DE102015109291B4

DE102015109291B4 - Verfahren zur automatischen Messung und Anzeige des Zuladegewichts eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015109291B4
Application number: DE102015109291.3A
Authority: DE
Inventors: Albert Hartmann
Original assignee: FRANZ KAMINSKI WAGGONBAU GmbH
Current assignee: FRANZ KAMINSKI WAGGONBAU GmbH
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2035-06-12
Also published as: DE102015109291A1

Abstract

Verfahren zur automatischen Messung und Anzeige des Zuladegewichts eines Schienenfahrzeugs mit einem Messsystem bestehend aus einem Dehnungsmessstreifen-Sensor mit einem Steuergerät mit einem Messverstärker, einer Auswerteelektronik und einer Anzeige, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – es wird mittels eines Bewegungsmelders detektiert (2), ob das Schienenfahrzeug für eine Beladung anhält, – wird Stillstand detektiert, wird das Messsystem aktiviert und es wird von dem Messsystem geprüft (3), ob bereits eine Zuladung vorhanden ist, – wenn das Messsystem bei Stillstand des Schienenfahrzeugs eine Zuladung detektiert, erfolgt keine Kalibrierung des Messsystems, – wenn das Messsystem keine Zuladung detektiert, wird das Messsystem kalibriert (4) und der Wert des Zuladegewichts auf Null gesetzt, – das kalibrierte Messsystem prüft (7), ob eine Zuladung erfolgt, – wenn eine Zuladung erfolgt, wird das Steuergerät aktiviert (10), die Beladung überwacht (10, 11) und ein Ladegewicht kontinuierlich oder in einem vorgegebenen Zeitraster gespeichert, – wenn die zulässige Zuladung erreicht ist, wird dies durch die Anzeige signalisiert (10), – das Gewicht der Zuladung wird im Messsystem gespeichert (11).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Messung und Anzeige des Zuladegewichts eines Schienenfahrzeugs.
Beim Betrieb schienengebundener Güterfahrzeuge ist es erforderlich, die zulässige Beladung sowie eine ausgeglichene Beladung einzuhalten, um bei Zweiachsern beide Achsen beziehungsweise bei Mehrachsern beide Drehgestelle gleichermaßen zu belasten. Aus DE 10 2012 013 110 A1 ist eine Vorrichtung zur Messung und Anzeige des Zuladegewichts eines Schienenfahrzeugs mit Messsensoren beschrieben. Die Vorrichtung zur Messung des Zuladegewichts besteht aus Dehnungsmessstreifen-Sensoren, die mittels Biegebalken mittig auf den Längsträgern der Drehgestelle zwischen den Achsen angeordnet. Jeder Dehnungsmessstreifen-Sensor ist mit einem Steuergerät verbunden. Das Steuergerät besteht aus mindestens einem Messverstärker, einer Auswerteelektronik, einer Anzeige und einem Funkmodul. Dieses System wird durch Tastendruck an einer der vier Messstationen, die an den Drehgestellen montiert sind, aktiviert und anschließend kalibriert.
DE 10 2014 004 113 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Lastzustandes eines Eisenbahnwagens. Mittels einer Sensoreinheit wird die elastische Durchbiegung jedes Rahmens der Drehgestelle oder Achsaufhängungen des Eisenbahnwagens gemessen und anhand der gemessenen Durchbiegungswerte der Lastzustand des Eisenbahnwagens berechnet wird. Das System zur Erfassung der Beladung wird mittels einer Bedieneinheit eingeschaltet.
DE 20 2012 103 938 U1 beschreibt eine Wiegevorrichtung zur Ermittlung der Zuladungsmasse eines Fahrzeuges. Es sind Dehnungsmessstreifen am Fahrzeug vorhanden, die mit einer zentralen Steuereinheit verbunden sind. Die Steuereinheit dient zur Ermittlung der Zuladungsmassen. Mit dieser Lösung wird ein Überladungsschutz des Fahrzeuges an jedem beliebigen Ort ermöglicht, selbst während der Fahrt.
AT 506 832 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Ermittlung des Ladezustandes von Fahrzeugen, die mittels Laserdistanzmessung den Abstand zwischen Fahrzeugaufbau und Radachse ermittelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Messung und Anzeige des Zuladegewichts eines Schienenfahrzeugs anzugeben, dass sich bei Beladung automatisch einschaltet und kalibriert.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Aufgrund der Gleisgeometrie und anderer Einflüsse am Zielort muss das Messsystem des Wagens vor dem Beladen auf Null gesetzt (kalibriert) werden. Als Messsystem kann ein Dehnungsmessstreifen-Sensor mit einem Steuergerät mit einem Messverstärker, einer Auswerteelektronik und einer Anzeige verwendet werden, wie er in DE 10 2012 013 110 A1 beschrieben ist. Dazu ist der Wagen mit einem System versehen das erkennt, ob der Wagen fährt oder steht. Dies kann zum Beispiel mit Hilfe eines Bewegungsmelders erfolgen, der nach unten in den Gleiskörper gerichtet ist. Der Bewegungsmelder meldet einem Steuergerät, wenn sich der Wagen bewegt. Jedes Mal wenn der Wagen anhält wird überprüft, ob der Wagen leer ist, das heißt Ladungsgewicht ist kleiner 10% des Nennladegewichts. Da das Fahrzeug hierbei nicht kalibriert ist, ist der gemessene Wert nicht korrekt, reicht aber für die Erkennung leer/beladen aus. Wird nach dem Halt der Ladezustand „leer” detektiert, so wird das Messsystem kurzzeitig aktiviert, kalibriert und auf Null gesetzt. Die Anzeige bestehend z. B. aus einer Lichtanzeige, wird hierbei nicht eingeschaltet. Danach schaltet sich das System wieder aus. In kurzen Abständen, z. B. alle 1–2 Minuten, aktiviert sich das System nun selbständig kurzzeitig wieder. Wird dabei eine Zuladung erfasst, das heißt Ladegewicht nicht mehr Null, so geht das System davon aus, dass der Wagen beladen wird und aktiviert das gesamte Messsystem inklusive der Anzeige. Der Beladevorgang kann nunmehr vom Kranführer überwacht werden. Das System speichert nun kontinuierlich oder in einem vorgegebenen Zeitraster das Ladegewicht. Die Prüfung, ob eine Beladung durchgeführt wird, erfolgt so lange, bis sich der Wagen wieder bewegt. Damit wird sichergestellt, dass die Beladungserfassung auch dann automatisch aktiviert wird, wenn der Wagen vor der Beladung zum Beispiel über Nacht steht. Alternativ wird das Messsystem nach einem längeren Zeitintervall, z. B. 30 Minuten, in einen Stand-by Modus versetzt, bei dem z. B. die Anzeige ausgeschaltet wird.
An einigen Ladestellen kann es erforderlich sein, dass der Zug während der Beladung mehrfach versetzt wird, z. B. wenn der im Ladebereich kürzer ist, als der gesamte Zug. Möglicherweise wird hierbei auch ein einzelner Wagen zunächst nicht komplett beladen. Daher wird bei kurzen Fahrstrecken, z. B. Zugbewegung im Minutenbereich, das zuletzt erreichte Ladegewicht gespeichert und nach dem Halt mit diesem Wert weitergearbeitet. Sobald neue Zuladung erfasst wird, z. B. Veränderung des Ist-Werts, wird das gesamte Messsystem wieder aktiviert. Wagen, die vor dem Versetzen leer sind, werden nach dem erneuten Anhalten wieder auf null zurückgesetzt. Fährt der Zug dann längere Zeit, z. B. mehr als 10 Minuten, wird davon ausgegangen, dass der gesamte Ladevorgang abgeschlossen ist. Hält der Zug unterwegs an, so wird überprüft, ob sich bereits Ladung auf dem Wagen befindet. Wenn sich bereits Ladung auf dem Wagen befindet wird dies vom System dann als Zwischenhalt eingeordnet. Es erfolgt dann keine Nullsetzung. Das gesamte Messsystem wird in diesem Falle nicht aktiviert. Eine Kalibrierung des Systems ist hierbei nicht erforderlich, da für die Prüfung „leer/geladen” das Ladegewicht nicht genau ermittelt werden muss.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Beladevorgang die zulässige Streckenlast bei einem Portal abgefragt und für die Zuladung von dem System berücksichtigt. Nach Abschluss der Beladung wird das Ladegewicht an das Portal gesendet. Für die Kommunikation mit dem Portal kann z. B. ein System, wie es in DE 10 2006 005 597 A1 beschrieben ist, verwendet werden.
Ergänzend könnte die Überwachung der Beladung auch bei einem als beladen erkannten Wagen während des Stillstands aktiv bleiben. Damit wäre es möglich zu erkennen, wenn Ladung, z. B. durch Diebstahl, entfernt wird. In Verbindung mit einer Telematik Zentraleinheit, wie sie in DE 10 2006 005 597 A1 beschrieben ist, ist es möglich, in diesem Fall eine Alarmmeldung abzusetzen. Wird für die Auswertung der Daten aus der Telematik Zentraleinheit ein Internetportal verwendet, so könnte diese so programmiert werden, dass am offiziellen Endlageort die Alarmmeldung nicht weitergeleitet wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Figur ein Flussdiagramm
Die Figur zeigt den Ablaufplan einer Beladung eines Schienenfahrzeugs an einer Ladestelle. Der Wagen fährt 1 zur Beladungsstelle. Bei der Beladungsstelle angekommen hält der Wagen an 2. Dies wird durch geeignet Mittel detektiert, wie z. B. von einem Bewegungsmelder. Sobald der Bewegungsmelder den Stillstand des Wagens detektiert hat, wird das Messsystem aktiviert. Ein Entscheider 3 des Messsystems prüft, ob eine Zuladung von z. B. 10% oder mehr bereits auf dem Wagen vorhanden ist. Wird vom Messsystem keine Zuladung detektiert, wird das Messsystem kalibriert 4, das heißt, dass das Zuladegewicht auf „0” gesetzt wird. Ergänzend kann eine für die geplante Transportstrecke zulässige Streckenlast mit in die Berechnung des zulässigen Ladungsgewichts des Schienenfahrzeugs voreingestellt werden. Die Streckenlast kann zum Beispiel auf „D” gesetzt werden. Da es Streckenabschnitte gibt, die unterschiedliche Achslasten zulassen, wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Streckenlast durch eine Operation 5 für die zulässige Streckenlast bei einem Portal abgefragt. Die für die geplante Strecke maßgebliche Streckenlast 8 wird vom Portal empfangen und in dem Messsystem wird die zulässige Streckenlast 9 angeglichen. In einer Schleife 6, 7 wird nach Kalibrierung des Messsystems regelmäßig, zum Beispiel alle 60 Sekunden, das Messsystem aktiviert und geprüft, ob einen Zuladung erfolgt ist. Als Kriterium für eine Zuladung kann eine Gewichtsveränderung von zum Beispiel ≥ 5% dienen. Wird ein Ladevorgang detektiert, findet eine Beladungsüberwachung 10 statt. Dabei wird das gesamte Messsystem inklusive Beladungsanzeige aktiviert. Die Beladungsüberwachung 10 kann bei einer Portalverknüpfung 5, 8, 9 die Streckenlast der geplanten Route mit in die Beladungsberechnung einfließen lassen. Das Messsystem speichert in zeitlichen Abständen das aktuelle Ladegewicht 11. In einer Prüfung 12 wird überwacht, ob der Wagen fährt. Ist dies nicht der Fall, wird das Messsystem nach einer längeren Zeit, zum Beispiel 30 Minuten deaktiviert 14 und in einer Ausgestaltung des Systems mit Portalanbindung wird das zuletzt gespeicherte Gewicht an das Portal gesendet 19.
Detektiert die Prüfung 12, dass der Wagen fährt, wird das Messsystem deaktiviert 13. In einem weiteren Entscheider 15 wird geprüft, ob der Wagen nach einer vorgegebenen Zeit anhält, wie es bei dem Versetzen der Wagen im Ladebereich vorkommen kann. Ist dies nicht der Fall, bleibt das Messsystem deaktiviert, und gegebenenfalls das zuletzt gespeicherte Gewicht an das Portal gesendet 19. Detektiert die Prüfung 12, dass der Wagen hält, wird das Messsystem aktiviert, der zuletzt gespeicherte Wert des Gewichts verwendet und gegebenenfalls die Beladung fortsetzt 16. Das Messsystems wird regelmäßig, zum Beispiel alle 60 Sekunden, aktiviert 17 und prüft 18, ob einen Zuladung erfolgt ist. Ist dies der Fall, findet die Beladungsüberwachung 10 statt und der Prüfzyklus startet erneut.
Stellt die Prüfung 18 fest, dass das Ladegewicht nicht größer wird, wird geprüft 20, ob der Wagen fährt. Fährt der Wagen nicht, wird das Messsystem regelmäßig, zum Beispiel alle 60 Sekunden, aktiviert 17. Und der Zyklus beginnt erneut. Fährt der Wagen, ist der Beladungsvorgang abgeschlossen und das Gewicht gespeichert und gegebenenfalls das zuletzt gespeicherte Gewicht an das Portal gesendet 19.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die automatische Gewichtskontrolle als Diebstahlüberwachungseinrichtung verwendet werden. Dazu werden die Schritte im linken Teil der Figur verwendet. Der Entscheider 3 des Messsystems prüft, ob eine Zuladung von z. B. 10% oder mehr bereits auf dem Wagen vorhanden ist. Falls dies der Fall ist, wird das Messsystem regelmäßig, zum Beispiel alle 60 Sekunden, aktiviert 21 und prüft, ob einen Zuladung kleiner wird. Diese Schleife 21, 22 wird in regelmäßigen Abständen durchlaufen, solange keine negativer Gewichtsveränderung detektiert wird. Falls eine negativer Gewichtsveränderung detektiert, kann von der Messeinrichtung der Vorgang mit Zeitpunkt und gegebenenfalls GPS-Koordinaten protokoliert werden und, sofern einen Internetverbindung zu dem Portal vorhanden ist, die Daten an das Portal übermittelt werden 23. In einem Entscheider 24 wird geprüft, ob der Wagen in einer Entladezone ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird ein potentieller Ladungsdiebstahl protokolliert 26 und an ein vorhandenes Portal gemeldet. Falls sich der Wagen in einer Entladezone befindet 25, wird die Entladezeit protokolliert und gegebenenfalls an das Portal gesendet.

Claims

Verfahren zur automatischen Messung und Anzeige des Zuladegewichts eines Schienenfahrzeugs mit einem Messsystem bestehend aus einem Dehnungsmessstreifen-Sensor mit einem Steuergerät mit einem Messverstärker, einer Auswerteelektronik und einer Anzeige, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – es wird mittels eines Bewegungsmelders detektiert (2), ob das Schienenfahrzeug für eine Beladung anhält, – wird Stillstand detektiert, wird das Messsystem aktiviert und es wird von dem Messsystem geprüft (3), ob bereits eine Zuladung vorhanden ist, – wenn das Messsystem bei Stillstand des Schienenfahrzeugs eine Zuladung detektiert, erfolgt keine Kalibrierung des Messsystems, – wenn das Messsystem keine Zuladung detektiert, wird das Messsystem kalibriert (4) und der Wert des Zuladegewichts auf Null gesetzt, – das kalibrierte Messsystem prüft (7), ob eine Zuladung erfolgt, – wenn eine Zuladung erfolgt, wird das Steuergerät aktiviert (10), die Beladung überwacht (10, 11) und ein Ladegewicht kontinuierlich oder in einem vorgegebenen Zeitraster gespeichert, – wenn die zulässige Zuladung erreicht ist, wird dies durch die Anzeige signalisiert (10), – das Gewicht der Zuladung wird im Messsystem gespeichert (11).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem mit einem externen Portal verbunden ist (5), dass das Messsystem vom externen Portal eine zulässige Streckenlast abfragt (5, 8) und dass die Streckenlast in die Berechnung für die zulässige Zuladung einfließt (9–11).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Wiederanfahren und einem nach einem kurzen Zeitraum erfolgten erneutem Stopp (15) des Schienenfahrzeugs geprüft wird, ob eine zusätzliche Zuladung des Schienenfahrzeugs erfolgt (16–18), dass im Falle einer zusätzlichen Zuladung der Wert des vor dem Stopp gespeicherten Gewichts als Ausgangswert genommen wird (16), und dass der Wert des zuletzt gespeicherten Gewichts an das externe Portal gesendet wird (19), sobald die zulässige Zuladung erreicht ist (10–12, 19) oder das Schienenfahrzeug über einen längeren Zeitraum fährt (20).
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach abgeschlossener Beladung (3) das Messsystem in regelmäßigen Abständen kurz aktiviert wird (21), dass das Messsystem prüft, ob der Wert des Gewichts der Zuladung kleiner als der gespeicherte Wert ist (22), dass das Messsystem das externe Portal informiert (23), wenn der Wert kleiner ist und dass das Messsystem oder das externe Portal entscheidet, ob es sich um einen potentielles Ladungsdiebstahl während der Fahrt zu einer Entladestation handelt (26) oder ob die Ladung am Bestimmungsort entladen wird (25).