DE102018131949A1 - Verfahren und Sensorvorrichtung zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug - Google Patents

Verfahren und Sensorvorrichtung zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug mittels mindestens einer Sensorvorrichtung, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass mittels mindestens eines Schallsensors mindestens ein Schallsignal, insbesondere ein Körperschallsignal, erfasst wird, dass mindestens ein erfasstes Schallsignal mittels mindestens einer Auswerteeinrichtung auf das Vorhandensein von charakteristischen Signalmustern hin untersucht wird und dass aus den erfassten charakteristischen Signalmustern auf Beschädigungen und/oder Verschleißerscheinungen an den Schienenfahrzeugen geschlossen wird.Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug mit mindestens einem Sensorelement, wobei dem Sensorelement mindestens eine Auswerteeinrichtung zugeordnet ist, bei der erfindungswesentlich vorgesehen ist, dass mindestens ein Sensorelement durch ein Klebematerial mit dem mindestens einem zu überwachenden Bauteil verbunden ist, dass das Klebematerial inkompressible Festkörper enthält und dass mindestens ein inkompressibler Festkörper zwischen dem zu überwachenden Bauteil und dem Sensorelement angeordnet ist und Kontakt zu dem Sensorelement und zu dem zu überwachenden Bauteil aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug mittels mindestens einer Sensorvorrichtung. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug mit mindestens einem Sensorelement, zur Erfassung mindestens eines Signals und mit mindestens einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der erfassten Signale.
  • Bei dem Betrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Eisenbahnen, Straßenbahnen oder Ähnlichen kann es zu Beschädigungen, beispielsweise der Radreifen, dem Wagenrahmen oder ähnlicher Bauteile durch die hohen Belastungen beim Fahrbetrieb kommen. Diese Beschädigungen sind mitunter nur sehr schwer zu erkennen. Beispielsweise können in regelmäßigen Abständen manuelle bzw. visuelle Inspektionen der Schienenfahrzeuge durchgeführt werden, wobei allerdings verdeckte oder kleine Beschädigungen, insbesondere sogenannte Mikrorisse, unentdeckt bleiben können. Mikrorisse können beispielsweise aufgrund von hohen Belastungen oder auch durch Verschleißerscheinungen auftreten. Zum Auffinden von Mikrorissen können Untersuchungen mittels Röntgenstrahlung durchgeführt werden, wobei diese allerdings sehr zeitaufwendig und kostenintensiv sind. Nicht erkannte Beschädigungen können zu schweren Unfällen, beispielsweise durch das Entgleisen eines Wagens führen. Eine permanente Überwachung des Zustandes des Schienenfahrzeuges, insbesondere während des Fahrtbetriebes, ist durch eine visuelle Inspektion oder die Inspektion in einer Instandsetzungseinrichtung nicht möglich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit dem eine permanente Überwachung des Zustandes eines Schienenfahrzeuges möglich ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einer Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bei einem Verfahren zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug mittels mindestens einer Sensorvorrichtung, ist erfindungswesentlich vorgesehen, dass mittels mindestens eines Schallsensors mindestens ein Schallsignal, insbesondere ein Körperschallsignal, erfasst wird, dass mindestens ein erfasstes Schallsignal mittels mindestens einer Auswerteeinrichtung auf das Vorhandensein von charakteristischen Signalmustern hin untersucht wird und dass aus den erfassten charakteristischen Signalmustern auf Beschädigungen und/oder Verschleißerscheinungen an den Schienenfahrzeugen geschlossen wird. Zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug können Sensorvorrichtungen eingesetzt werden. Insbesondere können die Sensorvorrichtungen Sensorelemente wie Schallsensoren, insbesondere Körperschallsensoren, aufweisen, mit denen sich auf dem zu überwachenden Bauteil des Schienenfahrzeuges ausbreitende Schwingungen in Form von Schallsignalen, insbesondere von Körperschallsignalen, erfasst werden können. Durch Beschädigungen, beispielsweise aufgrund von Rissen in den Radreifen oder dem Wagenrahmen, können Körperschallsignale erzeugt werden, die mittels der Sensorvorrichtung erfasst werden können. Insbesondere werden die erfassten Schallsignale auf das Vorhandensein von charakteristischen Signalmustern hin untersucht. Beispielsweise können durch verschiedene Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug, beispielsweise an einem Bauteil eines Schienenfahrzeuges, verschiedene charakteristische Körperschallsignalmuster hervorgerufen werden. Die charakteristischen Signalmuster können beispielsweise in einer Auswerteeinrichtung, die der Sensorvorrichtung zugeordnet ist, hinterlegt sein. Somit kann bei Erfassen charakteristischer Signalmuster auf die Beschädigung des überwachten Schienenfahrzeuges geschlossen werden. Weiterhin ist es möglich, dass Veränderungen der im normalen Fahrbetrieb auftretenden Körperschallsignale erfasst werden. Veränderungen der im normalen Fahrbetrieb auftretenden Körperschallsignale können auf Beschädigungen oder fortschreitende Verschleißprozesse des Schienenfahrzeuges hinweisen. Schäden an dem Schienenfahrzeug können mittels der Sensorvorrichtung umgehend nach Auftreten erfasst werden, so dass beispielsweise der Zugführer informiert werden kann, um die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zu reduzieren. Hierzu kann beispielsweise ein Informationssignal ausgegeben werden. Weiterhin kann ein Informationssignal ausgegeben werden, dass ein Schienenfahrzeug beispielsweise einer Instandsetzungseinrichtung zugeführt werden muss. Durch den Einsatz verschiedener, über das Schienenfahrzeug verteilter Sensorvorrichtungen kann eine Lokalisation des auftretenden Schadens ermöglicht sein. Schwingungen aufgrund von Mikrorissen an starren Strukturen, wie beispielsweise an einem Güterwagen, heben sich nur in den hochfrequenten Körperschallsignalanteilen von denen durch den normalen Fahrbetrieb verursachten Schwingungen ab. Für die Übertragung dieser charakteristischen hohen Frequenzen ist eine ausreichend starre Kopplung der Sensorvorrichtung, insbesondere des Sensorelementes, an das zu überwachende Bauteil notwendig. Diese Kopplung kann beispielsweise durch eine Klebeverbindung ausgebildet sein.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens wird bei Erfassung eines charakteristischen Signalmusters ein Informationssignal an mindestens eine Steuereinheit geleitet. Die Sensorvorrichtung zur Erfassung von Beschädigungen durch charakteristische Körperschallsignalmuster kann eine signalleitende Verbindung zu einer zentralen Steuereinheit aufweisen. Bei Erfassung eines charakteristischen Signalmusters, das beispielsweise auf eine Beschädigung des Schienenfahrzeugs hindeutet, kann ein Informationssignal an eine zentrale Steuereinheit gesendet werden, wodurch beispielsweise der Fahrzeugführer über die Beschädigung informiert werden kann.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung werden erfasste Schallsignal in einem Datenspeicher zur späteren Auswertung gespeichert. Insbesondere zur Langzeitüberwachung eines Schienenfahrzeuges, beispielsweise zur Überwachung eines Verschleißzustandes des Schienenfahrzeuges, können die erfassten Körperschallsignale, insbesondere die Körperschallsignalmuster, in einem Datenspeicher, beispielsweise einer Auswerteeinrichtung, hinterlegt werden. In regelmäßigen Abständen, beispielsweise während einer vorgeschriebenen Wartung nach einem Wartungsintervall, kann der Datenspeicher ausgelesen werden und gegebenenfalls der zeitliche Verlauf der Veränderungen der erfassten Körperschallsignale untersucht werden. Aus dem zeitlichen Verlauf der Veränderungen der Körperschallsignale kann beispielsweise auf den Verschleißzustand des Schienenfahrzeuges geschlossen werden.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sensorvorrichtung zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug mit mindestens einem Sensorelement, zur Erfassung mindestens eines Signals, wobei dem Sensorelement mindestens eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung des erfassten Signals zugeordnet ist, bei der erfindungswesentlich vorgesehen ist, dass es sich bei mindestens einem Sensorelement um einen Schallsensor, insbesondere um einen Körperschallsensor, handelt, dass mindestens ein Sensorelement mindestens eine schallsignalleitende Verbindung zu mindestens einem zu überwachenden Bauteil des Schienenfahrzeuges aufweist, dass mindestens ein Sensorelement durch ein Klebematerial mit dem mindestens einem zu überwachenden Bauteil verbunden ist, dass das Klebematerial inkompressible Festkörper enthält und dass mindestens ein inkompressibler Festkörper zur Unterstützung der schallleitenden Verbindung zwischen dem zu überwachenden Bauteil und dem Sensorelement angeordnet ist und Kontakt zu dem Sensorelement und zu dem zu überwachenden Bauteil aufweist. Zur Erfassung einer Beschädigung an einem Schienenfahrzeug kann eine Sensorvorrichtung mit mindestens einem Sensorelement eingesetzt werden. Bei dem Sensorelement handelt es sich um einen Schallsensor, insbesondere um einen Körperschallsensor, der körperschallsignalleitend mit dem zu überwachenden Bauteil, beispielsweise einem Wagenrahmen des Schienenfahrzeuges, verbunden ist. Durch den Körperschallsensor können sich auf dem Schienenfahrzeug, insbesondere auf dem zu überwachenden Bauteil, ausbreitende Schwingungen erfasst werden. Bei der Auswertung der erfassten Körperschallsignale, beispielsweise mittels einer Auswerteeinrichtung, können die Körperschallsignale auf charakteristische Signalmuster hin untersucht werden. Beispielsweise können charakteristische Signalmuster von Beschädigungen, fortschreitenden Verschleißerscheinungen oder ähnlichen Ereignissen in der Auswerteeinrichtung hinterlegt sein, so dass durch einen Vergleich der hinterlegten Signalmuster mit den erfassten Signalmustern ein Hinweis auf den vorliegenden Zustand des Schienenfahrzeuges gegeben werden kann. Durch den Fahrbetrieb des Schienenfahrzeuges werden eine Vielzahl von sich auf dem Schienenfahrzeug ausbreitenden Schwingungen hervorgerufen. Signalmuster, die auf Beschädigungen oder ähnliche Ereignisse, beispielsweise auf die Entstehung von Mikrorissen in einem zu überwachenden Bauteil, zurückgehen, unterscheiden sich von den Schwingungen die durch den normalen Fahrbetrieb hervorgerufen werden meist nur in ihren hochfrequenten Signalanteilen. Um eine Übertragung der hochfrequenten Signalanteile von dem zu überwachenden Bauteil auf das Sensorelement sicherzustellen, ist eine ausreichend starre Kopplung des Sensorelementes an das zu überwachende Bauteil notwendig. Die Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil wird durch eine Klebeverbindung sichergestellt. Die Klebeverbindung wird durch ein Klebematerial ausgebildet, wobei das Klebematerial inkompressible Festkörper enthält. Die inkompressiblen Festkörper sind aus einem festen unelastischen Material, beispielsweise aus Glas, Keramik, Kunststoff, Metall oder einem ähnlichen Werkstoff gefertigt. Die Festkörper sind in dem Klebematerialvolumen verteilt, so dass bei Herstellung einer Klebeverbindung durch Aufbringen des Klebematerials zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil zumindest ein Anteil der Gesamtanzahl der Festkörper zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil angeordnet sind. Insbesondere stehen die Festkörper in dem Klebematerial, die zwischen dem zu überwachenden Bauteil und dem Sensorelement angeordnet sind, jeweils in Kontakt zu dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil. Durch die Festkörper in dem Klebematerial ist somit eine starre, unelastische, mechanische Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil ausgebildet, so dass auch hochfrequente Signalanteile von dem Bauteil über die Festkörper in der Klebeverbindung auf das Sensorelement übertragen werden können, ohne dass die Signalanteile durch die Verbindung zu stark gedämpft werden. Insbesondere kann das Volumenverhältnis zwischen Klebematerial und Festkörpern so gewählt sein, dass das Klebematerialvolumen minimiert ist, aber die Materialmenge des Klebematerials zur Ausbildung einer stabilen Klebeverbindung ausreichend ist. Hierdurch sind eventuelle dämpfende Eigenschaften des Klebematerials weiter reduziert. Durch die direkte Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil können somit auch auf Mikrorisse zurückgehende Frequenzanteile erfasst und ausgewertet werden.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die inkompressiblen Festkörper jeweils eine sphärische Form auf. Die Festkörper, die in dem Klebematerial angeordnet sind, können jeweils eine sphärische, also kugelrunde Form, aufweisen. Durch die sphärische Form der Festkörper ist die genaue Ausrichtung der Festkörper in dem Klebematerial unerheblich, so dass unabhängig von der Ausrichtung der Festkörper ein Kontakt eines Festkörpers zu dem Sensorelement sowie zu dem zu überwachenden Bauteil hergestellt werden kann. Somit ist eine auch hochfrequente Signalanteile übertragende mechanische Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil durch die sphärischen Festkörper gegeben.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist zumindest ein Anteil der Menge an inkompressiblen Festkörper in dem Klebematerial die gleichen Abmessungen, insbesondere die gleichen Durchmesser, auf. Dadurch, dass die Festkörper in dem Klebematerial die gleichen Abmessungen, im Falle von sphärischen Festkörpern die gleichen Durchmesser, aufweisen, ist sichergestellt, dass mehrere, vorzugsweise alle, Festkörper die zwischen dem Sensorelement und dem Bauteil angeordnet sind, jeweils Kontakt zu dem Sensorelement und dem Bauteil aufweisen. Hierdurch ist eine direkte mechanische Übertragung der Schwingungen von dem Bauteil auf das Sensorelement sichergestellt.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Festkörper homogen in dem Klebematerial der Klebeverbindung verteilt. Die Festkörper sind in dem Klebematerialvolumen, das zur Herstellung der Klebeverbindung zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil verwendet wird, im Wesentlichen homogen verteilt. Somit ist sichergestellt, dass bei Herstellung einer Klebeverbindung eine ausreichende Anzahl an Festkörpern zwischen den beiden zu verbindenden Bauteilen angeordnet ist, sodass eine direkte, auch hochfrequente Signalanteile übertragende, Verbindung des Sensorelementes und des zu überwachenden Bauteils ermöglicht ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung entspricht die Dicke der Klebeschicht des Klebematerials dem Durchmesser der Festkörper. Dadurch, dass die Dicke der Klebeschicht des Klebematerials zur Ausbildung einer Klebeverbindung zwischen einem Sensorelement und einem zu überwachenden Bauteil dem Durchmesser der in dem Klebematerial angeordneten Körper entspricht, ist sichergestellt, dass sowohl eine ausreichend große Klebewirkung des Klebematerials zur Herstellung der Klebeverbindung, als auch eine gute Schwingungsübertragung durch die Festkörper gegeben ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sensorvorrichtung mindestens eine Haltevorrichtung, insbesondere eine Halteklammer, auf, die Halteklammer weist mindestens eine feste Verbindung mit dem zu überwachenden Bauteil auf und die Sensorvorrichtung ist durch die Halteklammer auf das zu überwachende Bauteil gepresst. Bei der Halteklammer kann es sich beispielsweise um eine Stahlfeder oder Ähnliches handeln, die eine feste Verbindung zu dem zu überwachenden Bauteil aufweist. Beispielsweise kann eine Halteklammer an mehreren Verbindungspunkten mit dem zu überwachenden Bauteil verbunden sein. Eine Verbindung zwischen der Halteklammer und dem zu überwachenden Bauteil kann hierbei beispielsweise über Klebeverbindungen, Schweißverbindungen, Schraubverbindungen oder Ähnliche erfolgen. Das Sensorelement ist vorzugsweise zwischen den Verbindungspunkten der Halteklammer angeordnet. Die Halteklammer kann beispielsweise Federarme aufweisen, die mit einem Anpressbereich verbunden sind. Im nicht belasteten Zustand ist der Anpressbereich im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des zu überwachenden Bauteils angeordnet und der Anpressbereich weist einen Abstand zur Oberfläche des zu überwachenden Bauteils auf, der kleiner ist als die Dicke des Sensorelementes. Das Sensorelement wird zur Montage unterhalb des Antragsbereiches angeordnet, wobei durch die elastischen Federarme der Halteklammer ein Anpressdruck auf das Sensorelement ausgeübt wird. Durch die Halteklammer ist eine Verstärkung der direkten mechanischen Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil durch die wirkende Anpresskraft gegeben.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Sensorvorrichtung mindestens eine datenleitende Verbindung zu mindestens einer Auswerteeinrichtung auf und der Auswerteeinrichtung ist mindestens eine Datenspeichereinrichtung zugeordnet. Der Auswerteeinrichtung ist eine Datenspeichereinrichtung zum Abspeichern der von der Sensorvorrichtung erfassten Schallsignale bzw. deren Signalmuster zugeordnet. Des Weiteren können auch nur Signalmuster besonderer Ereignisse, beispielsweise beim Auftreten von Signalmustern, die einer Beschädigung zugeordnet werden, in der Datenspeichereinrichtung abgespeichert werden. Auf die in der Datenspeichereinrichtung hinterlegten Daten kann beispielsweise während Wartungsarbeiten zugegriffen werden und die Daten können zur Bewertung des Zustandes des Schienenfahrzeuges herangezogen werden.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung. Ein Schienenfahrzeug kann eine Sensorvorrichtung mit mindestens einem Sensorelement, insbesondere mit einem Körperschallsensor aufweisen, wobei der Körperschallsensor in direktem mechanischen Kontakt mit einem zu überwachenden Bauteil steht. Hierbei ist der Körperschallsensor mittels einer Klebeverbindung auf das zu überwachende Bauteil aufgeklebt. Das Klebematerial, dass zur Herstellung der Klebeverbindung genutzt wird, weist inkompressible Festkörper auf. Die Festkörper sind bei einer ausgebildeten Klebeverbindung zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil angeordnet und weisen jeweils einen mechanischen Kontakt zu dem zu überwachenden Bauteil und dem Sensorelement auf. Durch die inkompressiblen, starren und somit unelastischen Festkörper ist eine Übertragung auch hochfrequenter Schwingungsanteile von dem zu überwachenden Bauteil auf das Sensorelement ermöglicht. Auf dem zu überwachenden Bauteil ist eine Halteklammer angeordnet, die an mehreren Verbindungspunkten eine Verbindung zu dem zu überwachenden Bauteil aufweist. Die Halteklammer weist Federarme auf, die mit einem Anpressbereich verbunden sind. Im nicht belasteten Zustand ist der Anpressbereich im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des zu überwachenden Bauteils angeordnet und der Abstand des Anpressbereiches zur Oberfläche des zu überwachenden Bauteils ist geringer als die Dicke des Sensorelementes. Das Sensorelement wird unter dem Anpressbereich angeordnet und somit durch die Federwirkung der Halteklammer auf das zu überwachende Bauteil gepresst. Durch die Klebeverbindung und die Halteklammer ist eine starre Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem zu überwachenden Bauteil gegeben, durch die auch hochfrequente Signalanteile übertragen werden können.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Die schematischen Darstellungen zeigen in:
    • 1: ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung;
    • 2: ein mittels einer Klebeverbindung mit einem zu überwachenden Bauteil verbundenes Sensorelement; und
    • 3: ein mittels einer Klebeverbindung und einer Halteklammer mit einem zu überwachenden Bauteil verbundenes Sensorelement.
  • In 1 ist ein Schienenfahrzeug 1 mit einer Sensorvorrichtung 2 auf einer Schiene 3 dargestellt. Die Sensorvorrichtung 2 weist Sensorelemente 7 auf, die auf das zu überwachende Bauteil 4, insbesondere den Wagenrahmen, des Schienenfahrzeuges 1 aufgeklebt sind. Bei den Sensorelementen 7 handelt es sich insbesondere um Körperschallsensoren, durch die sich auf dem Wagenrahmen 4 ausbreitende Schwingungen erfasst werden können. Zur Auswertung der erfassten Körperschallsignale weisen die Sensorelemente 7 jeweils eine datenleitende Verbindung zu einer Auswerteeinrichtung 5 auf. Die datenleitenden Verbindungen können beispielsweise durch Funkübertragungen oder kabelgebundene Leitungen ausgebildet sein. Durch die Erfassung von sich auf dem Schienenfahrzeug 1, insbesondere auf dem Wagenrahmen 4, ausbreitenden Schwingungen kann auf den Zustand des Schienenfahrzeuges 1, insbesondere auf Beschädigungen oder Verschleißerscheinungen, geschlossen werden. Körperschallsignalmuster, die auf Beschädigungen oder Verschleißerscheinungen zurückgehen, unterscheiden sich zumeist nur durch hochfrequente Signalanteile von den Schwingungen, die beim normalen Fahrbetrieb des Schienenfahrzeuges 1 hervorgerufen werden. Zur Übertragung der hochfrequenten Signalanteile von dem zu überwachenden Bauteil 4 auf die Sensorelemente 7 ist eine starre Anbindung der Sensorelemente 7 an das zu überwachende Bauteil 4 notwendig. Eine direkte mechanische Anbindung der Sensorelemente 7 an das zu überwachende Bauteil 4 kann mit einer Klebeverbindung sichergestellt sein.
  • In 2 ist eine Klebeschicht 6 zur Ausbildung einer Klebeverbindung zwischen einem Sensorelement 7, insbesondere einen Körperschallsensor, und dem zu überwachenden Bauteil 4 dargestellt. Die Klebeschicht 6 weist Klebematerial 8 und sphärische Festkörper 9 auf, wobei die Festkörper 9 homogen in dem Klebematerial 8 verteilt sind. Die Festkörper 9 weisen untereinander gleiche Durchmesser auf, wobei der Durchmesser eines Festkörpers der Dicke der Klebeschicht 6 entspricht. Jeder Festkörper 9 weist somit einen mechanischen Kontakt zu dem Sensorelement 7 und dem zu überwachenden Bauteil 4 auf. Sich auf dem zu überwachenden Bauteil 4 ausbreitende Schwingungen können somit auf die Festkörper 9 und von diesen auf das Sensorelement 7 übertragen werden, ohne dass hochfrequente Signalanteile gedämpft werden. Somit ist auch eine Auswertung von hochfrequenten Signalanteilen durch die Auswerteeinrichtung 5 ermöglicht.
  • In 3 ist ein über eine Klebeschicht 6 mit einem zu überwachenden Bauteil 4 verbundenes Sensorelement 7 gemäß 2 dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zusätzlich zu der Klebeschicht 6 weist die Sensorvorrichtung 2 eine Halteklammer 10 auf, die durch Verbindungspunkte 11 mit dem zu überwachenden Bauteil 4 verbunden ist. Die Halteklammer 10 ist aus einem federnden Material, insbesondere aus Federstahl, hergestellt und weist Federarme 12 auf. Die Federarme 12 sind zwischen den Verbindungspunkten 11 und einem Anpressbereich 13 angeordnet. Der Anpressbereich 13 ist im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des zu überwachenden Bauteils 4 ausgerichtet und der Abstand des Anpressbereiches 13 zur Oberfläche des zu überwachenden Bauteils 4 ist im unbelasteten Zustand geringer als die Dicke des Sensorelementes 7. Zur Montage wird das Sensorelement 7 unterhalb des Anpressbereiches 13 platziert und durch die Federwirkung der Federarme 12 auf das zu überwachende Bauteil 4 aufgepresst. Durch die Halteklammer 10 ist somit eine Verstärkung der Verbindung zwischen dem Sensorelement 7 und dem zu überwachenden Bauteil 4 gegeben.
  • Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug (1) mittels mindestens einer Sensorvorrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines Schallsensors (7) mindestens ein Schallsignal, insbesondere ein Körperschallsignal, erfasst wird, dass mindestens ein erfasstes Schallsignal mittels mindestens einer Auswerteeinrichtung (5) auf das Vorhandensein von charakteristischen Signalmustern hin untersucht wird und dass aus den erfassten charakteristischen Signalmustern auf Beschädigungen und/oder Verschleißerscheinungen an dem Schienenfahrzeug geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassung eines charakteristischen Signalmusters ein Informationssignal an mindestens eine Steuereinheit gesendet wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass erfasste Schallsignale in einem Datenspeicher zur späteren Auswertung gespeichert werden.
  4. Sensorvorrichtung zur Erfassung von Beschädigungen an einem Schienenfahrzeug (1) mit mindestens einem Sensorelement (7) zur Erfassung mindestens eines Signals, wobei dem Sensorelement (7) mindestens eine Auswerteeinrichtung (5) zur Auswertung der erfassten Signale zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einem Sensorelement (7) um einen Schallsensor, insbesondere um einen Körperschallsensor, handelt, dass mindestens ein Sensorelement (7) mindestens eine schallsignalleitende Verbindung zu mindestens einem zu überwachenden Bauteil (4) des Schienenfahrzeuges (1) aufweist, dass mindestens ein Sensorelement (7) durch ein Klebematerial (8) mit dem mindestens einem zu überwachenden Bauteil (4) verbunden ist, dass das Klebematerial (8) inkompressible Festkörper (9) enthält, und dass mindestens ein inkompressibler Festkörper (9) zur Unterstützung der schallleitenden Verbindung zwischen dem zu überwachenden Bauteil (4) und dem Sensorelement (7) angeordnet ist und Kontakt zu dem Sensorelement (7) und zu dem zu überwachenden Bauteil (4) aufweist.
  5. Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die inkompressiblen Festkörper (9) jeweils eine sphärische Form aufweisen.
  6. Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anteil der Menge an inkompressiblen Festkörpern (9) in dem Klebematerial (8) die gleichen Abmessungen, insbesondere die gleichen Durchmesser, aufweisen.
  7. Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkörper (9) homogen in dem Klebematerial (8) der Klebeverbindung verteilt sind.
  8. Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Klebeschicht (6) des Klebematerials (8) dem Durchmesser der Festkörper (9) entspricht.
  9. Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (2) mindestens eine Haltevorrichtung, insbesondere eine Halteklammer (10) aufweist, dass die Halteklammer (10) mindestens eine feste Verbindung mit dem zu überwachenden Bauteil (4) aufweist und dass das Sensorelement (7) durch die Halteklammer (10) auf das zu überwachende Bauteil (4) gepresst ist.
  10. Sensorvorrichtung an der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (2) mindestens eine datenleitende Verbindung zu mindestens einer Auswerteeinrichtung (5) aufweist und dass der Auswerteeinrichtung (5) mindestens eine Datenspeichereinrichtung zugeordnet ist.
  11. Schienenfahrzeug (1) mit einer Sensorvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 4 bis 10.
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