DE102019106961A1

DE102019106961A1 - Kraftübertragungselement für eine kupplung eines spurgeführten fahrzeuges sowie verfahren zum überwachen der funktionsweise einer kupplungsanordnung

Info

Publication number: DE102019106961A1
Application number: DE102019106961.0A
Authority: DE
Inventors: Ioan Deac
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungselement (2) für eine Kupplung eines spurgeführten Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, wobei das Kraftübertragungselement (2) eine Sensorik (6) aufweist zum direkten oder indirekten Ermitteln oder Abschätzen eines Lastwechsels, dem das Kraftübertragungselement (2) im Betrieb unterzogen ist, und insbesondere zum direkten oder indirekten Ermitteln oder Abschätzen einer im Betrieb auf das Kraftübertragungselement (2) wirkenden mechanischen Spannung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kupplungs- oder Gelenkanordnungen für spurgeführte Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge. Im Einzelnen betrifft die Erfindung Kraftübertragungselemente insbesondere für Kupplungs- oder Gelenkanordnungen bei spurgeführten Fahrzeugen, wie beispielsweise Schienenfahrzeugen. Derartige Kraftübertragungselemente kommen in Kupplungs- oder Gelenkanordnungen beispielsweise als Kupplungsstange bzw. Gelenkstange oder als Teil einer Energieverzehrvorrichtung zum Einsatz.
Derartige Energieverzehrvorrichtungen werden beispielsweise in der Schienenfahrzeugtechnik insbesondere als Stoßsicherung eingesetzt. In der Regel besteht eine solche Stoßsicherung aus einer Kombination einer Dämpfungseinrichtung (beispielsweise in Gestalt eines Federapparates) und einer Energieverzehreinrichtung. Die Dämpfungseinrichtung dient dazu, die im normalen Fahrbetrieb auftretenden Zug- und Stoßkräfte abzudämpfen, während mit der Energieverzehreinrichtung das Fahrzeug insbesondere bei größeren Auffahrgeschwindigkeiten geschützt wird.
Üblicherweise ist dabei vorgesehen, dass die Dämpfungseinrichtung Zug- und Stoßkräfte bis zu einer definierten Größe aufnimmt und darüber hinausgehende Kräfte in das Fahrzeuguntergestell weiterleitet. Dadurch werden Zug- und Stoßkräfte, welche während des normalen Fahrbetriebes beispielsweise bei einem mehrgliedrigen Schienenfahrzeug zwischen den einzelnen Wagenkästen auftreten, in dieser in der Regel regenerativ ausgebildeten Stoßsicherung absorbiert.
Bei Überschreiten der Betriebslast der in der Regel regenerativ ausgebildeten Dämpfungseinrichtung hingegen, wie in etwa beim Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis oder beim abrupten Abbremsen des Fahrzeuges, oder bei einem Kupplungsvorgang mit überhöhter Geschwindigkeit, besteht die Gefahr, dass die Dämpfungseinrichtung und die gegebenenfalls vorgesehene Gelenk- oder Kupplungsverbindung zwischen den einzelnen Wagenkästen bzw. allgemein ausgedrückt die Schnittstelle zwischen den einzelnen Wagenkästen möglicherweise zerstört oder beschädigt wird. In jedem Fall reicht die Dämpfungseinrichtung nicht zum Abdämpfen der insgesamt anfallenden Energie aus. Dadurch ist die Dämpfungseinrichtung dann nicht mehr in das Energieverzehrkonzept des Gesamtfahrzeuges eingebunden.
Um zu verhindern, dass in solch einem Crash-Fall die anfallende Stoßenergie direkt auf das Fahrzeuguntergestell übertragen wird, ist es aus der Schienenfahrzeugtechnik allgemein bekannt, der Dämpfungseinrichtung eine Energieverzehreinrichtung nachzuschalten. Die Energieverzehreinrichtung spricht üblicherweise nach Überschreiten der Betriebslast der Dämpfungseinrichtung an und dient dazu, die anfallende Stoßenergie zumindest teilweise zu verzehren, das heißt in beispielsweise Wärmenergie und Verformungsarbeit umzuwandeln. Das Vorsehen einer derartigen Energieverzehreinrichtung ist aus Gründen der Entgleisungssicherheit grundsätzlich empfehlenswert, um zu verhindern, dass die in einem Crash-Fall anfallende Stoßenergie direkt auf das Fahrzeuguntergestell übertragen wird, und insbesondere, dass das Fahrzeuguntergestell extremen Belastungen ausgesetzt und unter Umständen beschädigt oder gar zerstört wird.
Um das Fahrzeuguntergestell gegen Beschädigungen bei starken Auffahrstößen zu schützen, kommt als sogenannte „Stoßsicherung“ häufig eine Energieverzehreinrichtung mit einem destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelement zum Einsatz, welches beispielsweise derart ausgelegt ist, dass es nach Ausschöpfung des Arbeitsverzehrs der Dämpfungseinrichtung anspricht und die durch den Kraftfluss über das Energieverzehrelement übertragene Energie zumindest teilweise aufnimmt und abbaut. Als Energieverzehrelement kommt insbesondere ein Verformungsrohr in Frage, bei welchem nach Überschreiten einer kritischen Stoßkraft durch eine (gewollte) plastische Verformung in destruktiver Weise die in die Energieverzehreinrichtung eingeleitete Stoßenergie in Verformungsarbeit und Wärme irreversibel umgewandelt wird. „Irreversibel“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass nach dem Ansprechen des Energieverzehrelementes (beispielsweise Verformungsrohr) dieses sich nicht selbstständig restaurieren kann. Es handelt sich hierbei insbesondere somit um destruktiv ausgebildete Energieverzehrelemente.
Um sicherzustellen, dass in dem Energieverzehrkonzept des Gesamtfahrzeuges auch Crash-Situationen wirksam berücksichtigt werden können, ist dafür Sorge zu tragen, dass alle in das Energieverzehrkonzept eingebundenen Energieverzehreinrichtungen noch nicht angesprochen haben bzw. ordnungsgemäß funktionieren.
Zu diesem Zweck ist es aus der Schienenfahrzeugtechnik allgemein bekannt, dass die Energieverzehrvorrichtung beispielsweise eine Verformungsanzeige aufweist, welche ausgelegt ist, nach bzw. beim Ansprechen der (destruktiv ausgebildeten) Energieverzehreinrichtung die Inanspruchnahme des Energieverzehrelementes anzuzeigen. Mit einer solchen Verformungsanzeige ist es möglich, in einer einfachen Weise zu entscheiden, ob oder ob nicht das Energieverzehrelement der Energieverzehreinrichtung bereits (teilweise oder vollständig) ausgelöst hat.
In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die Druckschrift EP 2 072 370 A1 verwiesen, welche eine derartige (mechanische) Verformungsanzeige für destruktiv ausgebildete Energieverzehreinrichtungen beschreibt.
Die aus diesem Stand der Technik bekannte Verformungsanzeige weist eine Triggerung auf, welche bei einer plastischen Verformung des Energieverzehrelementes anspricht und die Verformungsanzeige initiiert. Im Einzelnen wird vorgeschlagen, als Verformungsanzeige ein Signalelement, wie beispielsweise ein Signalblech, einzusetzen, welches über ein als Triggerung dienendes Abscherelement an dem Energieverzehrelement fixiert ist, wobei das Abscherelement bei einer plastischen Verformung des Energieverzehrelementes abschert und seine Haltefunktion verliert, so dass das Signalblech dann nicht mehr an dem Energieverzehrelement fixiert ist und somit leicht erkannt werden kann, dass das Energieverzehrelement bereits angesprochen hat.
Obgleich mit einer solchen an sich bekannten Lösung sichergestellt werden kann, dass die destruktiv ausgebildeten Energieverzehreinrichtungen einer Energieverzehrvorrichtung wirksam zur Verfügung stehen und mit in das Gesamt-Energieverzehrkonzept des Fahrzeuges eingebunden sind, ist nicht sichergestellt, dass andere Komponenten der Energieverzehrvorrichtung, insbesondere regenerativ ausgebildete Energieverzehreinrichtungen, auch nach einer längeren Betriebszeit noch ordnungsgemäß funktionieren. „Ordnungsgemäß funktionieren“ bedeutet in diesem Sinne, dass sich das Ansprechverhalten der Energieverzehreinrichtungen nicht oder nicht im Wesentlichen im Vergleich zur ursprünglichen Auslegung verändert hat.
Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftübertragungselement beispielsweise in Gestalt einer Kupplungsstange oder in Gestalt einer Komponente einer Energieverzehrvorrichtung einer Kupplungsanordnung anzugeben, bei der in einer einfach zu realisierenden Weise sichergestellt werden kann, dass bedarfsweise eine Stoßdämpfung oder ein Energieverzehr der Kupplungsanordnung stets nach einem vorab festgelegten oder festlegbaren Ereignisablauf stattfindet, ohne dass hierzu die einzelnen Komponenten der Energieverzehrvorrichtung der Kupplungsanordnung individuell und regelmäßig zu überprüfen sind.
Des Weiteren soll ein entsprechendes Verfahren zum Überwachen der Funktionsweise einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeuges angegeben werden, wobei die Kupplungsanordnung einen Kupplungskopf und einen mit dem Kupplungskopf verbundenes Kraftübertragungselement aufweist.
Im Hinblick auf das Kraftübertragungselement wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst. Im Hinblick auf das Verfahren wird die Erfindung durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruches 14 gelöst.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere ein Kraftübertragungselement für eine Kupplung eines spurgeführten Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, wobei das Kraftübertragungselement eine Sensorik aufweist, welche ausgebildet ist, direkt oder indirekt einen Lastwechsel, dem das Kraftübertragungselement unterzogen ist, zu ermitteln oder abzuschätzen. Bei diesem Lastwechsel, dem das Kraftübertragungselement unterzogen ist, handelt es sich insbesondere um eine auf das Kraftübertragungselement wirkende mechanische Spannung.
Um die Funktionsweise einer Kupplungsanordnung, zu der das Kraftübertragungselement gehört, überwachen zu können, werden mit Hilfe der Sensorik über einen vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitraum bei einer Kraftübertragung über das Kraftübertragungselement auftretende Belastungen des Kraftübertragungselementes erfasst, und es wird daraus ein Gesamt-Lastwechsel oder eine Gesamt-Belastung des Kraftübertragungselementes bzw. der Kupplungsanordnung oder anderer Komponenten der Kupplungsanordnung, wie beispielsweise einer der Kupplungsanordnung zugeordneten Energieverzehrvorrichtung ermittelt. Insbesondere kann dann eine, eine Wartung und/oder einen Austausch einer Komponente der Kupplungsanordnung betreffende Information in Abhängigkeit von dem ermittelten Gesamt-Lastwechsel und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung ausgegeben werden.
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: insbesondere kann mit der Sensorik wirksam das Auftreten von Betriebszuständen erfasst werden, welche zu einer insbesondere nicht unmittelbar ersichtlichen Be- oder Vorschädigung der regenerativ und/oder destruktiv vorgesehenen Energieverzehrelemente führen. Insbesondere kann aufgrund des Vorsehens der Sensorik auf eine Sichtprüfung bei der Überwachung der destruktiv ausgeführten Energieverzehrelemente (Verformungsrohre) verzichtet werden.
Darüber hinaus sind wirksam etwaige Abnutzungen oder Vorschädigungen von anderen Komponenten der Kupplungsanordnung erfassbar, wie insbesondere Abnutzungen von als regenerativ ausgebildete Energieverzehrelemente zum Einsatz kommenden Elastormerlager. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da diese Komponenten in der Regel nicht frei zugänglich sind und somit eine Überprüfung durch Sichtprüfung sehr aufwändig wäre.
Darüber hinaus kann mit der erfindungsgemäßen Lösung frühzeitig und sicher eine Vorschädigung von Komponenten der Kupplungsanordnung erkannt und signalisiert werden, um dadurch mögliche Folgeschäden und damit verbundene Ausfälle des Gesamtsystems durch nicht planmäßige Instandhaltungsmaßnahmen zu vermeiden. Die Sensorik ist insbesondere Teil einer Auslöseüberwachungseinrichtung, die sich durch einen kompakten und kostengünstigen Aufbau auszeichnet und die in idealer Weise die bisher verwendeten mechanischen Verformungsanzeigen ersetzt.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist eine freie Zugänglichkeit der zu überwachenden Bauteile einer Kupplungsanordnung, wie insbesondere der regenerativ oder destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelemente nicht mehr notwendig.
Zudem kann eine On-Board-Diagnose realisiert werden, um dem Fahrzeugsystem eine frühzeitige Diagnose zu ermöglichen und die Wartung zu vereinfachen. Bei einer solchen On-Board-Diagnose erfolgt vom Fahrzeugsystem eine automatische Abfrage der Sensorik bzw. der Auslöseüberwachungseinrichtung, zu welcher die Sensorik gehört, oder einer der Sensorik zugeordneten Auswerteeinrichtung.
Gemäß bevorzugten Realisierungen des erfindungsgemäßen Kraftübertragungselementes weist die Sensorik mindestens einen Dehnungssensor auf, um bedarfsweise dehnende und/oder stauchende Verformungen von zumindest einem Bereich des Kraftübertragungselementes oder zumindest einem Teil des Kraftübertragungselementes zu erfassen.
Der mindestens eine Dehnungssensor kann beispielsweise als Dehnungsmessstreifen oder Dehnungsaufnehmer ausgestaltet sein. Derartige Dehnungsmessstreifen oder Dehnungsaufnehmer lassen sich besonders einfach an bestehende Strukturen befestigen, beispielsweise anschrauben, ohne dass in struktureller Hinsicht das Kraftübertragungselement oder andere Komponenten der Kupplungsanordnung verändert werden müssen. Insbesondere beeinflussen derartige Dehnungssensoren nicht die Steifigkeit des Kraftübertragungselementes, so dass die dynamischen Eigenschaften des Kraftübertragungselementes und insbesondere der Kupplungsanordnung unangetastet bleiben.
Um eine höhere Genauigkeit beim Ermitteln oder Abschätzen eines Lastwechsels, dem das Kraftübertragungselement unterzogen ist, erzielen zu können, wird gemäß Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung vorgeschlagen, dass die Sensorik mindestens einen Kraftaufnehmer und/oder mindestens einen Drehmomentaufnehmer vorzugsweise mit mindestens einem Dehnungssensor aufweist, um eine in das Kraftübertragungselement eingeleitete Kraft und/oder ein in das Kraftübertragungselement eingeleitetes Drehmoment zu erfassen. Im Vergleich zu Dehnungssensoren benötigt jedoch ein Kraftaufnehmer bzw. ein Drehmomentaufnehmer einen größeren Bauraum. Des Weiteren ist eine Kalibrierung (Einmessung) nach der Montage erforderlich. „Kalibrierung“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Prozesskraft zunächst mit Hilfe einer Kraftmessdose gemessen werden muss, um diese dann mit dem Signal des Kraftaufnehmers bzw. Drehmomentaufnehmers zu vergleichen und dieses Signal in eine Kraft umzurechnen.
Gemäß bevorzugten Realisierungen ist vorgesehen, dass der mindestens eine Dehnungssensor ein aktiver Dehnungssensor mit integrierter Verstärkerelektronik ist.
Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass der Dehnungssensor als Dehnungsmessstreifen (DMS) ausgebildet ist, welcher seinen elektrischen Widerstand bereits bei geringen Verformungen ändert. Ein derartiger Dehnungsmessstreifen kann als Kernstück eines Kraftaufnehmers, Druckaufnehmers oder Drehmomentaufnehmers dienen. Bei Messungen mit Dehnungsmessstreifen werden vor allem Brückenschaltungen eingesetzt, hierzu zählen die Viertel-, Halb- und die Vollbrücke.
Da die Widerstandsänderung von Dehnungsmessstreifen relativ klein ist, sollte diese durch geeignete Verfahren ausgewertet werden. Dabei kann auf den Dehnungsmessstreifen bzw. auf die Dehnungsmessstreifen-Brücke ein Anregungssignal gegeben werden, welches je nach Anwendung von unterschiedlicher Art ist. Es wird dann die Systemantwort des bzw. der Dehnungsmessstreifen verstärkt oder direkt ausgewertet.
Selbstverständlich ist die Erfindung aber nicht auf eine Sensorik beschränkt, bei welcher mindestens ein Dehnungssensor zum Einsatz kommt, dessen elektrischer Widerstand sich mit der Dehnung ändert. Vielmehr ist es grundsätzlich auch denkbar, wenn kapazitive oder induktive Sensoren zum Einsatz kommen, um eine Verformung eines Bereiches des Kraftübertragungselementes zu erfassen.
Unabhängig davon, welche Art von Dehnungssensor zum Einsatz kommt, ist es von Vorteil, wenn der Nutzmessbereich des Sensors optimal auf die entsprechende Anwendung einjustiert und die Wirkrichtung des Strom- oder Spannungssignals des Sensors applikationsspezifisch gewählt wird. Dies ist beispielsweise dadurch realisierbar, dass Sensoren mit einem entsprechenden Teach-In-Eingang verwendet werden, wobei über diesen Teach-In-Eingang der Nutzmessbereich optimal einjustiert werden kann. Selbstverständlich bieten sich hier aber auch andere Ausführungsformen grundsätzlich an.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorik mindestens einen Beschleunigungssensor aufweist, welcher ausgebildet ist, um ein insbesondere charakteristisches Schwingungsspektrum des Kraftübertragungselementes zu erfassen. Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise direkt an dem Kraftübertragungselement angeordnet oder in dem Kraftübertragungselement integriert sein.
In vorteilhafter Weise weist die Sensorik zusätzlich zu dem mindestens einen Beschleunigungssensor mindestens ein Schwingungserzeuger, beispielsweise ein Ultraschall-Schwingungserzeuger, auf, um eine (Eigen-) Schwingung in dem Kraftübertragungselement bedarfsweise zu induzieren.
Auf diese Weise ist eine Schwingungsanalyse zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Kraftübertragungselementes umsetzbar. Insbesondere ist mit der Schwingungsanalyse eine potentielle Beschädigung oder ein potentieller ungünstiger Betriebszustand des Kraftübertragungselementes in einer leicht zu realisierenden aber dennoch effektiven Weise aufdeckbar. Dadurch ist neben einer reaktionsschnellen Planung und Durchführung einer Instandsetzungsmaßnahme die frühzeitige Erkennung einer beginnenden Bauteilschädigung möglich.
Insbesondere ist mit dem mindestens einen Beschleunigungssensor eine Körperschall- und Schwingungsmessung unter Verwendung von Spektral- und Korrelationsanalysen möglich, um Beschädigungen des Kraftübertragungselementes oder unzulässiger Betriebszustände bereits im Frühstadium zu erkennen, was ein gezieltes Eingreifen oder das Einleiten von zustandsorientierten Maßnahmen erlaubt.
Es ist somit möglich, die Funktionsweise des Kraftübertragungselementes zu überwachen, wobei mit Hilfe mindestens einer Schwingungsmessung über eine vorab festgelegte oder festlegbare Zeitperiode ein (charakteristisches) Schwingungsspektrum des Kraftübertragungselementes als Beschleunigungszeitsignal aufgenommen und das aufgenommene Schwingungsspektrum analysiert wird.
Dabei ist es denkbar, dass die mindestens eine Schwingungsmessung über eine Zeitperiode durchgeführt wird, in welcher die Kupplungsanordnung, zu welcher das überwachte Kraftübertragungselement gehört, mit einer zweiten Kupplungsanordnung gekuppelt wird, so dass das aufgenommene Schwingungsspektrum ein für den Betätigungs- und insbesondere Kuppelvorgang der Kupplungsanordnung charakteristisches Spektrum ist.
Alternativ oder zusätzlich ist es in diesem Zusammenhang aber auch denkbar, dass die mindestens eine Schwingungsmessung über eine Zeitperiode durchgeführt wird, in welcher die Kupplungsanordnung, zu welcher das Kraftübertragungselement gehört, vorzugsweise in einem ungekuppelten Zustand vorliegt, wobei gleichzeitig mit Hilfe eines Schwingungserzeugers eine Schwingung in dem Kraftübertragungselement induziert wird.
Zum Analysieren des aufgenommenen Schwingungsspektrums werden/wird gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aus dem aufgenommenen Schwingungsspektrum wenigstens ein Schwingungsmuster und/oder wenigstens eine Schwingungsamplitude extrahiert, wobei das mindestens eine extrahierte Schwingungsmuster mit dem mindestens einem Bezugsmuster vergleichen wird und/oder wobei die mindestens eine Schwingungsamplitude mit dem mindestens einem Bezugswert verglichen wird.
Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass sich beispielsweise durch mechanischen Verschleiß des Kraftübertragungselementes oder Komponenten hiervon das charakteristische Schwingungsspektrum des Kraftübertragungselementes ändert und von einem idealen Schwingungsspektrum (Soll-Schwingungsspektrum) abweicht.
Der Grad bzw. das Ausmaß der Änderung bzw. der Abweichung von dem Sol-Schwingungsspektrum kann dann als Indiz für eine fehlerhafte Funktionsweise des Kraftübertragungselementes bzw. für einen Verschleiß des Kraftübertragungselementes dienen.
Potentielle Abweichungen der Funktionsweise des überwachten Kraftübertragungselementes bzw. ein potentieller Verschleiß des Kraftübertragungselementes oder Komponenten hiervon werden somit durch einen Beschleunigungssensor, der an dem Kraftübertragungselement angeordnet oder in dem Kraftübertragungselement initiiert ist, detektiert und Abweichungen werden entweder über Fehlermeldungen an den Betreiber des spurgeführten Fahrzeuges oder über eine Remote-Control-Schnittstelle an einen zuständigen Wartungsservice, insbesondere Fernwartungsservice, übermittelt.
Die Fernwartung (Remote Maintenance) von Komponenten eines spurgeführten Fahrzeuges gewinnt beim Support der Hard- und Software von Zulieferern in der Schienenfahrzeugtechnik zunehmend an Bedeutung. Durch die immer stärkere Vernetzung der Steuersysteme über das Internet, dem Aufbau von firmeninternen Intranets und herkömmliche Telekommunikationswege (ISDN, Telefon) erweitern sich die Möglichkeiten der direkten Unterstützung im Support. Nicht zuletzt wegen der Einsparungsmöglichkeiten bei Reisekosten und die bessere Ressourcennutzung (Personal und Technik) werden Produkte der Fernwartung zur Kostensenkung in Unternehmen genutzt. Fernwartungsprogramme ermöglichen es dem entfernt sitzenden Servicetechniker, direkt auf die überwachte Kupplungsanordnung bzw. Komponenten hiervon zuzugreifen und deren Status abzufragen, um vorrausschauende Gegenmaßnahmen, wie beispielsweise Wartungsintervalle, einzuplanen und durchzuführen.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Sensorik eine Speichereinrichtung zugeordnet zum Speichern von insbesondere im Hinblick auf den Betrieb des Kraftübertragungselementes bzw. im Hinblick auf den Betrieb der Kupplungsanordnung, zu der das überwachte Kraftübertragungselement gehört, relevanten Informationen und Daten, wobei die Speichereinrichtung insbesondere ausgebildet ist, vorzugsweise alle mit der Sensorik erfassten Daten und Informationen dauerhaft zu speichern, und wobei die Speichereinrichtung ausgebildet ist, vorzugsweise über einen Fernzugriff zumindest teilweise auslesbar zu sein.
Indem im Hinblick auf den Betrieb des überwachten Kraftübertragungselementes bzw. im Hinblick auf den Betrieb der Kupplungsanordnung, zu welcher das überwachte Kraftübertragungselement gehört, relevante Informationen und Daten gespeichert werden, kann der entsprechende Betrieb dokumentiert werden, um insbesondere auch Wartungsintervalle vorhersagend einplanen zu können.
Insbesondere ist gemäß Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass der Sensorik eine Speichereinrichtung zugeordnet ist zum Dokumentieren von über einen vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitraum bei einer Kraftübertragung auftretenden Belastungen des Kraftübertragungselementes zu dokumentieren. Es bietet sich in diesem Zusammenhang an, dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, um einen Gesamt-Lastwechsel und/oder eine Gesamt-Belastung des Kraftübertragungselementes zu ermitteln, und zwar auf Grundlage der dokumentierten Belastungen. In diesem Fall sollte die Auswerteeinrichtung ferner ausgebildet sein eine, eine Wartung und/oder einen Austausch einer Komponente des Kraftübertragungselementes betreffenden Information in Abhängigkeit von dem ermittelten Gesamt-Lastwechsel und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung auszugeben.
Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass Komponenten der Kupplungsanordnung, wie beispielsweise regenerativ ausgebildete Energieverzehrelemente, ausgetauscht oder gewartet werden müssen, wenn sich die ertragbaren Belastungen bis zu einem fest definierten Wert aufsummiert haben. Bislang erfolgt eine Überprüfung oder Wartung über eine Dokumentation der jährlichen Lastwechsel, was auf einer Schätzung basiert. Daran liegt eine große Ungenauigkeit, da tatsächlich nicht genau bekannt ist, wie viele Lastwechsel wirklich stattgefunden haben und wie hoch dabei die Beanspruchung war.
Mit der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise das Lastkollektiv mitgeschrieben, was einen größeren Ausnutzungsgrad der Komponenten der Kupplungsanordnung bzw. des Kraftübertragungselementes ermöglicht. Dadurch kann insbesondere die Lebensdauer der Komponenten des Kraftübertragungselementes erhöht werden. Ferner ist es möglich, dass schon vorher erkannt wird, wann und welche Komponenten der Kupplungsanordnung ausgetauscht werden müssen. Dadurch kann ein entsprechender Ersatz vorab beschafft werden und die Ausfallzeiten werden minimiert und die Prozesssicherheit deutlich erhöht.
Gemäß Weiterbildungen ist vorgesehen, dass der Auswerteeinrichtung mindestens eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere in Gestalt eines Displays und/oder mindestens einer Lichtquelle, zugeordnet ist, zum optischen Anzeigen des ermittelten Gesamt-Lastwechsels und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung und/oder entsprechende Informationen diesbezüglich.
Alternativ oder zusätzlich bietet es sich an, dass die Auswerteeinrichtung eine digitale Schnittstelle aufweist, insbesondere eine Modbus-, CAN-, CANopen-, IO-Link- und/oder Ethernet kompatible Schnittstelle, um mit einer externen Vorrichtung entsprechend kommunizieren zu können. Auf diese Weise kann insbesondere eine On-Board-Diagnose realisiert sein, um dem Fahrzeugsystem eine frühzeitige Diagnose zu ermöglichen und eine Wartung zu vereinfachen. Bei einer solchen On-Board-Diagnose erfolgt vom Fahrzeugsystem vorzugsweise eine automatische Abfrage der Auswerteeinrichtung oder der entsprechenden Sensorik.
Das überwachte Kraftübertragungselement ist insbesondere als Kupplungsstange einer Kupplungsanordnung für ein spurgeführtes Fahrzeug ausgebildet. In dieser Kupplungsstange kann beispielsweise ein regeneratives oder ein destruktives Energieverzehrelement integriert sein.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kupplungsanordnung für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, wobei die Kupplungsanordnung einen Kupplungskopf, insbesondere einen Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung, und ein Kraftübertragungselement der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art aufweist. Das Kraftübertragungselement ist mit dem Kupplungskopf verbunden und ausgelegt, im Betrieb der Kupplungsanordnung in den Kupplungskopf eingeleitete Stoß- oder Zugkräfte auf einen der Kupplungsanordnung zugeordneten Wagenkasten oder ein Untergestell des Wagenkastens zu übertragen.
Durch das Vorsehen eines (überwachten) Kraftübertragungselements in der Kupplungsanordnung ist es somit möglich, die Funktionsweise der Kupplungsanordnung in intelligenter Weise zu überwachen.
Hierbei wird mit Hilfe einer Sensorik über einen vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitraum bei einer Kraftübertragung auftretende Belastungen des Kraftübertragungselement erfasst und vorzugsweise daraus ein Gesamt-Lastwechsel oder eine Gesamt-Belastung ermittelt, wobei eine, eine Wartung und/oder einen Austausch einer Komponente der Kupplungsanordnung betreffende Information in Abhängigkeit von dem ermittelten Gesamt-Lastwechsel und/oder in Abhängigkeit der ermittelten Gesamt-Belastung ausgegeben wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
Es zeigt:

1 eine exemplarische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftübertragungselementes in einer längsgeschnittenen Darstellung.

In 1 ist einer längsgeschnittenen Darstellung schematisch eine exemplarische Ausführungsforum der vorliegenden Erfindung gezeigt. Hierbei handelt es sich um eine Gelenkanordnung mit einer Energieverzehrvorrichtung 1, welche aus einer Dämpfungseinrichtung 10 mit einem regenerativ ausgebildeten Dämpfungselement 11 in Gestalt von Federelementen besteht. Das Dämpfungselement 11 dient zum Abdämpfen der im normalen Fahrbetrieb auftretenden Zug- und Stoßkräfte. Die Zug- und Stoßkräfte werden bei der in 1 dargestellten Ausführungsform über ein Kraftübertragungselement 2 in die Dämpfungseinrichtung 10 eingeleitet.
Das Kraftübertragungselement 2 ist an seinem kupplungsebenenseitigen Ende als Gabel ausgebildet, welche dazu dient, ein entsprechend komplementär ausgebildetes Auge beispielsweise einer (nicht explizit dargestellten) Gelenkanordnung aufzunehmen. Die Gabel und das in der Gabel aufgenommene Auge werden über einen Schwenkbolzen 6 in horizontaler Ebene schwenkbeweglich gelagert.
Die Energieverzehrvorrichtung 1 weist zusätzlich zu der Dämpfungseinrichtung 10 eine Energieverzehreinrichtung 20 mit einem destruktiv ausgebildeten Energieverzehrelement 21 auf. Die Energieverzehreinrichtung 20 dient dazu, nach Überschreiten einer vorab festgelegten kritischen Stoßkraft anzusprechen und durch plastische Verformung des Energieverzehrelementes 21 zumindest einen Teil der über die Energieverzehrvorrichtung 1 übertragenen Stoßkräfte in Wärme und Verformungsarbeit umzuwandeln und somit zu „verzehren“.
Wie dargestellt ist das Energieverzehrelement 21 als Verformungsrohr ausgebildet, welches einen wagenkastenseitigen ersten Verformungsrohrabschnitt 22 und einen gegenüberliegenden zweiten Verformungsrohrabschnitt 23 aufweist. Der zweite Verformungsrohrabschnitt 23 weist einen im Vergleich zum ersten Verformungsrohrabschnitt 22 aufgeweiteten Querschnitt auf. Die Dämpfungseinrichtung 10 ist dabei vollständig in dem zweiten Verformungsrohrabschnitt 23 des Energieverzehrelementes 21 aufgenommen und integriert.
Die Dämpfungseinrichtung 10 weist eine erste Druckplatte 12 und eine zweite Druckplatte 13 auf. Zwischen der ersten und der zweiten Druckplatte 12, 13 ist das Dämpfungselement 21 angeordnet. Beim Einleiten von im normalen Fahrbetrieb auftretenden Zug- und Stoßkräfte über das Kraftübertragungselement 2 in die Energieverzehrvorrichtung 1 bzw. in die Dämpfungseinrichtung 10 werden die beiden Druckplatten 12, 13 unter gleichzeitiger Verkürzung des Abstandes zwischen ihnen in Längsrichtung L der Energieverzehrvorrichtung 1 relativ zueinander verschoben.
Um die Längsverschiebung der Druckplatten 12, 13 bei der Einleitung von im normalen Fahrbetrieb auftretenden Zug- oder Stoßkräften zu optimieren, umfasst der zweite Verformungsrohrabschnitt 23, in welchem die Dämpfungseinrichtung 10 integriert ist, zumindest eine Führungsfläche 24, mit welcher die beiden Druckplatten 12, 13 derart wechselwirken, dass bei einer Längsverschiebung dieser die Bewegung entsprechend in Längsrichtung L der Energieverzehrvorrichtung 1 geführt wird.
Bei der in 1 dargestellten exemplarischen Ausführungsform sind als mechanische Hubbegrenzung der Dämpfungseinrichtung 10 ein der ersten Druckplatte 12 zugeordneter erster Anschlag 14 sowie ein der zweiten Druckplatte 13 zugeordneter zweiter Anschlag 15 vorgesehen. Über diese beiden Anschläge 14, 15 wird die Längsverschiebbarkeit der beiden Druckplatten 12, 13 begrenzt.
Wie bereits gesagt, umfasst die Energieverzehrvorrichtung 1 ein Kraftübertragungselement 2, über welches Zug- und Stoßkräfte in die Dämpfungseinrichtung 10 eingeleitet wird. Dieses Kraftübertragungselement 2 weist einen wagenkastenseitigen Endbereich 2a auf, welcher durch die erste Druckplatte 12, das Dämpfungselement 11 und die zweite Druckplatte 13 hindurch läuft und an seinem wagenkastenseitigen Ende ein Konterelement 3 aufweist. Das Konterelement 3 wirkt zumindest bei einer Zugkraftübertragung mit der zweiten Druckplatte 13 zusammen, um Zugkräfte von dem Kraftübertragungselement 2 auf die zweite Druckplatte 13 zu übertragen. Das Konterelement 3 ist bei der dargestellten Ausführungsform über eine Schraubverbindung 19 mit dem wagenkastenseitigen Endbereich 2a des Kraftübertragungselementes 2 verbunden.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Endbereich 2a des Kraftübertragungselementes 2 eine Führungsfläche 4 aufweist, welche mit entsprechenden Führungsflächen in den Durchgängen 5a, 5b, 5c der beiden Druckplatten 12, 13 und des Dämpfungselementes 11 zusammenwirkt und somit bei einer Längsverschiebung der Druckplatten 12, 13 in Längsrichtung L der Energieverzehrvorrichtung 1 eine Führung dieser gestattet.
Um zu erreichen, dass in einer möglichst gleichmäßigen Art und Weise die Stoßkräfte in dem ersten Verformungsrohrbereich 22 eingeleitet werden können, ist zusätzlich ein Kegelring 16 am Übergang zwischen dem ersten und zweiten Verformungsrohrabschnitt 22, 23 vorgesehen, der derart mit dem zweiten Anschlag 15 zusammenwirkt, dass die bei einer Stoßkraftübertragung von der zweiten Druckplatte 13 auf den zweiten Anschlag 15 übertragenen Kräfte über den Kegelring 16 auf den ersten Verformungsrohrabschnitt 22 übertragen werden. Der Kegelring 16 weist dabei einen Führungsabschnitt 17 auf, welcher zumindest teilweise in den ersten Verformungsrohrabschnitt 22 hineinragt und an der Innenfläche 25 des ersten Verformungsrohrabschnittes 22 anliegt.
Ferner ist ein Vorspannelement 18 in Gestalt eines Führungsrohres vorgesehen, welches den zweiten Anschlag 15 gegen den Kegelring 16 vorspannt. Im Einzelnen ist das als Führungsrohr ausgebildete Vorspannelement 18 an seinem wagenkastenseitigen Endbereich mit dem zweiten Anschlag 15 verbunden und stößt mit seinem gegenüberliegenden Ende an dem ersten Anschlag 14 an, wodurch vor Ansprechen der Energieverzehreinrichtung 20 ein konstanter Anschlag zwischen den beiden Anschlägen 14, 15 festgelegt wird. Das als Führungsrohr ausgebildete Vorspannelement 18 liegt dabei an der zumindest einen Führungsfläche 24 des zweiten Verformungsrohrabschnittes 23 an, wobei die erste und zweite Druckplatte 13, 14 im Inneren des Führungsrohres 18 aufgenommen und bei einer Übertragung von im normalen Fahrbetrieb auftretenden Zug- oder Druckkräften relativ zum Führungsrohr 18 in Längsrichtung L der Energieverzehrvorrichtung 1 bewegbar sind.
Wie in 1 schematisch angedeutet, ist bei dieser exemplarischen Ausführungsform das Kraftübertragungselement 2 mit einer entsprechenden Sensorik 6 versehen, um direkt oder indirekt einen Lastwechsel, dem das Kraftübertragungselement 2 unterzogen ist, ermitteln oder abschätzen zu können. Insbesondere soll mit Hilfe der Sensorik 6 eine auf das Kraftübertragungselement 2 wirkende Spannung ermittelt oder abgeschätzt werden.
Die Sensorik 6 weist mindestens einen Dehnungssensor auf, welcher ausgebildet ist, dehnende und/oder stauchende Verformungen von zumindest einem Bereich oder zumindest einem Teil des Kraftübertragungselementes 2 zu erfassen.
Der Sensorik 6 ist eine in 1 schematisch angedeutete Speichereinrichtung 8 zugeordnet, um Informationen und Daten zu speichern, welche im Hinblick auf den Betrieb bzw. in Hinblick auf den Einsatz des Kraftübertragungselementes 2 relevant sind. Die Speichereinrichtung 8 ist insbesondere ausgebildet, vorzugsweise alle mit der Sensorik 6 erfassten Daten und Informationen dauerhaft zu speichern. Ferner sollte die Speichereinrichtung 8 ausgebildet sein, vorzugsweise über einen Fernzugriff zumindest teilweise auslesbar zu sein.
Insbesondere dient die der Sensorik 6 zugeordnete Speichereinrichtung 8 zum Dokumentieren von über einen vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitraum bei einer Kraftübertragung auftretenden Belastungen des Kraftübertragungselementes 2.
Wie in 1 angedeutet, ist der Sensorik 6 ferner eine (schematisch gezeigte) Auswerteeinrichtung 7 zugeordnet zum Ermitteln eines Gesamt-Lastwechsels und/oder einer Gesamt-Belastung des Kraftübertragungselementes 2 und zwar auf Grundlage der dokumentierten Belastungen. Die Auswerteeinrichtung 7 ist ferner vorzugsweise ausgebildet eine, eine Wartung und/oder einen Austausch einer Komponente des Kraftübertragungselementes bzw. der Kupplungsanordnung betreffenden Information in Abhängigkeit von dem ermittelten Gesamt-Lastwechsel und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung auszugeben.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung gezeigte exemplarische Ausführungsform beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass der Auswerteeinrichtung 7 die mindestens eine Anzeigeeinrichtung, beispielsweise an dem überwachten Kraftübertragungselement, aufweist zum optischen Anzeigen des ermittelten Gesamt-Lastwechsels und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung und/oder einer entsprechenden Information hierzu. Die Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise in Gestalt eines Displays oder in Gestalt mindestens einer Leuchtquelle ausgeführt sein.
Im Hinblick auf die Sensorik 6 ist es ferner denkbar, dass diese mindestens einen Beschleunigungssensor aufweist, um ein insbesondere charakteristisches Schwingungsspektrum des überwachten Kraftübertragungselementes 2 erfassen zu können. Dieses (charakteristische) Schwingungsspektrum wird vorzugsweise mit Hilfe des mindestens einen Beschleunigungssensors erfasst, wenn mit Hilfe eines Schwingungserzeugers eine Schwingung in dem Kraftübertragungselement 2 induziert wird.
Dabei ist es denkbar, dass die bereits genannte Auswerteeinrichtung 7 ausgebildet ist, um ein als Beschleunigungszeitsignal über eine vorab festgelegte oder festlegbare Zeitperiode mit Hilfe des Beschleunigungssensors aufgenommenes Schwingungsspektrum zu analysieren. Hierbei ist es denkbar, dass die Auswerteeinrichtung 7 ausgebildet ist, das aufgenommene Schwingungsspektrum mit einem vorab festgelegten oder festlegbaren Soll-Schwingungszentrum zu vergleichen und in Abhängigkeit von einem Grad der Abweichung eine entsprechende Meldung zu generieren und über eine Schnittstelle, insbesondere Remote-Control-Schnittstelle, auszugeben.
Das Soll-Schwingungsspektrum kann beispielsweise bei Inbetriebnahme des Kraftübertragungselementes bzw. bei Inbetriebnahme der Kupplungsanordnung im Zuge einer Lernprozedur aufgenommen werden.
Bezugszeichenliste

1: Energieverzehrvorrichtung
2: Kraftübertragungselement
2a: wagenkastenseitiger Endbereich des Kraftübertragungselementes
3: Konterelement
4: Führungsfläche
5a, b ,c: Durchgänge
6: Sensorik
7: Auswerteeinrichtung
8: Speichereinrichtung
10: Dämpfungseinrichtung
11: Dämpfungselement
12: erste Druckplatte
13: zweite Druckplatte
14: erster Anschlag
15: zweiter Anschlag
16: Kegelring
17: Führungsabschnitt
18: Vorspannelement
20: Energieverzehreinrichtung
21: Energieverzehrelement
22: erster Verformungsrohrabschnitt
23: zweiter Verformungsrohrabschnitt
24: Führungsfläche
L: Längsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2072370 A1 [0009]

Claims

Kraftübertragungselement (2) für eine Kupplung eines spurgeführten Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, wobei das Kraftübertragungselement (2) eine Sensorik (6) aufweist zum direkten oder indirekten Ermitteln oder Abschätzen eines Lastwechsels, dem das Kraftübertragungselement (2) im Betrieb unterzogen ist, und insbesondere zum direkten oder indirekten Ermitteln oder Abschätzen einer im Betrieb auf das Kraftübertragungselement (2) wirkenden mechanischen Spannung.
Kraftübertragungselement (2) nach Anspruch 1, wobei die Sensorik (6) mindestens einen Dehnungssensor aufweist zum Erfassen von dehnenden und/oder stauchenden Verformungen von zumindest einem Bereich oder zumindest einem Teil des Kraftü bertrag ungselementes.
Kraftübertragungselement (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sensorik (6) mindestens einen Kraftaufnehmer und/oder mindestens einen Drehmomentaufnehmer jeweils vorzugsweise mit mindestens einem Dehnungssensor aufweist zum Erfassen einer in das Kraftübertragungselement (2) im Betrieb eingeleiteten Kraft und/oder eines in das Kraftübertragungselement (2) im Betrieb eingeleiteten Drehmomentes.
Kraftübertragungselement (2) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der mindestens eine Dehnungssensor ein aktiver Dehnungssensor mit integrierter Verstärkerelektronik ist.
Kraftübertragungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sensorik (6) mindestens einen Beschleunigungssensor aufweist zum Erfassen eines insbesondere charakteristischen Schwingungsspektrums des Kraftübertragungselementes, wobei das Kraftübertragungselement (2) vorzugsweise ferner einen Schwingungserzeuger aufweist zum Induzieren einer Schwingung in dem Kraftübertragungselement (2).
Kraftübertragungselement (2) nach Anspruch 5, wobei der Sensorik (6) eine Auswerteeinrichtung (7) zugeordnet ist zum Analysieren eines als Beschleunigungszeitsignal über eine vorab festgelegte oder festlegbare Zeitperiode mit Hilfe des Beschleunigungssensors aufgenommenen Schwingungsspektrums, wobei die Auswerteeinrichtung (7) ausgebildet ist, das aufgenommene Schwingungsspektrum mit einem vorab festgelegten oder festlegbaren Soll-Schwingungsspektrum zu vergleichen und in Abhängigkeit von einem Grad der Abweichung eine entsprechende Meldung und/oder Mitteilung zu generieren und über eine Schnittstelle der Auswerteeinrichtung (7) auszugeben.
Kraftübertragungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Sensorik (6) eine Speichereinrichtung (8) zugeordnet ist zum Speichern von insbesondere im Hinblick auf den Betrieb des Kraftübertragungselementes relevanten Informationen und Daten, wobei die Speichereinrichtung (8) insbesondere ausgebildet ist, vorzugsweise alle mit der Sensorik (6) erfassten Daten und Informationen dauerhaft zu speichern, und wobei die Speichereinrichtung (8) ausgebildet ist, vorzugsweise über einen Fernzugriff zumindest teilweise auslesbar zu sein.
Kraftübertragungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Sensorik (6) eine Speichereinrichtung (8) zugeordnet ist zum Dokumentieren von über einen vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitraum bei einer Kraftübertragung auftretenden Belastungen des Kraftü bertrag ungselementes.
Kraftübertragungselement (2) nach Anspruch 8, wobei eine Auswerteeinrichtung (7) vorgesehen ist zum Ermitteln eines Gesamt-Lastwechsel und/oder einer Gesamt-Belastung des Kraftübertragungselementes, und zwar auf Grundlage der dokumentierten Belastungen, und zum Ausgeben einer eine Wartung und/oder einen Austausch einer Komponente betreffenden Information in Abhängigkeit von dem ermittelten Gesamt-Lastwechsel und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung.
Kraftübertragungselement (2) nach Anspruch 6 oder 9, wobei der Auswerteeinrichtung (7) mindestens eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere in Gestalt eines Displays und/oder in Gestalt mindestens einer Lichtquelle, zugeordnet ist zum optischen Anzeigen der ermittelten Gesamt-Belastung und/oder der ausgegebenen Information und/oder einer entsprechend indikativen Information.
Kraftübertragungselement (2) nach Anspruch 6, 9 oder 10, wobei die Auswerteeinrichtung (7) eine digitale Schnittstelle aufweist, insbesondere eine Modbus-, CAN-, CANopen-, IO-Link- und/oder Ethernetkompatible Schnittstelle, zur Datenübertragung mit einer externen Vorrichtung.
Kraftübertragungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Kraftübertragungselement (2) als Kupplungsstange einer Kupplungsanordnung für ein spurgeführtes Fahrzeug und/oder als Teil einer Energieverzehrvorrichtung einer Kupplungsanordnung für ein spurgeführtes Fahrzeug ausgebildet ist.
Kupplungsanordnung für ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, wobei die Kupplungsanordnung einen Kupplungskopf, insbesondere einen Kupplungskopf einer automatischen Mittelpufferkupplung, und ein Kraftübertragungselement (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist, welches mit dem Kupplungskopf verbunden und ausgelegt ist, im Betrieb der Kupplungsanordnung in den Kupplungskopf eingeleitete Stoß- oder Zugkräfte auf einen der Kupplungsanordnung zugeordneten Wagenkasten oder ein Untergestell des Wagenkastens zu übertragen.
Verfahren zum Überwachen der Funktionsweise einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, wobei die Kupplungsanordnung einen Kupplungskopf und ein mit dem Kupplungskopf verbundenes Kraftübertragungselement (2) aufweist, und wobei mit Hilfe einer Sensorik (6) über einen vorab festgelegten oder festlegbaren Zeitraum bei einer Kraftübertragung auftretenden Belastungen des Kraftübertragungselementes erfasst werden und daraus ein Gesamt-Lastwechsel oder eine Gesamt-Belastung ermittelt wird, wobei in Abhängigkeit von dem ermittelten Gesamt-Lastwechsel oder der ermittelten Gesamt-Belastung eine, eine Wartung und/oder einen Austausch einer Komponente der Kupplungsanordnung betreffende Information ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei ferner mit Hilfe mindestens einer Schwingungsmessung über eine vorab festgelegte oder festlegbare Zeitperiode ein Schwingungsspektrum mindestens einer Komponente der Kupplungsanordnung als Beschleunigungszeitsignal aufgenommen und das aufgenommene Schwingungsspektrum analysiert wird, wobei zum Analysieren des aufgenommenen Schwingungsspektrums aus dem aufgenommenen Schwingungsspektrum wenigstens ein Schwingungsmuster und/oder wenigstens eine Schwingungsamplitude extrahiert werden/wird, wobei das mindestens eine extrahierte Schwingungsmuster mit mindestens einem Bezugsmuster verglichen wird und/oder wobei die mindestens eine Schwingungsamplitude mit mindestens einem Bezugswert verglichen wird.