DE102006005597A1

DE102006005597A1 - Service life counter for wheel set of railway vehicles has signal generation unit which supplies impulse after each revolution of wheel set to speedometer unit which are then evaluated

Info

Publication number: DE102006005597A1
Application number: DE102006005597A
Authority: DE
Inventors: Stefan Hermann; Karsten Elstner
Original assignee: FRANZ KAMINSKI WAGGONBAU GmbH
Current assignee: FRANZ KAMINSKI WAGGONBAU GmbH
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2026-02-07
Also published as: DE102006005597B4

Abstract

The service life counter has a rotation shaft receptacle (36) connected to wheel set shaft (20). A transmission shaft (23) with a rotation receiver (37) is inserted in rotation shaft receptacle. A means is arranged which couples transmission shaft to the wheel set shaft. A signal generation unit which supplies impulse after each revolution of wheel set to speedometer unit is also arranged. The impulses of signal generation unit are evaluated and a power supply unit is arranged for operation of service life counter. An independent claim is also included for the wheel set bearing cover.

Description

Die Erfindung betrifft einen Laufleistungszähler für Radsätze.The The invention relates to a running power meter for wheelsets.

Beim Betrieb schienengebundener Fahrzeuge entsteht aufgrund der Wechselwirkung zwischen Rad und Schiene der größte Verschleiß am Rad. Die Radgeometrie, der Werkstoffzustand und die Oberflächenqualität verschlechtern sich und gefährden die Betriebssicherheit, erhöhen die Systembeanspruchung und mindern den Fahrkomfort. Bei immer höheren Geschwindigkeiten der Fahrzeuge ist die Überwachung des Radsatzes als sicherheitsrelevanten Bauteils von großer Bedeutung. Weiterhin benötigt die zustandsbezogene Instandhaltung genaue Informationen der Verschleißkenngrößen aller wichtigen Bauteile. Daher müssen die Radsätze in regelmäßigen Abständen vom Personal der Bahn überprüft werden. Die Kosten der manuellen Kontrollen und die erforderlichen Stillstandszeiten der Fahrzeuge führen zu Prüfung mit großem zeitlichem Abstand.At the Operation of rail-bound vehicles is due to the interaction between wheel and rail the biggest wear on the wheel. Wheel geometry, material condition and surface quality deteriorate themselves and endanger them Operational safety, increase the system stress and reduce the ride comfort. At ever higher speeds the vehicles is the surveillance of the wheelset as a safety-relevant component of great importance. Still needed the condition-based maintenance accurate information of the wear characteristics of all important components. Therefore, must the wheelsets at regular intervals from Staff of the railway will be checked. The cost of manual controls and the necessary downtime lead the vehicles to examination with big time interval.

Hochgeschwindigkeitszüge fahren heute mit Vollrädern ohne Radreifen. Diese Räder werden häufiger auf Herz und Nieren geprüft als früher. Nahezu tägliche Überprüfungen garantieren, dass die Räder keine unzulässigen Schäden aufweisen. Zusätzlich gibt es regelmäßig umfassende manuelle und automatisierte Ultraschallprüfungen. Und nach ca. 250.000 Kilometern wird eine ausführliche Prüfung durchgeführt: Alle Radsätze werden dann komplett mit Hilfe der Ultraschalltechnik auf mögliche Fehler und Unregelmäßigkeiten geprüft werden.Drive high-speed trains today with solid wheels without tires. These wheels become more common thoroughly tested as previously. Almost daily checks guarantee that the wheels no unacceptable damage exhibit. In addition there it regularly comprehensive manual and automated ultrasonic testing. And after about 250,000 Kilometers will be detailed Test performed: All wheelsets are then complete with the help of ultrasonic technology for possible errors and irregularities checked become.

Es gibt Systeme wie die Überrolltechnik, die die Radsätze automatisch prüfen. Dazu ist es erforderlich, den Zug oder jeden Radsatz automatisch zu identifizieren durch Transpoder oder optische Klarschriftleser. Ein solches System ist für den Personenverkehr, insbesondere für Hochgeschwindigkeitszüge mit den bekannten Stecken gut geeignet. Für den europaweiten Güterverkehr fehlt ein lückenloses System zu Überprüfung. Auch wenn die Verkehrswege eines Eisenbahnwagons durch Computer erfasst werden könnten, wäre die Laufleistung eines jeden Eisenbahnwagens jedoch nicht unmittelbar vom Personal der Bahn vor Ort ersichtlich. Zudem ist eine solche Erfassungsart der Laufleistung zu ungenau, da sie Rangierfahrten nicht mit erfassen würden.It are systems like the rollover technique, the wheelsets automatically check. This requires the train or each wheelset automatically to be identified by transponders or optical clear-text readers. Such a system is for passenger transport, in particular for high-speed trains with the well-known plug well suited. For Europe-wide freight traffic lacks a complete system to review. Even if the traffic routes of a railway wagon are detected by computer could that would be Mileage of each railroad car but not immediately from the staff of the train on the spot. Moreover, such is one Entry type of mileage too inaccurate, as they shunting would not capture with.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Erfassung der Laufleistung von Radsätzen anzugeben, dass vom Personal der Bahn vor Ort ausgewertet werden kann.Of the Invention is based on the object, a system for detecting the Mileage of wheelsets indicate that the staff of the local railway will evaluate it can.

Diese Aufgabe wird durch einen Laufleistungszähler für Radsätze mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These Task is by a Laufleistungszähler for wheelsets with the specified in claim 1 Characteristics solved.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.further developments and advantageous embodiments of the invention will become apparent the further claims, the description and the drawing.

Erfindungsgemäß besteht der Laufleistungszähler für Radsätze aus einem Rotationsaufnehmer mit angeschlossener Übertragungswelle, die mittels geeigneter Signalgeber vorzugsweise je Umdrehung ein Signalimpuls erzeugt. In einer Tachoeinheit werden die Impulse mit dem Längenmaß des Radumfangs gewichtet und zu der bisherigen Laufleistung addiert. Die Tachoeinheit wird durch eine batteriegepufferte Stromversorgung gespeist. Vorzugsweise wird die Laufleistung auf einer optischen Anzeige wiedergegeben. Für statistische Auswertungen kann die Laufleistung zusätzlich aus der Tachoeinheit in einen Rechner übertragen werden. Der erfindungsgemäße Laufleistungszählers kann als Radsatzlagerdeckel ausgebildet werden.According to the invention the mileage counter for wheelsets a Rotationsaufnehmer with connected transmission shaft, by means of suitable Signal generator preferably generates a signal pulse per revolution. In a speedometer unit, the pulses become the length dimension of the wheel circumference weighted and added to the previous mileage. The speedometer unit is powered by a battery-backed power supply. Preferably the mileage is displayed on a visual display. For statistical Evaluations can also increase mileage from the tachometer unit transferred to a computer become. The Laufleistungszählers invention can be designed as Radsatzlagerdeckel.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.following is an embodiment of Invention with reference to the drawing explained.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

Figur ein Laufleistungszähler für Radsätze;figure a mileage counter for wheelsets;

2 eine weitere Ausführung eines Laufleistungszähler 2 another embodiment of a mileage counter

Die 1 zeigt eine Ausführungsform eines Laufleistungszählers für einen Radsatz mit einem Ratsatzlagergehäuse 16, einem Rollenlager 14 und einer Radsatzwelle 15. Das Ratsatzlagergehäuse 16 nimmt einen Radsatzlagerdeckel 1 auf. Der Radsatzlagerdeckel 1 weist zentrisch eine Bohrung mit einem Wellenlager 6 und einem Simmerring 4 auf, durch die eine Welle 2 geführt ist. Die Welle 2 ist durch das Wellenlager 6 im Radsatzlagerdeckel 1 gelagert und durch den Simmerring 4 abgedichtet. Mit dem Radsatzlagerdeckel 1 verbunden ist ein Abdeckung 17 für den Laufleistungszähler. Die Welle 2 ist in der Abdeckung 17 gelagert. Das erste Ende der Übertragungswelle 2 ist kraftschlüssig in einer Zentrierbohrung 3 der Radsatzwelle 15 mittels einer Spiralfeder 5 gepresst, die in einem Aufnehmer 18 an der Innenseite der Abdeckung 17 gegen Verrutschen gesichert ist. Der Anpressdruck erfolgt durch die Spiralfeder 5 über ein Kugellager 19 und einer Permanentmagnethülse 7 auf die Welle 2. Bei Rotation des Radsatzes rotiert ebenfalls die Welle 2 und mit ihr die kraftschlüssig verbundene Permanentmagnethülse 7: Durch die Rotation der Permanentmagnethülse 7 wird in einer Induktionsspule 8 ein Ladestrom für eine Batterie 9 erzeugt. Ferner ist eine Signalgeberscheibe 10 an der Permanentmagnethülse 7 angebracht, die je Umdrehung des Rades einen Impuls in einem Signalaufnehmer 11 erzeugt. Der Impuls des Signalaufnehmers 11 wird einer Tachoeinheit 12 zugeführt, die je Impuls die Laufleistung um das Längenmaß des Radumfangs erhöht, das Ergebnis speichert und in einer Anzeige 13 sichtbar macht. Die Tachoeinheit 12 wird durch die Pufferbatterie 9 mit der Betriebsspannung versorgt. Durch die Pufferbatterie 9 wird die Tachoeinheit 12 auch während der Standzeiten des Wagons permanent mit Energie versorgt. Als Speicher für die Daten kann ein flüchtiger oder Permanentspeicher verwendet werden. Die Tachoeinheit 12 kann mit einem Anschluss für ein externes Datenerfassungsgerät zur Übertragung der gespeicherten Daten ausgestattet sein.The 1 shows an embodiment of a Laufleistungszählers for a wheel with a ratsatzlagergehäuse 16 , a roller bearing 14 and a wheelset shaft 15 , The Ratsatzlagergehäuse 16 takes a wheelset bearing cover 1 on. The wheelset bearing cover 1 has a center hole with a shaft bearing 6 and a simmerring 4 on, through which a wave 2 is guided. The wave 2 is through the shaft bearing 6 in the wheelset bearing cover 1 stored and through the Simmerring 4 sealed. With the wheelset bearing cover 1 connected is a cover 17 for the mileage counter. The wave 2 is in the cover 17 stored. The first end of the transmission shaft 2 is non-positively in a center hole 3 the wheelset shaft 15 by means of a spiral spring 5 pressed into a pickup 18 on the inside of the cover 17 is secured against slipping. The contact pressure is effected by the spiral spring 5 over a ball bearing 19 and a permanent magnet sleeve 7 on the wave 2 , Upon rotation of the wheel also rotates the shaft 2 and with it the non-positively connected permanent magnet sleeve 7 : By the rotation of the permanent magnet sleeve 7 is in an induction coil 8th a charging current for one battery 9 generated. Furthermore, a signal transmitter disk 10 on the permanent magnet sleeve 7 attached, the per revolution of the wheel a pulse in a signal sensor 11 generated. The pulse of the signal pickup 11 becomes a speedometer unit 12 Each pulse increases the mileage by the length dimension of the wheel circumference, stores the result and in a display 13 makes visible. The speedometer unit 12 is through the backup battery 9 supplied with the operating voltage. Through the backup battery 9 becomes the speedometer unit 12 also permanently powered during the lifetime of the wagon. The memory for the data can be a volatile or permanent memory. The speedometer unit 12 can be equipped with a connection for an external data acquisition device to transfer the stored data.

2 zeigt eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Laufleistungszählers. 2 shows a further embodiment of a Laufleistungszählers invention.

Eine Radsatzwelle 20 ist an ihrem Ende derart ausgestaltet, dass sie eine Rotationswellenaufnahme 36 bildet. In diese Rotationswellenaufnahme 36 ist passgenau ein Wellenende 37 einer Rotationsaufnehmerwelle 23 einbringbar. Um eine kraftschlüssige Verbindung zu erzielen, sind entweder die Rotationswellenaufnahme 36 oder zumindest das Ende der Rotationsaufnehmerwelle 23 magnetisiert. Die Rotationsaufnehmerwelle 23 ist sowohl in einem Radsatzlagerdeckel 35 als auch in einem Lagerdeckel 22 mittels Wellenlager 25, 31 gelagert und mittels eines Simmerrings 32 gegen Umwelteinflüsse geschützt. Der erfindungsgemäße Laufleistungszähler kann zusätzlich mit einer Abdeckung 21 versehen sein, um das rotierende Teil der Rotationsaufnehmerwelle 23 gegen unbeabsichtigtes Berühren zu schützen.A wheelset shaft 20 is configured at its end so that it receives a rotary shaft 36 forms. In this rotation shaft recording 36 is exactly a shaft end 37 a Rotationsaufnehmerwelle 23 recoverable. To achieve a frictional connection, either the rotary shaft recording 36 or at least the end of the Rotationsaufnehmerwelle 23 magnetized. The rotary encoder shaft 23 is both in a wheelset bearing cover 35 as well as in a bearing cap 22 by means of shaft bearings 25 . 31 stored and by means of a Simmerrings 32 protected against environmental influences. The running counter according to the invention can additionally with a cover 21 Be provided to the rotating part of the Rotationsaufnehmerwelle 23 to protect against accidental contact.

Die Rotationsaufnehmerwelle 23 ist mit einem Signalgeber 39 bestehend aus einer Signalgeberscheibe und einem Signalaufnehmer versehen, die vorzugsweise je Umdrehung einen Impuls an eine Tachometereinheit 27 abgeben. Die Impulse werden in der Tachometereinheit 27 ausgewertet, vorzugsweise indem je Impuls die Laufleistung um das Längenmaß des Radumfangs erhöht wird. Das Ergebnis wird gespeichert und an eine Elektronikeinheit 28 weitergeleitet. Das Ergebnis kann zusätzlich auch auf einer der Tachometereinheit 27 zugeordneten Anzeige angezeigt werden. Die Elektronikeinheit 28 ist vorzugsweise mit einem kontaktlosem Signalgeber 29 verbunden, der ein Auslesen der Elektronikeinheit 28 ermöglicht. Vorzugsweise kann dafür eine RFID (Radio Frequency Identification) verwendet werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das RFID über eine GPS-Schnittstelle an ein GPS-System angeschlossen.The rotary encoder shaft 23 is with a signal generator 39 consisting of a signal transmitter disc and a signal sensor provided, preferably per revolution, a pulse to a tachometer unit 27 submit. The pulses are in the tachometer unit 27 evaluated, preferably by the per-pulse mileage is increased by the length dimension of the wheel circumference. The result is stored and sent to an electronics unit 28 forwarded. The result can also be on one of the tachometer unit 27 associated with the display. The electronics unit 28 is preferably with a contactless signal generator 29 connected, which is a reading of the electronic unit 28 allows. Preferably, an RFID (Radio Frequency Identification) can be used for this purpose. In a further embodiment of the invention, the RFID is connected via a GPS interface to a GPS system.

Der Laufleistungszähler kann durch einen Akkumulator 33 gespeist von einer Instruktionsspule 34 betrieben werden und/oder durch eine langlebiger Pufferbatterie 30. Der Laufleistungszähler ist formschlüssig mit einem Radsatzlagergehäuse 38 des Radsatzes verbunden.The mileage counter can be powered by an accumulator 33 fed by an instruction coil 34 operated and / or by a long-lasting backup battery 30 , The running power meter is form-fitting with a wheelset bearing housing 38 connected to the wheelset.

Die magnetische Rotationsaufnehmerwelle 23 setzt kraftschlüssig in Höhe der Zentrierbohrung am Radsatz an. Der Signalgeber 39 auf der Rotationsaufnehmerwelle 23 induziert bei jeder Umdrehung der Radsatzwelle 20 bzw. der Aufnehmerwelle 23 ein Signal am Signalaufnehmer des Signalgebers 39. Über die Tachometereinheit 27 wird auf der Anzeige die Laufleistung um das Langenmaß des Radumfangs erhöht.The magnetic rotating shaft 23 frictionally engages in the amount of centering bore on the wheelset. The signal generator 39 on the rotary encoder shaft 23 induced at each revolution of the axle 20 or the pickup shaft 23 a signal at the signal sensor of the signal transmitter 39 , About the tachometer unit 27 On the display, the mileage is increased by the long dimension of the wheel circumference.

Durch Unterbrechung bzw. Änderung des Magnetfeldes zwischen der Aufnehmerwelle 23 und der Induktionsspule 34 wird eine Spannung in der Induktionsspule 34 induziert. Diese Induktionsspannung wird über die Elektronik-Einheit 28 zur Spannungsversorgung der Tachometereinheit 27 und des RFID (Radio Frequency Identification) 29 verwendet. Außerdem wird überschüssiger Induktionsstrom mit Hilfe des Akkumulators 33 gespeichert. Bei Stillstand des Radsatzes wird die Speicherung der verrichteten Laufleistung durch den Akkumulator 33 gewährleistet. Sollte der Akkumulator 33 z.B. durch äußere Einflüsse bedingt ausfallen, schaltet die Elektronik den Versorgungsstromkreis auf die Pufferbatterie 30 um. Über die GPS-Schnittstelle kann ein GPS-System angeschlossen werden. Die Elektronik-Einheit überträgt das Signal des Signalaufnehmers 26 an die Tachometereinheit 27, das aktive RFID und ein angeschlossenes GPS-System. Das RFID dient der Speicherung und Bereitstellung der Laufleistung und weiterer technischer Daten des Waggons welche am RFID ausgelesen oder mit Hilfe eines angeschlossenen GPS-System übertragen werden können.By interruption or change of the magnetic field between the pick-up shaft 23 and the induction coil 34 becomes a voltage in the induction coil 34 induced. This induction voltage is via the electronics unit 28 for power supply of the tachometer unit 27 and RFID (Radio Frequency Identification) 29 used. In addition, excess induction current with the help of the accumulator 33 saved. At standstill of the wheelset is the storage of the performed mileage by the accumulator 33 guaranteed. Should the accumulator 33 For example, due to external influences, the electronics switches the supply circuit to the backup battery 30 around. A GPS system can be connected via the GPS interface. The electronics unit transmits the signal from the signal pickup 26 to the tachometer unit 27 , the active RFID and a connected GPS system. The RFID serves to store and provide the mileage and other technical data of the wagon which can be read out at the RFID or transmitted with the aid of a connected GPS system.

Der erfindungsgemäße Laufleistungszähler wurde speziell für die exakte Ermittlung der Laufleistung von Eisenbahn-Güterwaggons entwickelt. Er kann ohne genehmigungspflichtige Umbauarbeiten, durch Anbringung des entsprechenden Radsatzlagerdeckels, an jedem Radsatztyp verwendet oder nachgerüstet werden.Of the Inventive mileage counter has been especially for the exact determination of the mileage of rail freight cars developed. He can without requiring modification work, by Attaching the appropriate axle box cover to each wheel set type used or retrofitted become.

11: Radsatzlagerdeckelwheel set bearing
22: Übertragungswelletransmission shaft
33: RotationsaufnehmerRotation sensor
44: SimmerringOil seal
55: Spiralefedernspiral springs
66: Wellenlagershaft bearing
77: PermanentmagnethülsePermanent magnet sleeve
88th: Instruktionsspuleinstruction coil
99: PufferbatterieBackup battery
1010: SignalgeberscheibeSignal transmitter disc
1111: Signalaufnehmersignal sensor
1212: TachometereinheitSpeedometer unit
1313: Anzeigedisplay
1414: Rollenlagerroller bearing
1515: Radsatzwelleaxle
1616: RatsatzlagergehäuseRatsatzlagergehäuse
1717: Abdeckungcover
1818: Aufnehmerpickup
1919: Kugellagerball-bearing
2020: Radsatzwelleaxle
2121: Abdeckungcover
2222: Lagerdeckelbearing cap
2323: RotationsaufnehmerwelleRotationsaufnehmerwelle
2424: Federscheibespring washer
2525: Wellenlagershaft bearing
2626: Lagergehäusebearing housing
2727: TachometereinheitSpeedometer unit
2828: Elektronikeinheitelectronics unit
2929: Kontaktloser Signalgebercontactless signaler
3030: PufferbatterieBackup battery
3131: Wellenlagershaft bearing
3232: SimmerringOil seal
3333: Akkumulatoraccumulator
3434: Instruktionsspuleinstruction coil
3535: Radsatzlagerdeckelwheel set bearing
3636: RotationswellenaufnahmeRotary shaft receiving
3737: Wellenendeshaft end
3838: Radsatzlagergehäuseaxle-box
3939: Signalgebersignaler

Claims

Track counter for wheelsets of rail vehicles with a rotation shaft mount ( 36 ), which frictionally with a Radsatzwelle ( 15 ; 20 ), a transmission wave ( 2 ; 23 ) with a rotary transducer ( 3 ; 37 ), which fits perfectly to the rotation shaft holder ( 36 ) is insertable, with means ( 5 ) through which the transmission wave ( 2 . 37 ) non-positively with the wheelset shaft ( 15 ; 20 ) is coupled to a signal generation unit ( 10 . 11 ; 39 ), which provides a pulse per revolution of the wheelset, a tachometer unit ( 12 ; 27 ) containing the pulses of the signal generation unit ( 10 . 11 ; 39 ) and a power supply unit ( 7 . 8th . 9 ; 30 . 33 . 34 ) for operation of the mileage counter.

Track counter according to claim 1, characterized in that the transmission shaft ( 2 ) in a wheelset bearing cover ( 1 ) on the one hand and a cover ( 17 ; 21 ) is stored on the other hand.

Travel counter according to one of the preceding claims, characterized in that the cover ( 17 ) as a warehouse for the funds ( 5 ), through which the transmission wave ( 2 . 37 ) non-positively with the wheelset shaft ( 15 ; 20 ) is coupled, serves, in particular a coil spring ( 5 ), which is used as a pressure spring mechanism for the transmission shaft ( 2 ) is trained.

Running counter according to one of the preceding claims 1 and 2, characterized in that the means ( 5 ) through which the transmission wave ( 2 . 37 ) non-positively with the wheelset shaft ( 15 ; 20 ) is coupled, designed as a magnet.

Running-power meter according to one of the preceding claims, characterized in that the signal-generating unit ( 10 . 11 ; 39 ) from a signaling disk ( 10 ) and a signal transducer ( 11 ), that the signaling disc ( 10 ) with the permanent magnet sleeve ( 7 ) and that each rotation of the wheelset from the signal generating unit ( 10 . 11 ; 39 ) a pulse is generated.

Travel counter according to claim 5, characterized in that the tachometer unit ( 12 ; 27 ) has an arithmetic unit which multiplies the incoming pulses by the length dimension of the wheel circumference, added to the existing mileage and in a by the power supply unit ( 7 . 8th . 9 ; 30 . 33 . 34 ) stores buffered volatile memory or a non-volatile memory.

Travel counter according to claim 6, characterized in that the tachometer unit ( 12 ; 27 ) an ad ( 13 ) indicating the stored mileage.

Travel counter according to claim 7, characterized in that the tachometer unit ( 12 ; 27 ) has a connection for an external data acquisition device for transmitting the stored data, preferably by means of RFID and / or GPS.

Wheelset bearing cover for a performance counter to one of the preceding claims.