.

Es ist weiter möglich, dass Informationen, die die verbrauchte Lebensdauer kodieren und/oder Informationen, die die verbleibende Lebensdauer kodieren, an eine externe Einrichtung übertragen werden, z. B. an eine Einrichtung, zu der der Betreiber des Schienenfahrzeugs Zugang hat. Somit kann der Betreiber Informationen über die Lebensdauer einfach und ortsunabhängig erhalten.It is further possible that information encoding the consumed life and / or information encoding the remaining life is transmitted to an external device, e.g. B. to a device to which the operator of the rail vehicle has access. Thus, the operator can get information about the lifetime easily and location independent.

Weiter vorgeschlagen wird eine Vorrichtung zur Bestimmung einer verbrauchten Lebensdauer einer Lagereinrichtung in einem Antriebsstrang eines Schienenfahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Auswerteeinrichtung. Die Auswerteeinrichtung kann als Recheneinrichtung, beispielsweise als Mikrocontroller, ausgebildet sein oder eine solche umfassen. Weiter umfasst die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Bestimmung einer Lagerbelastung und mindestens eine Einrichtung zur Bestimmung einer Drehzahl. Die Einrichtung zur Bestimmung einer Lagerbelastung kann hierbei weitere Einrichtungen umfassen, die die zur Bestimmung der Lagerbelastung notwendigen Größen bestimmen oder erfassen. Beispielsweise kann die Einrichtung zur Bestimmung einer Lagerbelastung einen Antriebskraftsensor oder Zugkraftsensor umfassen. Die Einrichtung zur Bestimmung einer Drehzahl kann hierbei weitere Einrichtungen umfassen, die die zur Bestimmung der Drehzahl notwendigen Größen bestimmen oder erfassen.Further proposed is a device for determining a consumed life of a bearing device in a drive train of a rail vehicle. The device comprises at least one evaluation device. The evaluation device can be designed as a computing device, for example as a microcontroller, or comprise such. Furthermore, the device comprises at least one device for determining a bearing load and at least one device for determining a rotational speed. The device for determining a bearing load may in this case comprise further devices which determine or detect the variables necessary for determining the bearing load. For example, the device for determining a bearing load may comprise a drive force sensor or a tensile force sensor. The device for determining a rotational speed may in this case comprise further devices which determine or detect the variables necessary for determining the rotational speed.

Die Vorrichtung dient in vorteilhafter Weise zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung einer verbrauchten Lebensdauer gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen. Somit ist die Vorrichtung derart konfiguriert, dass ein solches Verfahren mittels der Vorrichtung durchführbar ist. The device advantageously serves to carry out a method for determining a consumed service life according to one of the embodiments described in this disclosure. Thus, the device is configured such that such a method is feasible by means of the device.

Insbesondere ist ein Bestimmungszeitraum festlegbar. Dieser kann beispielsweise durch eine Nutzerinteraktion festgelegt werden, beispielsweise über eine entsprechende Eingabeeinrichtung der Vorrichtung. Weiter ist eine Drehzahl einer Abtriebswelle oder eines Rades des Schienenfahrzeugs in dem Bestimmungszeitraum bestimmbar. Weiter ist eine Lagerbelastung in dem Bestimmungszeitraum bestimmbar. Weiter ist die in dem Bestimmungszeitraum verbrauchte Lebensdauer in Abhängigkeit der Dauer des Bestimmungszeitraums, der Drehzahl sowie der Lagerbelastung bestimmbar. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert.In particular, a determination period can be specified. This can be determined for example by a user interaction, for example via a corresponding input device of the device. Further, a rotational speed of an output shaft or a wheel of the rail vehicle can be determined in the determination period. Furthermore, a bearing load in the determination period can be determined. Furthermore, the lifetime consumed in the determination period can be determined as a function of the duration of the determination period, the rotational speed and the bearing load. This and corresponding advantages have already been explained above.

Die Vorrichtung kann hierbei auch zur Bestimmung der verbleibenden Lebensdauer geeignet sein. Somit kann die Vorrichtung auch zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung einer verbleibenden Lebensdauer gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen geeignet sein.The device may also be suitable for determining the remaining service life. Thus, the apparatus may also be suitable for carrying out a method for determining a remaining service life according to one of the embodiments described in this disclosure.

Die Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise bereits existierende oder verbaute Einrichtungen im Schienenfahrzeug, beispielsweise eine existierende Auswerteeinrichtung, sowie existierende Sensoren, beispielweise Drehzahlsensoren, umfassen.The device may advantageously already existing or installed devices in the rail vehicle, for example, an existing evaluation, and existing sensors, such as speed sensors include.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Bestimmung einer Antriebskraftbelastung und/oder mindestens eine Einrichtung zur Bestimmung einer Stoßbelastung. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Antriebskraftbelastung bzw. ein antriebskraftbelastungsspezifischer Anteil und/oder eine Stoßbelastung, insbesondere ein stoßbelastungsspezifischer Anteil, zur Berechnung der Lagerbelastung bestimmt werden. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert.In a further embodiment, the device comprises at least one device for determining a driving force load and / or at least one device for determining a shock load. As a result, a driving force load or a driving force load-specific proportion and / or an impact load, in particular a shock-load-specific proportion, can advantageously be determined for calculating the bearing load. This and corresponding advantages have already been explained above.

Weiter kann die Vorrichtung eine Kommunikationseinrichtung umfassen, um Informationen, die die verbrauchte Lebensdauer kodieren und/oder Informationen, die die verbleibende Lebensdauer kodieren, an eine externe Einrichtung zu übertragen, z.B. drahtlos.Furthermore, the device may comprise a communication device for transmitting information which codes the consumed life and / or information which codes the remaining life to an external device, e.g. wireless.

Weiter vorgeschlagen wird ein Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Bestimmung einer verbrauchten Lebensdauer oder einer verbleibenden Lebensdauer einer Lagereinrichtung in einem Antriebsstrang des Schienenfahrzeugs gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsform.Further proposed is a rail vehicle with a device for determining a consumed life or a remaining life of a bearing device in a drive train of the rail vehicle according to one of the embodiments described in this disclosure.

Auch beschrieben wird ein Programm, welches, wenn es auf oder durch einen Computer ausgeführt wird, den Computer veranlasst, einen, mehrere oder alle Schritte des in dieser Offenbarung offenbarten Verfahrens zur Bestimmung einer verbrauchten und einer verbleibenden Lebensdauer durchzuführen. Alternativ oder kumulativ wird ein Programmspeichermedium beschrieben, auf oder in dem das Programm gespeichert ist, insbesondere in einer nicht vorübergehenden, z.B. in einer dauerhaften, Form. Alternativ oder kumulativ wird ein Computer beschrieben, der dieses Programmspeichermedium umfasst. Weiter alternativ oder kumulativ wird ein Signal beschrieben, beispielsweise ein digitales Signal, welches Informationen codiert, die das Programm repräsentieren und welches Code-Mittel umfasst, die adaptiert sind, einen, mehrere oder alle Schritte des in dieser Offenbarung offenbarten Verfahrens zur Bestimmung einer verbrauchten und einer verbleibenden Lebensdauer durchzuführen. Das Signal kann ein physikalisches Signal, zum Beispiel ein elektrisches Signal sein, welches insbesondere technisch erzeugt wird.Also described is a program that, when executed on or by a computer, causes the computer to perform one, several, or all steps of the methodology used in determining a spent and a remaining life, as disclosed in this disclosure. Alternatively or cumulatively, a program storage medium is described on or in which the program is stored, in particular in a non-transitory, e.g. in a permanent, form. Alternatively or cumulatively, a computer is described which comprises this program storage medium. Further alternatively or cumulatively, a signal is described, for example a digital signal, which encodes information representing the program and which comprises code means adapted to one, several or all steps of the method disclosed in this disclosure for determining a consumed and a remaining life. The signal may be a physical signal, for example an electrical signal, which is generated in particular technically.

Weiter kann das Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals für eine steuerbare Einrichtung mit einem optischen Lageerfassungssystem ein computerimplementiertes Verfahren sein. So können zum Beispiel ein, mehrere oder alle Schritte des Verfahrens durch einen Computer ausgeführt werden. Eine Ausführungsform für das computerimplementierte Verfahren ist die Benutzung des Computers zur Durchführung einer Datenverarbeitungsmethode. Der Computer kann zum Beispiel zumindest eine Recheneinrichtung, insbesondere ein Prozessor, und zum Beispiel zumindest eine Speichereinrichtung umfassen, um die Daten, insbesondere technisch, zu verarbeiten, zum Beispiel elektronisch und oder optisch. Ein Computer kann hierbei jede Art von Datenverarbeitungsgerät sein. Ein Prozessor kann ein halbleiterbasierter Prozessor sein.Furthermore, the method for generating a control signal for a controllable device with an optical position detection system may be a computer-implemented method. For example, one, several or all steps of the method may be performed by a computer. One embodiment for the computer-implemented method is the use of the computer to implement a data processing method. The computer may, for example, comprise at least one computing device, in particular a processor, and, for example, at least one memory device in order to process the data, in particular technically, for example electronically and / or optically. A computer can be any type of data processing device. A processor may be a semiconductor-based processor.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugs,
2 eine schematische Unteransicht des in 1 dargestellten Schienenfahrzeugs,
3 ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
4 eine schematische Darstellung einer resultierenden verbrauchten Lebensdauer, eines in einem Bestimmungszeitraum verbrauchten Anteils der Lebensdauer sowie einer verbleibenden Lebensdauer.

The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The figures show:

1 a schematic view of a rail vehicle,
2 a schematic bottom view of the in 1 illustrated rail vehicle,
3 a schematic flow diagram of a method according to the invention and
4 a schematic representation of a resulting spent life, consumed in a period of determination proportion of the life and a remaining life.

Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.Hereinafter, like reference numerals designate elements having the same or similar technical features.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienenfahrzeugs 1 und 2 zeigt eine schematische Unteransicht des Schienenfahrzeugs 1 mit einer Vorrichtung 2 zur Bestimmung einer verbrauchten Lebensdauer Ls (siehe 3) einer Lagereinrichtung 3 (siehe 2) in einem Antriebsstrang des Schienenfahrzeugs 1. 1 shows a schematic side view of a rail vehicle 1 and 2 shows a schematic bottom view of the rail vehicle 1 with a device 2 for determining a consumed lifetime Ls (see 3 ) of a storage facility 3 (please refer 2 ) in a drive train of the rail vehicle 1 ,

Die Lagereinrichtung 3 ist in einem im Drehgestell 11 des Schienenfahrzeugs 1 angeordnet. Hierbei umfasst das Schienenfahrzeug 1 mehrere Lagereinrichtungen 3, die jeweils verschiedene beweglichen Elemente oder Abschnitte des Antriebsstrangs lagern. Hierbei kann mittels der Vorrichtung 2 die verbrauchte Lebensdauer Ls jeder der dargestellten Lagereinrichtungen 3 individuell bestimmt werden.The storage facility 3 is in a bogie 11 of the rail vehicle 1 arranged. Here, the rail vehicle includes 1 several storage facilities 3 , which respectively store different moving elements or sections of the drive train. In this case, by means of the device 2 the consumed life Ls of each of the illustrated storage facilities 3 be determined individually.

Dargestellt ist, dass das Schienenfahrzeug 1 eine Antriebseinrichtung 4, z.B. eine als elektrische Maschine ausgebildete Antriebseinrichtung, umfasst. Diese treibt über eine Welle ein Getriebe 6 an, welches mit antreibbaren Rädern 7 des Schienenfahrzeugs 1 mechanisch verbunden ist. Die Wellen 5 der Antriebseinrichtung 4 und des Getriebes 6 werden hierbei durch die Lagereinrichtungen 3 gelagert. Die Lagereinrichtungen 3 können jeweils als Kugel- oder Rollenlager ausgebildet sein.Shown is that the rail vehicle 1 a drive device 4 , For example, designed as an electrical machine drive means comprises. This drives a transmission via a shaft 6 which, with drivable wheels 7 of the rail vehicle 1 mechanically connected. The waves 5 the drive device 4 and the transmission 6 are here by the storage facilities 3 stored. The storage facilities 3 can each be designed as a ball or roller bearings.

Weiter umfasst die Vorrichtung 2 zur Bestimmung einer verbrauchten Lebensdauer Ls der Lagereinrichtung 3 eine Auswerteeinrichtung 8. Die Auswerteeinrichtung 8 kann mit einem Drehzahlsensor 9 zur Erfassung einer Drehzahl der Welle 5 daten- und/oder signaltechnisch verbunden sein. Weiter kann die Auswerteeinrichtung 8 mit einer Einrichtung 10 zur Bestimmung einer Lagerbelastung signal- und/oder datentechnisch verbunden sein.Furthermore, the device comprises 2 for determining a consumed life Ls of the storage facility 3 an evaluation device 8th , The evaluation device 8th can with a speed sensor 9 for detecting a rotational speed of the shaft 5 be connected by data and / or signaling. Next, the evaluation 8th with a device 10 be connected to determine a bearing load signal and / or data technology.

Die Auswerteeinrichtung 8 kann beispielsweise einen Mikrocontroller umfassen oder als solcher ausgebildet sein.The evaluation device 8th For example, it may comprise or be designed as a microcontroller.

Weiter ist ein Bestimmungszeitraum festgelegt, beispielsweise ein Bestimmungszeitraum mit einer Zeitdauer von einer Sekunde. Die Zeitdauer des Bestimmungszeitraums kann beispielsweise in der Auswerteeinrichtung 8 gespeichert sein. Auch kann der Bestimmungszeitraum durch einen Nutzer, beispielsweise durch nicht dargestellte Eingabeeinrichtungen, vorgegeben werden.Further, a determination period is set, for example, a determination period of one second. The duration of the determination period can, for example, in the evaluation 8th be saved. The determination period can also be predetermined by a user, for example by input devices (not shown).

Weiter ist eine Drehzahl der Welle 5 in dem Bestimmungszeitraum bestimmbar, beispielsweise mittels des Drehzahlsensors 9 und der Auswerteeinrichtung 8. Weiter ist eine Lagerbelastung in dem Bestimmungszeitraum bestimmbar, beispielsweise mittels der Einrichtung 10 und der Auswerteeinrichtung 8. Weiter ist die in dem Bestimmungszeitraum verbrauchte Lebensdauer Ls, also die bestimmungszeitraumspezifisch verbrauche Lebensdauer, in Abhängigkeit der Dauer des Bestimmungszeitraums, der Drehzahl sowie der Lagerbelastung bestimmbar.Next is a speed of the shaft 5 determinable in the determination period, for example by means of the speed sensor 9 and the evaluation device 8th , Furthermore, a bearing load in the determination period can be determined, for example by means of the device 10 and the evaluation device 8th , Furthermore, the service life Ls consumed in the determination period, ie the service life consumed during the service life, can be determined as a function of the duration of the determination period, the speed and the bearing load.

Beispielsweise kann ein Anteil der verbrauchten Lebensdauer an der Gesamtlebensdauer der Lagereinrichtung 3 in dem Bestimmungszeitraum gemäß Formel 3 bestimmt werden. In diesem Fall ist die verbrauchte Lebensdauer zusätzlich in Abhängigkeit einer dynamischen Tragzahl C der Lagereinrichtung 3 und in Abhängigkeit eines Lebensdauerexponenten p der Lagereinrichtung 3 bestimmbar.For example, a proportion of the consumed life to the total life of the storage facility 3 determined in the determination period in accordance with formula 3. In this case, the consumed life is additionally dependent on a dynamic load rating C of the storage facility 3 and as a function of a life exponent p of the storage facility 3 determinable.

Die Einrichtung 10 zur Bestimmung der Lagerbelastung kann insbesondere eine Einrichtung zur Bestimmung einer Zugkraft umfassen. In Abhängigkeit der Zugkraft Z kann diese dann für die Lagereinrichtung 3 in eine radiale Lagerbelastung Pr umgerechnet werden. Diese Umrechnung kann insbesondere in Abhängigkeit von einer Auslegung des Antriebsstranges, beispielsweise einer Radgröße des antreibbaren Rades 7, eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 6 sowie weiterer Parameter des Antriebsstranges erfolgen. Diese radiale Lagerbelastung Pr bildet dann die Lagerbelastung oder einen antriebskraftbelastungsspezifischen Anteil dieser Lagerbelastung.The device 10 For determining the bearing load, in particular a device for determining a tensile force can comprise. Depending on the tensile force Z, this can then for the storage facility 3 be converted into a radial bearing load Pr. This conversion can in particular depending on a design of the drive train, such as a wheel size of the driven wheel 7 , a gear ratio of the transmission 6 and other parameters of the drive train. This radial bearing load Pr then forms the bearing load or a drive force load-specific proportion of this bearing load.

Alternativ oder kumulativ kann die Einrichtung 10 zur Bestimmung der Lagerbelastung eine Einrichtung 10 zur Bestimmung einer Stoßbelastung der Lagereinrichtung 3 umfassen. Diese Einrichtung wiederum kann beispielsweise eine Einrichtung zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 1 umfassen. Die Einrichtung zur Bestimmung einer Fahrgeschwindigkeit kann beispielsweise ein nicht dargestellter Geschwindigkeitssensor des Schienenfahrzeugs 1 sein. Alternativ kann die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs auch in Abhängigkeit der Drehzahl der Welle 5, insbesondere der mittels des Drehzahlsensors 9 erfassten Drehzahl, bestimmt werden. Die Stoßbelastung kann dann in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden, z.B. über vorbestimmte Zusammenhänge. Alternatively or cumulatively, the device may 10 to determine the bearing load a device 10 for determining a shock load of the bearing device 3 include. This device in turn can, for example, a device for determining the driving speed of the rail vehicle 1 include. The device for determining a driving speed can, for example, an unillustrated speed sensor of the rail vehicle 1 be. Alternatively, the traveling speed of the rail vehicle can also be dependent on the rotational speed of the shaft 5 , in particular the means of the speed sensor 9 detected speed. The impact load can then be determined as a function of the driving speed, for example via predetermined relationships.

Die Lagerbelastung kann dann gleich der Stoßbelastung sein oder als Summe des vorhergehend erläuterten antriebskraftbelastungsspezifischen Anteils und dieses stoßbelastungsspezifischen Anteils bestimmt werden.The bearing load may then be equal to the impact load or determined as the sum of the above-described drive force load-specific portion and this shock-load-specific portion.

Der Lebensdauerexponent p kann beispielsweise 3 für Kugellager und 10/3 für Rollenlager betragen.The service life exponent p can be, for example, 3 for ball bearings and 10/3 for roller bearings.

Weiter kann mittels der Vorrichtung 2 auch eine verbleibende Lebensdauer Lr bestimmt werden.Next, by means of the device 2 also a remaining lifetime Lr be determined.

Insbesondere können bestimmungszeitraumspezifisch verbrauchte Lebensdaueranteile ΔL(k) in mehreren Zeiträumen k wiederholt, insbesondere kontinuierlich, bestimmt und dann zur resultierenden verbrauchten Lebensdauer Ls aufsummiert werden.In particular, service life portions ΔL (k) consumed during the period of determination can be repeated in a plurality of time periods k, in particular continuously, determined and then added up to the resulting consumed service life Ls.

In 3 ist ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In einem ersten Schritt S1 wird ein Bestimmungszeitraum festgelegt. Weiter kann im ersten Schritt ein Wert der resultierenden verbrauchten Lebensdauer Ls initialisiert werden, beispielsweise auf den Wert Null. In diesem Fall kann der erste Schritt insbesondere vor der ersten Inbetriebnahme des Schienenfahrzeugs 1 bzw. der Lagereinrichtung 3 oder unmittelbar nach einem Austausch der Lagereinrichtung 3 erfolgen.In 3 is shown a schematic flow diagram of a method according to the invention. In a first step S1 a period of determination is set. Furthermore, in the first step, a value of the resulting consumed lifetime Ls can be initialized, for example to the value zero. In this case, the first step, in particular before the first commissioning of the rail vehicle 1 or the storage facility 3 or immediately after replacement of the storage facility 3 respectively.

In einem zweiten Schritt S2, der insbesondere während eines Betriebes des Schienenfahrzeugs 1 ausgeführt wird, wird eine Lagerbelastung sowie eine Drehzahl der Welle 5 in dem festgelegten Bestimmungszeitraum bestimmt. Dies wurde vorhergehend bereits erläutert. Weiter kann in einem dritten Schritt S3 ein bestimmungszeitraumspezifisch verbrauchter Lebensdaueranteil ΔL(k) bestimmt werden, beispielsweise gemäß Formel 3. Hierzu können im zweiten Schritt S2 oder im dritten Schritt S3 die weiter benötigten Größen, z.B. die dynamische Tragzahl C, der Lebensdauerexponent p sowie die Dauer des Bestimmungszeitraums, aus einer Speichereinrichtung eingelesen werden. Weiter kann eine radiale Lagerbelastung Pr in Abhängigkeit einer Zugkraft Z bestimmt werden, wobei die Lagerbelastung dann der radialen Lagerbelastung Pr entspricht. Hierzu kann im zweiten Schritt S2 eine Zugkraft bestimmt oder erfasst werden, wobei dann in Abhängigkeit dieser Zugkraft Z die radiale Lagerbelastung Pr bestimmt wird.In a second step S2 in particular during operation of the rail vehicle 1 is executed, a bearing load and a rotational speed of the shaft 5 determined during the specified period of determination. This has already been explained above. Next, in a third step S3 a service life-specifically consumed portion ΔL (k) can be determined, for example according to formula 3. In the second step S2 or in the third step S3 the further required quantities, eg the dynamic load rating C, the service life exponent p as well as the duration of the determination period, are read in from a storage device. Furthermore, a radial bearing load Pr can be determined as a function of a tensile force Z, the bearing load then corresponding to the radial bearing load Pr. This can be done in the second step S2 a tensile force is determined or detected, in which case the radial bearing load Pr is determined as a function of this tensile force Z.

Alternativ ist es möglich, dass zusätzlich auch eine Stoßbelastung der Lagereinrichtung 3 bestimmt wird. Hierzu kann im zweiten Schritt S2 eine Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 1 erfasst und die Stoßbelastung geschwindigkeitsabhängig bestimmt werden.Alternatively, it is possible that in addition also a shock load of the bearing device 3 is determined. This can be done in the second step S2 a driving speed of the rail vehicle 1 recorded and the impact load are determined depending on the speed.

In einem vierten Schritt S4 kann eine resultierende verbrauchte Lebensdauer Ls bestimmt werden, indem der bestimmungszeitraumspezifisch verbrauchte Lebensdaueranteil ΔL(k) zu dem aktuellen Wert der verbrauchten Lebensdauer hinzuaddiert wird.In a fourth step S4 For example, a resulting consumed lifetime Ls may be determined by adding the usage period specific consumed lifetime fraction ΔL (k) to the current consumed life value.

In einem fünften Schritt (nicht dargestellt) kann geprüft werden, ob die resultierende verbrauchte Lebensdauer bereits einen vorbestimmten Schwellwert, beispielsweise einen Schwellwert größer als 95 %, insbesondere größer als 99 %, überschritten hat. Ist dies der Fall, so kann ein Wartungssignal erzeugt werden und an eine externe Serviceeinrichtung oder an eine Anzeigeeinrichtung des Schienenfahrzeugs 1 übertragen werden, wobei das Wartungssignal eine Information codiert, dass die Lagereinrichtung 3 gewartet oder getauscht werden muss.In a fifth step (not shown) can be checked whether the resulting consumed life has already exceeded a predetermined threshold, for example, a threshold greater than 95%, in particular greater than 99%. If this is the case, then a maintenance signal can be generated and sent to an external service device or to a display device of the rail vehicle 1 be transmitted, wherein the maintenance signal encodes information that the storage device 3 needs to be serviced or replaced.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer resultierenden verbrauchten Lebensdauer Ls, eines in einem Bestimmungszeitraum verbrauchten Anteils der Lebensdauer ΔL(k) sowie einer verbleibenden Lebensdauer Lr in Prozentangaben. 4 shows a schematic representation of a resulting consumed life Ls, consumed in a determination period portion of the lifetime .DELTA.L (k) and a remaining life Lr in percentages.

Es ist möglich, insbesondere in einem weiteren Schritt, beispielsweise einem sechsten Schritt oder einem Schritt zwischen dem vierten und fünften Schritt S4, S5, eine verbleibende Restlaufstrecke der Lagereinrichtung 3 in einer Wegeinheit, beispielsweise in km, zu berechnen. Hierzu kann es notwendig sein, die bereits zurückgelegte Laufstrecke der Lagereinrichtung 3 in der Wegeinheit zu bestimmen. Dies kann beispielsweise in Abhängigkeit des aktuellen Stands eines Wegzählers, beispielsweise eines Kilometerzählers, des Schienenfahrzeugs 1 erfolgen, wobei dann gemäß Formel 8 die verbleibende Restlaufstrecke bestimmt werden kann. Auch diese kann an eine externe Serviceeinrichtung oder an eine Anzeigeeinrichtung des Schienenfahrzeugs 1 übertragen werden.It is possible, in particular in a further step, for example a sixth step or a step between the fourth and fifth step S4 . S5 , a remaining residual distance of the storage facility 3 in a distance unit, for example in km. For this purpose, it may be necessary, the already covered running distance of the storage facility 3 to be determined in the path unit. This can, for example, depending on the current state of a route counter, such as an odometer, the rail vehicle 1 carried out, in which case the remaining residual distance can be determined according to formula 8. This may also be to an external service device or to a display device of the rail vehicle 1 be transmitted.

Claims

A method for determining a consumed life of a bearing device (3) in a drive train of a rail vehicle (1), wherein a determination period is determined, wherein a rotational speed of an output shaft or a wheel (7) of the rail vehicle (1) is determined in the determination period, wherein a Bearing load is determined in the determination period, wherein the life consumed in the set determination period (.DELTA.L) depending on the duration of the determination period, the rotational speed and the bearing load is determined.

Method according to Claim 1 , characterized in that the bearing load is determined in response to a driving force load in the determination period.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the bearing load is determined in response to a shock load in the determination period.

Method according to Claim 3 , characterized in that the impact load in dependence on a traveling speed of the rail vehicle (1) is determined in the determination period.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the power consumed in the specified determination period lifetime (.DELTA.L) additionally as a function of a dynamic load (C) of the bearing device (3) and / or in dependency of a life exponent (p) of the bearing means (3) is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the consumed in at least two fixed determination periods life (.DELTA.L (k)) is determined, the consumed life (Ls) is determined as the sum of the determination period specific consumed lifetimes (.DELTA.L (k)).

Method for determining a remaining service life of a bearing device (3) in a drive train of a rail vehicle (1), wherein a consumed service life of the bearing device (3) is determined by a method according to one of the Claims 1 to 6 is determined, wherein the remaining life (Lr) is determined as a function of the consumed life (.DELTA.L, Ls).

Method according to Claim 7 , characterized in that the remaining life (Lr) is additionally determined as a function of a distance traveled (Lb).

Device for determining a consumed service life of a bearing device (3) in a drive train of a rail vehicle (1), wherein the device (2) has at least one evaluation device (8), at least one device (10) for determining a bearing load and at least one device (9) for determining a rotational speed, wherein a determination period is determinable, wherein a rotational speed of an output shaft (5) or a wheel (7) of the rail vehicle (1) is determinable in the determination period, wherein a bearing load in the determination period can be determined, wherein the Lifespan (ΔL) determined as a function of the duration of the determination period, the speed and the bearing load can be determined.

Device after Claim 9 , characterized in that the device (2) comprises at least one device for determining a driving force load and / or at least one device for determining a shock load.

Rail vehicle with a device for determining a consumed service life (ΔL, Ls) of a bearing device (3) in a drive train of the rail vehicle (1) according to Claim 9 or 10 ,