DE102019123233B3

DE102019123233B3 - Device and method for monitoring a sanding process for a sanding system for a rail vehicle, sanding device, rail vehicle and track device

Info

Publication number: DE102019123233B3
Application number: DE102019123233.3A
Authority: DE
Inventors: Georg Krismanic; Kurt Haselsteiner
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2021-02-25
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: WO2021037974A1; EP4021776B1; EP4021776A1

Abstract

Eine Vorrichtung (115) zum Überwachen eines Sandungsvorgangs für eine Sandungsanlage (110) für ein Schienenfahrzeug (100) weist eine Auswerteeinrichtung (170) auf, die dazu ausgebildet ist, um ein Zermahlsignal (175) einzulesen, das einen von einer Sensoreinrichtung (180) sensierten Zermahlvorgang repräsentiert, der ein Zermahlen zumindest eines Streumittelkorns in einem Radschienenspalt (135) zwischen einer Schiene (145) und einem Rad (140) des Schienenfahrzeugs (100) repräsentiert. Die Vorrichtung (115) ist ferner dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Zermahlsignals (175) ein Streumittelmengensignal (185) zu bestimmen, das eine Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern während des Sandungsvorgangs anzeigt.A device (115) for monitoring a sanding process for a sanding system (110) for a rail vehicle (100) has an evaluation device (170) which is designed to read in a grinding signal (175) which is a signal from a sensor device (180) represents a sensed grinding process, which represents a grinding of at least one grit grain in a wheel rail gap (135) between a rail (145) and a wheel (140) of the rail vehicle (100). The device (115) is further designed to use the grinding signal (175) to determine a scattering material quantity signal (185) which indicates a scattering material quantity of ground gritting material grains during the sanding process.

Description

Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen eines Sandungsvorgangs für eine Sandungsanlage für ein Schienenfahrzeug und auf eine Sandungsvorrichtung, ein Schienenfahrzeug und eine Gleisvorrichtung.The present approach relates to a device and a method for monitoring a sanding process for a sanding system for a rail vehicle and to a sanding device, a rail vehicle and a track device.

Beim Sanden eines Schienenfahrzeugs wird Streumittel in einen Radschienenspalt zwischen eine Schiene und ein Rad des Schienenfahrzeugs befördert, um bei einem Bremsvorgang bei niedrigen und sehr niedrigen Haftwerten die Bremswirkung signifikant zu verbessern und damit kurze Bremswege zu ermöglichen. Dies kann erforderlich sein, wenn der Kraftschluss durch Verunreinigungen wie Blätter oder auch durch Staub in Verbindung mit Feuchte stakt reduziert wird. Ohne Gegenmaßnahme kann dies zum Stillstand der Räder und in der Folge zu Flachställen auf den Rädern kommen.When a rail vehicle sands, grit is conveyed into a wheel rail gap between a rail and a wheel of the rail vehicle in order to significantly improve the braking effect during braking at low and very low adhesion values and thus enable short braking distances. This can be necessary if the frictional connection is severely reduced by impurities such as leaves or by dust in connection with moisture. Unless countermeasures are taken, the wheels can come to a standstill and consequently flat stalls on the wheels.

Das Dokument DE 10 2013 016 135 B4 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug. Das Dokument DE 10 2011 113 085 B4 offenbart eine Partikelstreuanlage für ein Schienenfahrzeug. Das Dokument DE 20 2014 104 155 U1 offenbart eine Vorrichtung zur Durchflussüberwachung von körnigen Materialien, eine Sandstreuvorrichtung für Fahrzeuge sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Sandstreuvorrichtung. Das Dokument DE 20 2014 104 156 U1 offenbart eine Vorrichtung zur Überwachung des Flusses von mittels Druckluft beförderten flüssigen oder festen Medien, insbesondere Sand, eine Sandstreuvorrichtung für Fahrzeuge sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Sandstreuvorrichtung.The document DE 10 2013 016 135 B4 discloses an apparatus and a method for improving an adhesion value between a wheel and a rail for a rail vehicle. The document DE 10 2011 113 085 B4 discloses a particle scattering system for a rail vehicle. The document DE 20 2014 104 155 U1 discloses a device for flow monitoring of granular materials, a sand spreading device for vehicles and a vehicle with such a sand spreading device. The document DE 20 2014 104 156 U1 discloses a device for monitoring the flow of liquid or solid media conveyed by means of compressed air, in particular sand, a sand spreading device for vehicles and a vehicle with such a sand spreading device.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes eine verbesserte Sandungsvorrichtung, ein verbessertes Schienenfahrzeug, eine verbesserte Gleisvorrichtung, und ein verbessertes Verfahren zum Überwachen eines Sandungsvorgangs zu schaffen.Against this background, the object of the present approach is to create an improved sanding device, an improved rail vehicle, an improved track device, and an improved method for monitoring a sanding process.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Vorrichtungsanspruchs 1, durch eine Sandungsvorrichtung nach Anspruch 11, durch ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 12, durch eine Gleisvorrichtung nach Anspruch 14 und durch ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst.This object is achieved by a device with the features of device claim 1, by a sanding device according to claim 11, by a rail vehicle according to claim 12, by a track device according to claim 14 and by a method according to claim 15.

Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen darin, dass ein Sandungsvorgang einer Sandungsanlage eines Schienenfahrzeugs überwacht wird, um einen Bremsvorgang des Schienenfahrzeugs optimieren zu können.The advantages that can be achieved with the approach presented are that a sanding process of a sanding system of a rail vehicle is monitored in order to be able to optimize a braking process of the rail vehicle.

Eine Vorrichtung zum Überwachen eines Sandungsvorgangs für eine Sandungsanlage für ein Schienenfahrzeug weist eine Auswerteeinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, um ein Zermahlsignal einzulesen, das einen von einer Sensoreinrichtung sensierten Zermahlvorgang repräsentiert, der ein Zermahlen zumindest eines Streumittelkorns in einem Radschienenspalt zwischen einer Schiene und einem Rad des Schienenfahrzeugs repräsentiert. Die Vorrichtung ist ferner dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Zermahlsignals ein Streumittelmengensignal zu bestimmen, das eine Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern während des Sandungsvorgangs anzeigt.A device for monitoring a sanding process for a sanding system for a rail vehicle has an evaluation device which is designed to read in a grinding signal that represents a grinding process sensed by a sensor device, which involves grinding at least one grit grain in a wheel rail gap between a rail and a Represents the wheel of the rail vehicle. The device is further designed to use the grinding signal to determine a scattering material quantity signal which indicates a scattering material quantity of ground gritting material grains during the sanding process.

Während des Sandungsvorgangs kann von der Sandungsanlage des Schienenfahrzeugs Streumittel ausgebracht werden. Streumittel kann sowohl auf natürlich vorkommenden (abgebauten) Medien als auch auf künstlich hergestellten Stoffen basieren. Ein typisches Streumittel ist Sand, der hier auch als Synonym für Streumittel verwendet werden kann. Das Zermahlsignal kann eine von der Sensoreinrichtung während des Sandungsvorgangs sensierte physikalische Größe anzeigen, beispielsweise eine sensierte Beschleunigung, einen sensierten Schall, wie ein Geräusch, oder eine Vibration. Eine Charakteristik des Zermahlsignals kann davon abhängen, ob und gegebenenfalls wie viel von dem ausgebrachten Streumittel zermahlen wird. Somit kann durch eine geeignete Auswertung der Charakteristik des Zermahlsignals auf die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern während des Sandungsvorgangs geschlossen werden. Dabei kann das Zermahlsignal sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich ausgewertet werden. Eine solche Vorrichtung zum Überwachen eines Sandungsvorgangs ermöglicht es vorteilhafterweise, die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern zu erkennen, wodurch eine Funktion oder Fehlfunktion der Sandungsanlage überprüft werden kann. So kann das Streumittelmengensignal beispielsweise Aufschluss darüber geben, ob beim Sandungsvorgang erwartungsgemäß viel Streumittel auf der Schiene, oder aber unerwünscht viel Streumittel neben der Schiene gelandet ist. Ein Sandrohr oder eine andere Komponente der Sandungsanlage kann im Folgenden entsprechend überprüft oder neu eingestellt werden, um zukünftig einen idealen Sandungsvorgang zu ermöglichen, um ein schnelleres und zusätzlich oder alternativ stärkeres Bremsen des Schienenfahrzeugs sicherzustellen.During the sanding process, grit can be applied by the sanding system of the rail vehicle. Litter can be based on naturally occurring (degraded) media as well as artificially produced substances. A typical grit is sand, which can also be used here as a synonym for grit. The grinding signal can indicate a physical variable sensed by the sensor device during the sanding process, for example a sensed acceleration, a sensed sound, such as a noise, or a vibration. A characteristic of the grinding signal can depend on whether and, if applicable, how much of the spreading material is being ground. Thus, through a suitable evaluation of the characteristics of the grinding signal, conclusions can be drawn about the amount of grit of gritted grit during the sanding process. The grinding signal can be evaluated both in the time domain and in the frequency domain. Such a device for monitoring a sanding process advantageously makes it possible to detect the amount of grit in the ground grit grains, whereby a function or malfunction of the sanding system can be checked. For example, the amount of grit signal can provide information about whether, as expected, a lot of grit landed on the rail during the sanding process, or an undesirably large amount of grit landed next to the rail. A sand pipe or another component of the sanding system can subsequently be checked or readjusted accordingly in order to enable an ideal sanding process in the future to ensure faster and additionally or alternatively stronger braking of the rail vehicle.

Die Vorrichtung kann auch die Sensoreinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, um den Zermahlvorgang zu sensieren und das den sensierten Zermahlvorgang repräsentierende Zermahlsignal bereitzustellen. Wenn die Auswerteeinrichtung und die Sensoreinrichtung separat voneinander angeordnet sind, kann eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsschnittstelle zwischen der Auswerteeinrichtung und der Sensoreinrichtung vorgesehen sein. Vorteilhafterweise können die Auswerteeinrichtung und die Sensoreinrichtung gemeinsam an dem Schienenfahrzeug oder gemeinsam an einer Gleisvorrichtung oder aufgeteilt auf das Schienenfahrzeug und die Gleisvorrichtung angeordnet sein.The device can also have the sensor device which is designed to sense the grinding process and to provide the grinding signal representing the sensed grinding process. If the evaluation device and the sensor device are arranged separately from one another, a wireless or wired one can be used Communication interface between the evaluation device and the sensor device can be provided. The evaluation device and the sensor device can advantageously be arranged jointly on the rail vehicle or jointly on a track device or divided between the rail vehicle and the track device.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Sensoreinrichtung ausgebildet ist, um eine Beschleunigung eines Elements des Schienenfahrzeugs oder eines Schienenelements einer Gleisvorrichtung und zusätzlich oder alternativ eine Schallwelle zu erfassen und ein die Beschleunigung repräsentierendes Beschleunigungssignal bereitzustellen. Das Element des Schienenfahrzeugs kann ein Rad oder eine Radachse des Schienenfahrzeugs sein. Bei der Schallwelle kann es sich um eine Körperschallwelle oder eine Luftschallwelle handeln. Somit kann die Sensoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform ausgebildet sein, um ein akustisches Signals zu erfassen. Eine akustische Auswertung ist vorteilhaft. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise einen Beschleunigungssensor und zusätzlich oder alternativ zumindest eine Membran oder ein Mikrofon umfassen. Beispielsweise kann das Mikrofon am Sandschlauch, beispielsweise an der Sandrohrheizung, angeordnet sein. Das Beschleunigungssignal und insbesondere das während des Sandungsvorgangs bereitgestellte Beschleunigungssignal kann somit von der Vorrichtung als das Zermahlsignal verwendet werden. Eine solche Sensoreinrichtung schafft eine einfache Methode, den Zermahlvorgang zu sensieren.It is also advantageous if the sensor device is designed to detect an acceleration of an element of the rail vehicle or a rail element of a track device and additionally or alternatively a sound wave and to provide an acceleration signal representing the acceleration. The element of the rail vehicle can be a wheel or a wheel axle of the rail vehicle. The sound wave can be a structure-borne sound wave or an air-borne sound wave. Thus, according to one embodiment, the sensor device can be designed to detect an acoustic signal. An acoustic evaluation is advantageous. The sensor device can, for example, comprise an acceleration sensor and additionally or alternatively at least one membrane or a microphone. For example, the microphone can be arranged on the sand hose, for example on the sand pipe heater. The acceleration signal and in particular the acceleration signal provided during the sanding process can thus be used by the device as the grinding signal. Such a sensor device creates a simple method of sensing the grinding process.

Die Vorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform ferner eine Sendeeinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, um das Streumittelmengensignal an eine Fahrzeugsteuerung des Schienenfahrzeugs zu senden. So kann das Streumittelmengensignal von einer bereits vorhandenen Fahrzeugsteuerung des Schienenfahrzeugs weiterverarbeitet werden.According to one embodiment, the device can furthermore have a transmitting device which is designed to transmit the scattered material quantity signal to a vehicle controller of the rail vehicle. In this way, the scattered material quantity signal can be further processed by an existing vehicle control of the rail vehicle.

Die Auswerteeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, um die Amplitude und zusätzlich oder alternativ Frequenz des Zermahlsignals auszuwerten, um das Streumittelmengensignal zu bestimmen. Die Amplitude des Zermahlsignals kann vorteilhafterweise Aufschluss darüber geben, ob bei der Überfahrt des Schienenfahrzeugs überhaupt Streumittel auf der Schiene vorhanden ist. Die Frequenz kann einen Überblick darüber verschaffen, wann wie viel Streumittel beim Sandungsvorgang zermahlen wird.The evaluation device can be designed to evaluate the amplitude and additionally or alternatively the frequency of the grinding signal in order to determine the amount of scattered material signal. The amplitude of the grinding signal can advantageously provide information about whether there is any grit on the rail when the rail vehicle passes over it. The frequency can provide an overview of when and how much grit is ground during the sanding process.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, um das Zermahlsignal mit einem festgelegten Amplitudengrenzwert zu vergleichen, um den Zermahlvorgang zu erkennen. Wenn die Amplitude des Zermahlsignals den Amplitudengrenzwert überschreitet, kann auf das Vorhandensein von Streumittel geschlossen werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, um ein Frequenzspektrum des Zermahlsignals zu ermitteln und auszuwerten, um die zermahlene Streumittelmenge zu bestimmen. Beispielsweise kann aus einer Verteilung oder einem Mittelwert der von dem Zermahlsignal umfassten Frequenzen auf die Menge des pro Zeiteinheit zermahlenen Streumittels geschlossen werden. Dies schafft eine sehr schnelle Methode, den Sandungsvorgang zu überwachen.According to one embodiment, the evaluation device can be designed to compare the grinding signal with a defined amplitude limit value in order to identify the grinding process. If the amplitude of the grinding signal exceeds the amplitude limit value, it can be concluded that scattering material is present. Additionally or alternatively, the evaluation device can be designed to determine and evaluate a frequency spectrum of the grinding signal in order to determine the ground amount of grit. For example, from a distribution or an average value of the frequencies comprised by the grinding signal, conclusions can be drawn about the amount of the gritting material ground per unit of time. This creates a very quick way to monitor the sanding process.

Beispielsweise kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, um das Frequenzspektrum auszuwerten, um die zermahlene Streumittelmenge innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts oder des gesamten Sandungsvorgangs zu bestimmen. Auf diese Weise kann der Sandungsvorgang beispielsweise periodisch oder fortlaufend überwacht werden.For example, the evaluation device can be designed to evaluate the frequency spectrum in order to determine the ground amount of grit within a certain period of time or the entire sanding process. In this way, the sanding process can be monitored periodically or continuously, for example.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Vorrichtung eine Vergleichseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Streumittelmengensignals und eines Sollstreumittelmengensignals, das eine erwartete Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern repräsentiert, ein Warnsignal auszugeben, wenn die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern von der gewünschten Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern abweicht. Zusätzlich oder alternativ kann die Vergleichseinrichtung dazu ausgebildet sein, ein Bestätigungssignal auszugeben, wenn die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern der gewünschten Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern entspricht.It is also advantageous if the device has a comparison device which is designed to output a warning signal using the scattering material amount signal and a target scattering material amount signal that represents an expected amount of gritting material amount of ground gritting material grains when the amount of gritting material amount of ground gritting material grains is less than the desired amount of gritting material deviates from ground grit grains. Additionally or alternatively, the comparison device can be designed to output a confirmation signal when the amount of grit of ground grit corresponds to the desired amount of grit of ground grit.

Die Vergleichseinrichtung kann in die Auswerteeinrichtung oder die Fahrzeugsteuerung implementiert sein. Das Sollstreumittelmengensignal kann ein von einer Sandungsanforderungseinrichtung der Sandungsanlage bereitgestelltes oder eingelesenes Signal sein. Die Vergleichseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, um die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern mit der erwarteten Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern zu vergleichen und abhängig von einem Vergleichsergebnis entweder das Warnsignal oder das Bestätigungssignal auszugeben. Das Bestätigungssignal kann hierbei als ein Entwarnungssignal verstanden werden, das eine korrekte Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern anzeigt. Dies schafft eine Unterscheidungsmöglichkeit zum Erkennen, ob die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern korrekt ist, oder nicht.The comparison device can be implemented in the evaluation device or the vehicle controller. The target amount of scattering material signal can be a signal provided or read in by a sand request device of the sanding system. The comparison device can be designed to compare the amount of grit of ground grit with the expected amount of grit of grit and to output either the warning signal or the confirmation signal depending on a comparison result. The confirmation signal can be understood as an all-clear signal, which indicates the correct amount of grit of ground grit. This creates a differentiation possibility for recognizing whether the amount of grit of ground grit is correct or not.

Beispielsweise kann das Warnsignal dazu ausgebildet sein, um eine Information an einen Fahrzeugführer des Schienenfahrzeugs über eine inkorrekte zermahlene Streumittelmenge anzeigen. Zusätzlich oder alternativ kann das Warnsignal dazu ausgebildet sein, um eine Differenz zwischen der ausgegebene Streumittelmenge und den zermahlenen Streumittelkörnern anzeigen und zusätzlich oder alternativ eine Ausrichtung eines Sandrohrs der Sandungsanlage zu verändern. Beispielsweise kann das Warnsignal geeignet sein, um eine optische oder akustische Anzeigeeinrichtung zu aktivieren.For example, the warning signal can be designed to display information to a driver of the rail vehicle about an incorrectly ground amount of grit. Additionally or alternatively, the warning signal can be added be designed to indicate a difference between the dispensed amount of grit and the ground grit grains and additionally or alternatively to change an alignment of a sand pipe of the sanding system. For example, the warning signal can be suitable for activating an optical or acoustic display device.

Gemäß einer Ausführungsform können die Sensoreinrichtung und die Auswerteeinrichtung als ein Bauteil ausgeformt sein oder aber als zumindest zwei getrennte Bauteile ausgeformt sein. Als ein Bauteil können die Sensoreinrichtung und die Auswerteeinrichtung beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen oder aber die Auswerteeinrichtung kann in die Sensoreinrichtung integriert angeordnet sein. Als zumindest zwei getrennte Bauteile können die Sensoreinrichtung und die Auswerteeinrichtung beispielsweise in getrennten Gehäusen aufgenommen sein. Als ein Bauteil kann die komplette Vorrichtung beispielsweise nahe des Radschienenspalts angeordnet werden, beispielsweise an dem Rad oder Achslager oder an einem Radlager, beispielsweise bei einem Einzelradfahrwerk, des Schienenfahrzeugs oder an einem Schienenelement einer Gleisvorrichtung, um hier das Zermahlen des von Streumittelkörnern ideal sensieren und auswerten zu können. Als zwei Bauteile kann zumindest die Sensoreinrichtung nahe des Radschienenspalts angeordnet werden und die Auswertung durch die Auswerteeinrichtung beispielsweise in einem anderen Bereich des Schienenfahrzeugs stattfinden, der beispielsweise vor Umwelteinflüssen geschützt ist.According to one embodiment, the sensor device and the evaluation device can be shaped as one component or else as at least two separate components. As one component, the sensor device and the evaluation device can be accommodated in a common housing, for example, or the evaluation device can be arranged integrated into the sensor device. As at least two separate components, the sensor device and the evaluation device can be accommodated in separate housings, for example. As a single component, the complete device can be arranged, for example, near the wheel rail gap, for example on the wheel or axle bearing or on a wheel bearing, for example in the case of a single-wheel chassis, the rail vehicle or on a rail element of a track device, in order to ideally sense and evaluate the grinding of the grit to be able to. As two components, at least the sensor device can be arranged close to the wheel rail gap and the evaluation by the evaluation device can take place, for example, in another area of the rail vehicle that is protected from environmental influences, for example.

Eine Sandungsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug weist eine Sandungsanlage und eine Vorrichtung auf, die in einer der vorangehend beschriebenen Varianten ausgeformt ist. Eine solche Sandungsvorrichtung kann vorteilhafterweise ein Sanden des Schienenfahrzeugs ermöglichen und dabei dank der Vorrichtung die eigene Sandungsfunktion überwachen.A sanding device for a rail vehicle has a sanding system and a device which is formed in one of the variants described above. Such a sanding device can advantageously enable sanding of the rail vehicle and, thanks to the device, monitor its own sanding function.

Es wird ferner ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Sandungsvorrichtung vorgestellt. Dieses Schienenfahrzeug kann vorteilhafterweise effektiv gesandet werden, wobei der Sandungsvorgang dank der Vorrichtung optimal überwacht wird. Zumindest die Sensoreinrichtung der Vorrichtung kann an oder in einem Achslager, einer Radachse, einem Rad, einem Drehgestell und zusätzlich oder alternativ einem Unterbau des Schienenfahrzeugs angeordnet sein. Es kann auch die gesamte Vorrichtung an oder in dem Achslager, der Radachse, dem Rad, dem Drehgestell oder dem Unterbau des Schienenfahrzeugs angeordnet sein. Die genannten Positionen sind nahe am Radschienenspalt und ermöglichen hier ein ideales Sensieren des Zermahlens von Streumittelkörnern.A rail vehicle with such a sanding device is also presented. This rail vehicle can advantageously be sanded effectively, the sanding process being optimally monitored thanks to the device. At least the sensor device of the device can be arranged on or in an axle bearing, a wheel axle, a wheel, a bogie and additionally or alternatively a substructure of the rail vehicle. The entire device can also be arranged on or in the axle bearing, the wheel axle, the wheel, the bogie or the substructure of the rail vehicle. The positions mentioned are close to the wheel rail gap and enable ideal sensing of the grinding of grit grains.

Eine Gleisvorrichtung mit einem Schienenelement weist eine der vorangehend beschriebenen Vorrichtungen auf, wobei zumindest die Sensoreinrichtung an oder in dem Schienenelement angeordnet ist. Es kann auch die gesamte Vorrichtung an oder in dem Schienenelement angeordnet sein. Das Schienenelement kann ein Bauteil der Schiene oder eine Schienenschwelle sein. Eine solche Gleisvorrichtung eignet sich beispielsweise für einen Einsatz im Zusammenhang mit einer Testgleisanlage zum Testen des Sandungsvorgangs außerhalb des normalen Fahrbetriebs des Schienenfahrzeugs. Die Vorrichtung kann hierbei ausgebildet sein, um ansprechend auf ein Aktivierungssignal, das ein Nähern des Schienenfahrzeugs an die Sensoreinrichtung repräsentiert, ein Sandungssignal an die Sandungsanlage des Schienenfahrzeugs auszugeben, um den Sandungsvorgang zu starten. Das Aktivierungssignal kann von einer Detektionseinrichtung ausgegeben oder bereitgestellt werden, die beispielsweise an oder in dem Schienenelement angeordnet ist. Die Detektionseinrichtung kann auch Teil der Vorrichtung sein. Eine solche Gleisvorrichtung kann vorteilhafterweise zum Testen des Sandungsvorgangs der Sandungsanlage dienen, bevor die Sandungsanlage in einem normalen Fahrbetrieb für das Schienenfahrzeug eingesetzt werden soll.A track device with a rail element has one of the devices described above, at least the sensor device being arranged on or in the rail element. The entire device can also be arranged on or in the rail element. The rail element can be a component of the rail or a rail sleeper. Such a track device is suitable, for example, for use in connection with a test track system for testing the sanding process outside of the normal driving operation of the rail vehicle. The device can be designed to output a sanding signal to the sanding system of the rail vehicle in response to an activation signal that represents the approaching of the rail vehicle to the sensor device in order to start the sanding process. The activation signal can be output or provided by a detection device which is arranged, for example, on or in the rail element. The detection device can also be part of the device. Such a track device can advantageously be used to test the sanding process of the sanding system before the sanding system is to be used in normal driving operation for the rail vehicle.

Ein Verfahren zum Überwachen eines Sandungsvorgangs für eine Sandungsanlage für ein Schienenfahrzeug weist einen Schritt des Einlesens und einen Schritt des Bestimmens auf. Im Schritt des Einlesens wird ein Zermahlsignal eingelesen, das einen von einer Sensoreinrichtung sensierten Zermahlvorgang repräsentiert, der ein Zermahlen zumindest eines Streumittelkorns in einem Radschienenspalt zwischen einer Schiene und einem Rad des Schienenfahrzeugs repräsentiert. Im Schritt des Bestimmens wird unter Verwendung des Zermahlsignals ein Streumittelmengensignal bestimmt, das eine Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern während des Sandungsvorgangs anzeigt.A method for monitoring a sanding process for a sanding system for a rail vehicle has a reading-in step and a determining step. In the reading-in step, a grinding signal is read in that represents a grinding process sensed by a sensor device, which represents grinding of at least one grit in a wheel rail gap between a rail and a wheel of the rail vehicle. In the step of determining, using the grinding signal, a scattering material quantity signal is determined which indicates a scattering material quantity of ground gritting material grains during the sanding process.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in der vorangehend beschriebenen Vorrichtung implementiert sein.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in the device described above.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische seitliche Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einer Sandungsvorrichtung mit einer Sandungsanlage und einer Vorrichtung zum Überwachen eines Sandungsvorgangs der Sandungsanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische seitliche Darstellung eines Schienenfahrzeugs und einer Gleisvorrichtung mit einem Schienenelement und einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Darstellung eines Beschleunigungssignals einer Sensoreinrichtung für einen Bremsvorgangs ohne Sandungsvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine schematische Darstellung eines Zermahlsignals einer Vorrichtung für einen Bremsvorgang mit Sandungsvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 eine schematische Darstellung eines Frequenzspektrums für einen Bremsvorgangs ohne Sandungsvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 eine schematische Darstellung eines von einer Vorrichtung ermittelten Frequenzspektrums für einen Bremsvorgang mit Sandungsvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Überwachen eines Sandungsvorgangs für eine Sandungsanlage für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Exemplary embodiments of the approach presented here are explained in more detail in the following description with reference to the figures. Show it:

1 a schematic side view of a rail vehicle with a sanding device with a sanding system and a device for monitoring a sanding process of the sanding system according to an embodiment;
2 a schematic side view of a rail vehicle and a track device with a rail element and a device according to an embodiment;
3 a schematic representation of an acceleration signal of a sensor device for a braking process without sanding process according to an embodiment;
4th a schematic representation of a grinding signal of a device for a braking process with sanding process according to an embodiment;
5 a schematic representation of a frequency spectrum for a braking process without sanding process according to an embodiment;
6th a schematic representation of a frequency spectrum determined by a device for a braking process with sanding process according to an embodiment; and
7th a flowchart of a method for monitoring a sanding process for a sanding system for a rail vehicle according to an embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of advantageous exemplary embodiments of the present approach, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, a repeated description of these elements being dispensed with.

1 zeigt eine schematische seitliche Darstellung eines Schienenfahrzeugs 100 mit einer Sandungsvorrichtung 105 mit einer Sandungsanlage 110 und einer Vorrichtung 115 zum Überwachen eines Sandungsvorgangs der Sandungsanlage 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows a schematic side view of a rail vehicle 100 with a sanding device 105 with a sanding system 110 and a device 115 for monitoring a sanding process of the sanding system 110 according to an embodiment.

Lediglich beispielhaft ist die Sandungsvorrichtung 105 gemäß diesem Ausführungsbeispiel an dem Schienenfahrzeug 100 aufgenommen. Die Sandungsvorrichtung 105 weist die Sandungsanlage 110 zum Sanden des Schienenfahrzeugs 100 und die Vorrichtung 115 auf, die dazu ausgebildet ist, um den Sandungsvorgangs der Sandungsanlage 110 zu überwachen. Die Sandungsanlage 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Sandkasten 120 zum Bevorraten von Streumittel, einen Sanddosierer 125 zum Dosieren des Streumittels und ein Sandrohr 130 zum Zuführen des Streumittels in einen Radschienenspalt 135 zwischen einem Rad 140 des Schienenfahrzeugs 100 und einer Schiene 145, auf welcher das Schienenfahrzeug 100 angeordnet ist. Das Schienenfahrzeug 100 weist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest ein Achslager 150 mit je zwei gelagerten Rädern 140 und/oder zumindest ein Drehgestell 155, eine Fahrzeugsteuerung 160 und/oder eine Sandungssteuerung 165 auf. Die Sandungssteuerung 165 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel signaltechnisch mit der Fahrzeugsteuerung 160 verbunden und dazu ausgebildet, um den Sanddosierer 125 anzusteuern, um das Dosieren des Streumittels zu bewirken. Die Fahrzeugsteuerung 160, Sandungssteuerung 165, der Sandkasten 120, Sanddosierer 125 und/oder teilweise auch das Sandrohr 130 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem Fahrzeugkörper 167 des Schienenfahrzeugs 100 aufgenommen. Das Drehgestell 155, die Achslager 150, Räder 140 und/oder teilweise auch das Sandrohr 130 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel außerhalb des Fahrzeugkörpers 167 angeordnet. Ein Pfeil 168 zeigt eine Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 100.The sanding device is only an example 105 according to this embodiment on the rail vehicle 100 recorded. The sanding device 105 shows the sanding system 110 for sanding the rail vehicle 100 and the device 115 on, which is designed to the sanding process of the sanding system 110 to monitor. The sanding system 110 has a sandpit according to this embodiment 120 for storing grit, a sand dispenser 125 for dosing the spreading material and a sand pipe 130 for feeding the grit into a wheel rail gap 135 between a wheel 140 of the rail vehicle 100 and a rail 145 on which the rail vehicle 100 is arranged. The rail vehicle 100 furthermore, according to this exemplary embodiment, has at least one axle bearing 150 with two mounted wheels each 140 and / or at least one bogie 155 , a vehicle controller 160 and / or a sanding control 165 on. The sanding control 165 is, according to this exemplary embodiment, signaling with the vehicle control 160 connected and trained to the sand dispenser 125 controlled in order to effect the dosing of the spreading material. The vehicle control 160 , Sanding control 165 , the sandbox 120 , Sand dispenser 125 and / or partly also the sand pipe 130 are according to this embodiment in a vehicle body 167 of the rail vehicle 100 recorded. The bogie 155 who have favourited axle bearings 150 , Bikes 140 and / or partly also the sand pipe 130 are according to this embodiment outside of the vehicle body 167 arranged. An arrow 168 shows a traveling direction of the rail vehicle 100 .

Die Vorrichtung 115 weist eine Auswerteeinrichtung 170 auf, die dazu ausgebildet ist, um ein Zermahlsignal 175 einzulesen, das einen von einer Sensoreinrichtung 180 sensierten Zermahlvorgang repräsentiert, der ein Zermahlen zumindest eines Streumittelkorns, beispielsweise eines Sandkorns, in dem Radschienenspalt 135 repräsentiert. Die Auswerteeinrichtung 170 ist ferner dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Zermahlsignals 175 ein Streumittelmengensignal 185 zu bestimmen, das eine Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern während des Sandungsvorgangs anzeigt. Beispielsweise ist die Auswerteeinrichtung 170 ausgebildet, um eine Charakteristik des Zermahlsignals 175 unter Verwendung einer geeigneten Auswertevorschrift auszuwerten, um das Streumittelmengensignal 185 zu bestimmen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 170 ausgebildet, um einen zeitlichen Verlauf und zusätzlich oder ein Frequenzspektrum des Zermahlsignals 175 auszuwerten, beispielsweise durch einen Vergleich mit für einen Zermahlvorgang charakteristischen Referenzverläufen, Referenzspektren oder Referenzschwellenwerten .The device 115 has an evaluation device 170 on, which is designed to generate a grinding signal 175 read in the one from a sensor device 180 Sensed grinding process represents the grinding of at least one grain of grit, for example a grain of sand, in the wheel rail gap 135 represents. The evaluation device 170 is further designed to use the grinding signal 175 a scattered mean amount signal 185 to determine, which indicates the amount of grit of ground grit during the sanding process. For example, the evaluation device 170 designed to have a characteristic of the grinding signal 175 using a suitable evaluation rule to evaluate the scattered material amount signal 185 to determine. According to one embodiment, the evaluation device 170 designed to a time course and additionally or a frequency spectrum of the grinding signal 175 to evaluate, for example by a comparison with reference curves, reference spectra or reference threshold values characteristic of a grinding process.

Die Auswerteeinrichtung 170 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in dem Fahrzeugkörper 167 aufgenommen.The evaluation device 170 is according to this embodiment in the vehicle body 167 recorded.

Die Vorrichtung 115 umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Sensoreinrichtung 180, die dazu ausgebildet ist, um den Zermahlvorgang zu sensieren und das den sensierten Zermahlvorgang repräsentierende Zermahlsignal 175 bereitzustellen. Die Sensoreinrichtung 180 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um eine Beschleunigung eines Elements des Schienenfahrzeugs 100 oder eines Schienenelements einer Gleisvorrichtung und/oder eine Schallwelle zu erfassen und ein die Beschleunigung repräsentierendes Beschleunigungssignal bereitzustellen, wie es beispielsweise in 3 gezeigt ist. Die Sensoreinrichtung 180 weist hierzu gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Beschleunigungssensor und/oder zumindest eine Membran oder ein Mikrofon auf. Das Zermahlsignal 175 zeigt somit gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine von der Sensoreinrichtung 180 während des Sandungsvorgangs sensierte Beschleunigung an, beispielsweise einen sensierten Schall wie ein Geräusch oder eine Vibration. Somit kann das Beschleunigungssignal während des Sandungsvorgangs als das Zermahlsignal 175 verwendet werden, wie es beispielsweise in 4 gezeigt ist. Die Sensoreinrichtung 180 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel an oder in dem Achslager 150, oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel an oder in der Radachse, dem Rad 140, Drehgestell 155 oder einem Unterbau des Schienenfahrzeugs 100 angeordnet. Wenn die Vorrichtung 115 die Sensoreinrichtung 180 nicht umfasst, weist die Vorrichtung 115 beispielsweise eine Schnittstelle auf, um das Zermahlsignal 175 beispielsweise von einer anderweitig bereits verwendeten Sensorik, Verarbeitungseinrichtung oder Speichereinrichtung einzulesen.The device 115 comprises the sensor device according to this exemplary embodiment 180 which is designed to sense the grinding process and the grinding signal representing the sensed grinding process 175 to provide. The sensor device 180 is designed according to this embodiment to accelerate an element of the rail vehicle 100 or a rail element of a track device and / or a sound wave and to provide an acceleration signal representing the acceleration, as for example in 3 is shown. The sensor device 180 points to this according to this exemplary embodiment, an acceleration sensor and / or at least one membrane or a microphone. The grinding signal 175 thus shows, according to this exemplary embodiment, one of the sensor device 180 acceleration sensed during the sanding process, for example a sensed sound such as a noise or a vibration. Thus, the acceleration signal can be used as the grinding signal during the sanding process 175 used, for example, in 4th is shown. The sensor device 180 is according to this embodiment on or in the axle bearing 150 , or according to an alternative embodiment on or in the wheel axle, the wheel 140 , Bogie 155 or a substructure of the rail vehicle 100 arranged. When the device 115 the sensor device 180 does not include the device 115 for example an interface to the grinding signal 175 for example, read in from a sensor system, processing device or storage device already used elsewhere.

Die Vorrichtung 115 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner eine optionale Sendeeinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, um das Streumittelmengensignal 185 an die Fahrzeugsteuerung 160 des Schienenfahrzeugs 100 zu senden.The device 115 according to this exemplary embodiment furthermore has an optional transmitting device which is designed to transmit the scattered material quantity signal 185 to the vehicle control 160 of the rail vehicle 100 to send.

Die Auswerteeinrichtung 170 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft dazu ausgebildet, um die Amplitude und/oder Frequenz des Zermahlsignals 175 auszuwerten, um das Streumittelmengensignal 185 zu bestimmen. Hierbei ist die Auswerteeinrichtung 170 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um die Amplitude mit einem festgelegten Amplitudengrenzwert zu vergleichen, um den Zermahlvorgang zu erkennen. Der Amplitudengrenzwert ist geeignet, um eine Situation in der kein Streumittel zermahlen wird von einer Situation zu unterscheiden, in der Streumittel zermahlen wird. Der Amplitudengrenzwert kann beispielsweise durch eine Testfahrt bestimmt oder angelernt werden. Zusätzlich oder alternativ ist die Auswerteeinrichtung 170 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um unter Verwendung des Zermahlsignals 175 ein Frequenzspektrum des Zermahlsignals 175 zu ermitteln und auszuwerten, um die zermahlene Streumittelmenge zu bestimmen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 170 dazu ausgebildet, um das Frequenzspektrum auszuwerten, um die zermahlene Streumittelmenge innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts oder des gesamten Sandungsvorgangs zu bestimmen, wie in 6 gezeigt. Dazu ist die Auswerteeinrichtung 170 beispielsweise dazu ausgebildet, um ein Maximum oder einen Mittelwert oder eine Verteilung des Frequenzspektrums zu ermitteln und auszuwerten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinrichtung 170 dazu ausgebildet, um das Maximum des Frequenzspektrums zu verwenden, um eine Menge von pro Zeiteinheit zermahlenen Streumittelkörnern zu ermitteln. Dabei kann das Maximum beispielsweise verwendet werden, wenn eine dem Maximum zugeordnete Frequenz in einem vorbestimmten und für einen Zermahlvorgang charakteristischen Frequenzbereich 610 liegt.The evaluation device 170 is designed according to this embodiment example to the amplitude and / or frequency of the grinding signal 175 to evaluate the scattered material amount signal 185 to determine. Here is the evaluation device 170 in accordance with this exemplary embodiment designed to compare the amplitude with a fixed amplitude limit value in order to identify the grinding process. The amplitude limit value is suitable for distinguishing a situation in which no litter is being ground from a situation in which litter is being ground. The amplitude limit value can be determined or learned, for example, by a test drive. The evaluation device is also or alternatively 170 in accordance with this exemplary embodiment designed to use the grinding signal 175 a frequency spectrum of the grinding signal 175 to determine and evaluate in order to determine the ground amount of grit. According to one embodiment, the evaluation device 170 designed to evaluate the frequency spectrum in order to determine the ground amount of grit within a certain period of time or the entire sanding process, as in FIG 6th shown. The evaluation device is for this purpose 170 for example designed to determine and evaluate a maximum or a mean value or a distribution of the frequency spectrum. According to one embodiment, the evaluation device 170 designed to use the maximum of the frequency spectrum in order to determine a quantity of grit granules ground per unit of time. The maximum can be used, for example, when a frequency assigned to the maximum is in a predetermined frequency range that is characteristic of a grinding process 610 lies.

Die Vorrichtung 115 weist ferner gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Vergleichseinrichtung 190 auf, die dazu ausgebildet ist, um unter Verwendung des Streumittelmengensignals 185 und eines Sollstreumittelmengensignals, das eine erwartete Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern repräsentiert, ein Warnsignal 192 auszugeben, wenn die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern von der gewünschten Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern abweicht und/oder ein Bestätigungssignal auszugeben, wenn die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern der gewünschten Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern entspricht. Das Sollstreumittelmengensignal wird beispielsweise über eine Schnittstelle zu einer Steuereinrichtung zum Steuern der Sandungsanlage 110 oder zum Steuern einer Bremsvorrichtung des Schienenfahrzeugs 100 eingelesen.The device 115 furthermore, according to this exemplary embodiment, has a comparison device 190 which is designed to use the scattered material amount signal 185 and a target amount of grit signal representing an expected amount of grit of ground grit, a warning signal 192 output when the amount of grit of ground grit deviates from the desired amount of grit of grit and / or to output a confirmation signal when the amount of grit of grit corresponds to the desired amount of grit of grinded grit. The target amount of scattering material signal is sent, for example, via an interface to a control device for controlling the sanding system 110 or for controlling a braking device of the rail vehicle 100 read in.

Die Vergleichseinrichtung 190 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in die Auswerteeinrichtung 170 oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel in die Fahrzeugsteuerung 160 oder Sandungssteuerung 165 implementiert. Die Vergleichseinrichtung 190 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, um das Sollstreumittelmengensignal von einer Sandungsanforderungseinrichtung der Sandungsanlage 110 einzulesen. Die Vergleichseinrichtung 190 ist dazu ausgebildet, um die Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern mit der erwarteten Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern zu vergleichen und abhängig von einem Vergleichsergebnis entweder das Warnsignal 192 oder das Bestätigungssignal auszugeben.The comparison device 190 is according to this embodiment in the evaluation device 170 or according to an alternative embodiment in the vehicle control 160 or sanding control 165 implemented. The comparison device 190 is designed according to this exemplary embodiment to receive the target amount of scattering material signal from a sand request device of the sanding system 110 read in. The comparison device 190 is designed to compare the amount of grit of ground grit with the expected amount of grit of grit and either the warning signal depending on a comparison result 192 or to output the confirmation signal.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Warnsignal 192 dazu ausgebildet, um eine Information an einen Fahrzeugführer 195 des Schienenfahrzeugs 100 über eine inkorrekte zermahlene Streumittelmenge anzeigen und/oder eine Differenz zwischen der ausgegebene Streumittelmenge und der zermahlenen Streumittelmenge anzeigen und/oder eine Ausrichtung des Sandrohrs 130 der Sandungsanlage 110 zu verändern. Eine entsprechende Anzeige für den Fahrzeugführer 195 kann über eine geeignete Anzeigeeinrichtung erfolgen. Die Ausrichtung des Sandrohrs 130 kann unter Verwendung einer geeigneten Stelleinrichtung erfolgen.According to one embodiment, the warning signal is 192 designed to provide information to a vehicle driver 195 of the rail vehicle 100 display an incorrectly ground amount of grit and / or a difference between the amount of grit dispensed and the ground amount of grit and / or an alignment of the sand pipe 130 the sanding system 110 to change. A corresponding display for the vehicle driver 195 can be done using a suitable display device. The orientation of the sand pipe 130 can be done using a suitable control device.

Lediglich beispielhaft sind die Sensoreinrichtung 180 und die Auswerteeinrichtung 170 gemäß diesem Ausführungsbeispiel als zwei getrennte Bauteile ausgeformt, wobei die Sensoreinrichtung 180 und die Auswerteeinrichtung 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel in getrennten Gehäusen aufgenommen sind. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Sensoreinrichtung 180 und die Auswerteeinrichtung 170 als ein Bauteil ausgeformt. Hierbei sind die Sensoreinrichtung 180 und die Auswerteeinrichtung 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen oder aber die Auswerteeinrichtung 170 ist in die Sensoreinrichtung 180 integriert angeordnet. Als ein Bauteil ist die komplette Vorrichtung 115 gemäß einem Ausführungsbeispiel nahe des Radschienenspalts 135 angeordnet, beispielsweise an dem Rad 140, Achslager 150, der Radachse, dem Drehgestell 155 oder dem Unterbau des Schienenfahrzeugs 100.The sensor devices are only exemplary 180 and the evaluation device 170 according to this embodiment as two separate components, the sensor device 180 and the evaluation device 170 are accommodated in separate housings according to one embodiment. According to an alternative embodiment, the sensor devices 180 and the evaluation device 170 molded as one component. Here are the sensor devices 180 and the evaluation device 170 according to an exemplary embodiment received in a common housing or else the evaluation device 170 is in the sensor device 180 arranged integrated. As one component is the complete device 115 according to one embodiment near the wheel rail gap 135 arranged, for example on the wheel 140 , Axle bearings 150 , the wheel axle, the bogie 155 or the substructure of the rail vehicle 100 .

Sandungssysteme mit Sandungsanlagen 110 dienen bei Schienenfahrzeugen 100 dazu, Streumittel auf die Schiene 145 vor das ihn überrollende Rad 140 oder direkt in den Radschienenspalt 135 zu bringen, um den Reibwert zwischen Rad 140 und Schiene 145 zu erhöhen oder auf einen ursprünglich höheren Wert zu bringen. Durch diese Maßnahme können die Traktion und die Bremsung des Schienenfahrzeuges 100 verbessert werden. Sandungssysteme werden oft als Systeme betrachtet, welche einen erheblichen Faktor zur Risikominderung betreffend Unfälle beitragen, da bei einer Bremsung mit aktivierter Streumittelausbringung, also einem Sandungsvorgang, der Bremsweg verkürzt werden kann.Sanding systems with sanding systems 110 are used in rail vehicles 100 in addition, grit on the rail 145 in front of the wheel rolling over him 140 or directly in the wheel rail gap 135 bring to the coefficient of friction between wheel 140 and rail 145 to increase or to bring to an originally higher value. This measure can reduce the traction and braking of the rail vehicle 100 be improved. Sanding systems are often viewed as systems which contribute a considerable factor to reducing the risk of accidents, since the braking distance can be shortened when braking with activated spreading material, i.e. a sanding process.

Die hier vorgestellte Vorrichtung 115 ermöglicht es nun vorteilhafterweise, die vollständige Funktionskette des Sandungssystems von der Anforderung der Sandung durch den Fahrzeugführer 195 oder die Fahrzeugsteuerung 160 durch die Sandrohrdüse bis hin zum Streumittel, welcher im Radschienenspalt 135 zermahlen wird, überprüfen zu können. Somit ist nun eine Anrechnung der hier vorgestellten Sandungsvorrichtung 105 zu risikomindernden Maßnahmen - im Konkreten zu Bremsweg reduzierenden Maßnahmen - möglich. Hierbei ermöglicht die Vorrichtung 115 vorteilhafterweise eine quantitative Erfassung des in den Radschienenspalt 135 gelangenden Streumittels.The device presented here 115 it now advantageously enables the complete functional chain of the sanding system from the request for sanding by the vehicle driver 195 or the vehicle control 160 through the sand pipe nozzle to the grit, which in the wheel rail gap 135 is crushed to be able to check. Thus, the sanding device presented here is now taken into account 105 Measures to reduce risk - specifically measures to reduce braking distance - possible. The device enables this 115 advantageously a quantitative detection of the amount in the wheel rail gap 135 arriving grit.

Nur das Streumittel, welches in den Radschienenspalt 135 gelangt, trägt zu der erwünschten Reibwerterhöhung bei. Ob das Streumittel auf die Schiene 145 gelangt, könnte beispielsweise im Stillstand des Schienenfahrzeuges 100 ermittelt werden, wobei durch die Luftströmung, welche bei der Fahrt entsteht, das Streumittel im Extremfall auch neben die Schiene 145 geblasen werden könnte. Es könnten bei Fahrversuchen auch Kameras verwendet werden, um die Treffgenauigkeit der Streumittelausbringung in den Radschienenspalt 135 optisch zu überwachen. Kameras liefern aber nur qualitative, nicht aber quantitative Ergebnisse. Die Vorrichtung 115 ermöglicht nun eine Methode, im regulären Bahnbetrieb in den Radschienenspalt 135 gelangtes Streumittel quantitativ und/oder während der Fahrt zu erfassen.Only the grit that gets into the wheel rail gap 135 reaches, contributes to the desired increase in the coefficient of friction. Whether the grit on the rail 145 arrives could, for example, when the rail vehicle is at a standstill 100 can be determined, with the air flow that occurs during the journey, the grit in extreme cases also next to the rail 145 could be blown. Cameras could also be used during driving tests to check the accuracy of the spreading material in the wheel rail gap 135 monitor optically. However, cameras only deliver qualitative, not quantitative results. The device 115 now enables a method in regular rail operations in the wheel rail gap 135 to record grit arrived quantitatively and / or while driving.

Der hier vorgestellte Ansatz betrifft eine mobile oder stationäre Überwachungs- und Messeinrichtung für das Sandungssystem eines Schienenfahrzeugs. In 1 ist ein mobiles und in 2 ein stationäres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 115 beschrieben. Die Vorrichtung 115 löst das Problem, die im Radschienenspalt 135 zermahlene Streumittelmenge, während der Fahrt und auch im normalen Fahrbetrieb, erfassen zu können. Eine Aufgabe des hier beschriebenen Ansatzes besteht also darin, eine entsprechende Sensorik und Auswertprozeduren zu finden.The approach presented here relates to a mobile or stationary monitoring and measuring device for the sanding system of a rail vehicle. In 1 is a mobile and in 2 a stationary embodiment of the device 115 described. The device 115 solves the problem in the wheel rail gap 135 to be able to record the amount of grit, while driving and also during normal driving. One of the tasks of the approach described here is to find appropriate sensors and evaluation procedures.

Ein grundsätzlicher Gedanke ist es, aus zumindest einem Zermahlsignal 175, welches auch als „zeitliche Beschleunigungssignale“ bezeichnet werden kann, welche an entsprechenden Messstellen aufgenommen werden, auf die Menge des zermahlenen Streumittels zu schließen. Das Zermahlen der Streumittelkörner erzeugt Vibrationen, die - wenn im hörbaren Frequenzbereich - auch akustisch wahrnehmbar sind. Durch das Zermahlen der Streumittelkörner im Radschienenspalt 135 kommen Beschleunigungen zustande, welche sich auf Rad 140 und Schiene 145 und in Folge auf Radachse und Radlager einerseits sowie auf Schienenschwelle und Unterbau andererseits übertragen. Entsprechende Messstellen für die Sensoreinrichtung 180 sind somit gemäß einem Ausführungsbeispiel an Rad 140, Schiene 145, Radachse, Achslager 150, Drehgestell 155, Schienenschwelle, Unterbau und/oder an weiteren Körpern, an die diese Beschleunigungen übertragen werden. Beschleunigungen können auch an Gase, wie beispielsweise als Schall in die Umgebungsluft, und an feste Körper, als Körperschall übertragen werden. Entsprechende Messstellen für die Sensoreinrichtung 180 können somit auch gemäß einem Ausführungsbeispiel an Membranen, in Mikrofonen nahe dem Radschienenspalt 135 angebracht sein.A basic idea is to get at least one grind signal 175 , which can also be referred to as "temporal acceleration signals", which are recorded at the corresponding measuring points, to infer the amount of the ground grit. The grinding of the grit produces vibrations which - if in the audible frequency range - can also be perceived acoustically. By grinding the grit in the wheel rail gap 135 accelerations come about, which are on wheel 140 and rail 145 and subsequently transferred to the wheel axle and wheel bearing on the one hand and to the rail sleeper and substructure on the other. Corresponding measuring points for the sensor device 180 are thus on wheel according to one embodiment 140 , Rail 145 , Wheel axle, axle bearing 150 , Bogie 155 , Rail sleeper, substructure and / or on other bodies to which these accelerations are transmitted. Accelerations can also be transmitted to gases, such as sound in the ambient air, and to solid bodies, as structure-borne sound. Corresponding measuring points for the sensor device 180 can thus also, according to one embodiment, on membranes, in microphones near the wheel rail gap 135 to be appropriate.

Jedes im Radschienenspalt 135 zermahlene Streumittelkorn erzeugt einen Beschleunigungsimpuls. Ein solcher Beschleunigungsimpuls wird in dem Zermahlsignal 175 abgebildet. Mehrere solcher Pulse, welche in zeitlicher Folge erzeugt werden, liefern ein Beschleunigungsspektrum. In diesem Beschleunigungsspektrum kann aus den Frequenzen der zeitliche Abstand von aufeinander folgenden Streumittelkornzermahlungen bestimmt werden. Hierzu wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Auswerteeinrichtung 170 verwendet. Aus der Amplitude des Zermahlsignals 175 in Form eines Beschleunigungssignals schließt die Auswerteeinrichtung 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel bereits auf die korrekte Ausrichtung der Sandrohrdüse des Sandrohrs 130 betreffend der Treffergenauigkeit des Streumittels in den Radschienenspalt 135. Ein Maximum im Beschleunigungsspektrum zeigt gemäß einem Ausführungsbeispiel außerdem die mittlere Frequenz der Streumittelkornzermahlungen an. Aus dieser mittleren Frequenz schießt die Auswerteeinrichtung 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel auf die Anzahl der zermahlenen Streumittelkörner pro Zeiteinheit. Unter Verwendung der bekannten mittleren Streumittelkornmasse schließt die Auswerteeinrichtung 170 gemäß einem Ausführungsbeispiel auf die zermahlene Streumittelmenge pro Zeiteinheit, das heißt, auf die die Masse des zermahlenen Streumittels pro Zeiteinheit. Im Beispiel in 6 eines Beschleunigungsspektrums, das auch als Frequenzspektrum bezeichnet werden kann, ist die Ausbringung von ca. 1500 Streumittelkörnern pro Sekunde im Spektrum durch das Maximum bei ca. 1500 Hz repräsentiert. Die von der Auswerteeinrichtung 170 ermittelten Ergebnisse werden gemäß einem Ausführungsbeispiel unter Verwendung geeigneter Signale, wie beispielsweise dem Streumittelmengensignal 185, angezeigt oder bereitgestellt.Each in the wheel rail gap 135 crushed grit generates an acceleration pulse. Such an acceleration pulse is included in the grinding signal 175 pictured. Several such pulses, which are generated in chronological order, provide an acceleration spectrum. In this acceleration spectrum, the time interval between successive grit granules can be determined from the frequencies. According to this exemplary embodiment, the evaluation device 170 used. From the amplitude of the grinding signal 175 the evaluation device closes in the form of an acceleration signal 170 according to one embodiment already on the correct Alignment of the sand pipe nozzle of the sand pipe 130 Concerning the accuracy of the gritting material in the wheel rail gap 135 . According to one exemplary embodiment, a maximum in the acceleration spectrum also indicates the mean frequency of the grit grinding. The evaluation device shoots from this mean frequency 170 according to one embodiment to the number of ground grit grains per unit of time. The evaluation device closes using the known average grain mass 170 According to one embodiment, to the ground amount of grit per unit of time, that is to say to the mass of the ground to be spread per unit of time. In the example in 6th of an acceleration spectrum, which can also be referred to as a frequency spectrum, the output of approx. 1500 grit grains per second is represented in the spectrum by the maximum at approx. 1500 Hz. The from the evaluation device 170 According to an exemplary embodiment, determined results are using suitable signals, such as the scatter mean quantity signal 185 , displayed or provided.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt 1 eine mobile Ausführung der Vorrichtung 115 mit der Sensoreinrichtung 180 am Achslager 150. Die Vorrichtung 115 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel als eine manuell aktivierte Sandungsüberprüfung entweder manuell durch den Fahrzeugführer 195 oder als automatische Sandungsüberprüfung automatisch bei jedem eingeleiteten Sandungsvorgang aktiviert.According to an embodiment shows 1 a mobile version of the device 115 with the sensor device 180 at the axle bearing 150 . The device 115 is according to one embodiment as a manually activated sanding check either manually by the vehicle driver 195 or automatically activated as an automatic sanding check every time the sanding process is initiated.

Der Fahrzeugführer 195 oder auch gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Gleitschutz fordern über die Fahrzeugsteuerung 160 während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 100 die Sandung an. Die Sandungssteuerung 165 aktiviert den Sanddosierer 125, welcher aus dem Sandkasten 120 Streumittel dosiert und durch das Sandrohr 130 und die Sandrohrdüse in den Radschienespalt 135 fördert. Das Streumittel wird im Radschienespalt 135 zermahlen und erzeugt entsprechende Beschleunigungen am Achslager 150, welche gemäß diesem Ausführungsbeispiel vom Beschleunigungssensor der Sensoreinrichtung 180 aufgenommen und von der Auswerteeinrichtung 170 betreffend Amplitudensignal und Frequenzspektrum ausgewertet werden. Aus dem Amplitudensignal wird mittels eines zuvor festgelegten Grenzwertes ermittelt, ob Streumittel im Radschienespalt 135 zermahlen wurde. Aus dem Frequenzspektrum ermittelt die Auswerteeinrichtung 170 gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Anzahl der im Radschienespalt 135 zermahlenen Streumittelkörner. Mit der zuvor festgelegten mittleren Streumittelkornmasse errechnet die Auswerteeinrichtung 170 gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Streumittelmenge pro Zeit. Außerdem berechnet die Auswerteeinrichtung 170 gemäß diesem Ausführungsbeispiel aus der Signaldauer die kumulierte Streumittelmenge. Die ermittelten Werte werden gemäß einem Ausführungsbeispiel an die Fahrzeugsteuerung 160 und/oder die Vergleichseinrichtung 190 gesendet, welche den Sollwert der Sandungsanforderung mit dem Istwert vergleicht und die korrekte oder inkorrekte Ausführung der Sandungsanforderung an den Fahrzeugführer 195 meldet.The driver of the vehicle 195 or also, according to one exemplary embodiment, request anti-skid protection via the vehicle control 160 while the rail vehicle is in motion 100 the sanding on. The sanding control 165 activates the sand dispenser 125 , which one from the sandpit 120 Scatter dosed and through the sand pipe 130 and the sand pipe nozzle in the wheel rail gap 135 promotes. The grit is in the wheel rail gap 135 grind and generates corresponding accelerations at the axle bearing 150 , which according to this exemplary embodiment from the acceleration sensor of the sensor device 180 and recorded by the evaluation device 170 in terms of amplitude signal and frequency spectrum are evaluated. From the amplitude signal it is determined by means of a previously defined limit value whether there is scattering material in the wheel rail gap 135 was ground. The evaluation device determines from the frequency spectrum 170 according to this embodiment, the number of in the wheel rail gap 135 ground grit grains. The evaluation device calculates with the previously determined average grit grain mass 170 according to this embodiment the amount of grit per time. The evaluation device also calculates 170 according to this embodiment, the cumulative amount of scattering material from the signal duration. According to one exemplary embodiment, the determined values are sent to the vehicle controller 160 and / or the comparison device 190 sent, which compares the setpoint of the sand request with the actual value and the correct or incorrect execution of the sand request to the driver 195 reports.

2 zeigt eine schematische seitliche Darstellung eines Schienenfahrzeugs 100 und einer Gleisvorrichtung 200 mit einem Schienenelement 205 und einer Vorrichtung 115 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das anhand von 1 beschriebene Schienenfahrzeug 100 und die Vorrichtung 115 handeln, mit dem Unterschied, dass die Vorrichtung 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Bauteil ausgeformt und/oder an oder in dem Schienenelement 205 angeordnet ist. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist lediglich die Sensoreinrichtung 180 an oder in dem Schienenelement 205 angeordnet und die anderen Komponenten der Vorrichtung 115 sind wie in 1 beschrieben in dem Fahrzeugkörper 167 aufgenommen. 2 shows a schematic side view of a rail vehicle 100 and a track device 200 with a rail element 205 and a device 115 according to an embodiment. This can be based on 1 described rail vehicle 100 and the device 115 act, with the difference that the device 115 according to this exemplary embodiment formed as a component and / or on or in the rail element 205 is arranged. According to an alternative embodiment, only the sensor device is 180 on or in the rail element 205 arranged and the other components of the device 115 are like in 1 described in the vehicle body 167 recorded.

Das Schienenelement 205 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel als ein Bauteil der Schiene 145 oder eine Schienenschwelle ausgeformt.The rail element 205 is according to this embodiment as a component of the rail 145 or formed a rail sleeper.

Die Vorrichtung 115 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ansprechend auf ein Aktivierungssignal 210, das ein Nähern des Schienenfahrzeugs 100 an die Sensoreinrichtung 180 repräsentiert, ein Sandungssignal 215 an die Sandungsanlage 110 des Schienenfahrzeugs 100 auszugeben, um den Sandungsvorgang zu starten. Das Aktivierungssignal 210 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel von einer Detektionseinrichtung 220 ausgegeben oder bereitgestellt, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel an oder in dem Schienenelement 205 angeordnet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Detektionseinrichtung 220, die auch als „Fahrzeugdetektor“ bezeichnet werden kann, Teil der Vorrichtung 115.The device 115 is designed according to this embodiment to respond to an activation signal 210 the approaching of the rail vehicle 100 to the sensor device 180 represents a sanding signal 215 to the sanding system 110 of the rail vehicle 100 to start the sanding process. The activation signal 210 is according to this exemplary embodiment by a detection device 220 issued or provided according to this exemplary embodiment on or in the rail element 205 is arranged. According to one embodiment, the detection device is 220 , which can also be referred to as a “vehicle detector”, is part of the device 115 .

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel empfängt die Sendeeinrichtung 225 der Vorrichtung 115 das Aktivierungssignal 210 und sendet ansprechend auf das Aktivierungssignal 210 das Sandungssignal 215 an einen Empfänger 230 im Fahrzeugkörper 167. Der Empfänger 230 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel signaltechnisch mit der Fahrzeugsteuerung 160 verbunden.According to this exemplary embodiment, the transmitting device receives 225 the device 115 the activation signal 210 and transmits in response to the activation signal 210 the sanding signal 215 to a recipient 230 in the vehicle body 167 . The recipient 230 is, according to this exemplary embodiment, signaling with the vehicle control 160 connected.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt 2 ein stationäres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 115 an der Schiene 145 mit einer gemäß diesem Ausführungsbeispiel automatischen Sandungsüberprüfung.According to an embodiment shows 2 a stationary embodiment of the device 115 on the rail 145 with an according to this embodiment automatic sanding check.

Die vorgelagerte Detektionseinrichtung 220 sendet gemäß einem Ausführungsbeispiel per Funk an den Empfänger 230 im Schienenfahrzeug 100 ein Signal, dass das Schienenfahrzeug 100 kurz vor der Vorrichtung 115 ist, die auch als „Sandungsüberprüfungseinheit“ bezeichnet werden kann. Die Fahrzeugsteuerung 160 fordert daraufhin für eine definierte Zeit bei weiterhin konstanter Fahrt die Sandung an. Die Sandungssteuerung 165 aktiviert den Sanddosierer 125, welcher aus dem Sandkasten 120 Streumittel dosiert und durch das Sandrohr 130 in den Radschienespalt 135 fördert. Das Streumittel wird im Radschienespalt 135 zermahlen und erzeugt entsprechende Beschleunigungen an der Schiene 145, welche vom stationären Beschleunigungssensor der Sensoreinrichtung 180 aufgenommen und von der Auswerteeinheit 170 betreffend Amplitudensignal und Frequenzspektrum ausgewertet werden. Aus dem Amplitudensignal wird mittels zuvor festgelegten Grenzwertes ermittelt, ob Streumittel im Radschienespalt 135 zermahlen wurde. Aus dem Frequenzspektrum wird die Anzahl der im Radschienespalt 135 zermahlenen Streumittelkörner ermittelt. Die ermittelten Werte werden gemäß einem Ausführungsbeispiel an die Fahrzeugsteuerung 160 oder Vergleichseinrichtung gesendet, welche mit der zuvor festgelegten mittleren Streumittelkornmasse die Streumittelmenge pro Zeit errechnet, den Sollwert der Sandungsanforderung mit dem Istwert vergleicht und/oder die korrekte oder inkorrekte Ausführung der Sandungsanforderung an den Fahrzeugführer 195 meldet.The upstream detection device 220 sends according to one embodiment by radio to the receiver 230 in the rail vehicle 100 a signal that the rail vehicle 100 just before the device 115 which can also be referred to as a "sanding checking unit". The vehicle control 160 then requests sanding for a defined time while continuing to drive at a constant rate. The sanding control 165 activates the sand dispenser 125 , which one from the sandpit 120 Scatter dosed and through the sand pipe 130 in the wheel rail gap 135 promotes. The grit is in the wheel rail gap 135 grind and generate corresponding accelerations on the rail 145 , which from the stationary acceleration sensor of the sensor device 180 and recorded by the evaluation unit 170 in terms of amplitude signal and frequency spectrum are evaluated. From the amplitude signal it is determined by means of a previously defined limit value whether there is scattering material in the wheel rail gap 135 was ground. The number of in the wheel rail gap is determined from the frequency spectrum 135 ground grit determined. According to one exemplary embodiment, the determined values are sent to the vehicle controller 160 or sent a comparison device, which calculates the amount of grit per time with the previously determined average grit grain mass, compares the target value of the sand request with the actual value and / or the correct or incorrect execution of the sand request to the vehicle driver 195 reports.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Beschleunigungssignals 300 einer Sensoreinrichtung für einen Bremsvorgangs 305 ohne Sandungsvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein von einer der in 1 oder 2 beschriebenen Sensoreinrichtungen bereitgestelltes Beschleunigungssignal 300 handeln. Das Beschleunigungssignal 300 ist über die Zeit t(s) aufgetragen. Die Ordinate zeigt eine Beschleunigung m/s² Der Bremsvorgang 305 erfolgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel über eine gesamte Strecke ohne Streumittel und mit 10% Schlupf. Das Beschleunigungssignal 300 stellt ein Zeitsignal dar. 3 shows a schematic representation of an acceleration signal 300 a sensor device for a braking process 305 without sanding process according to an embodiment. This can be one of the in 1 or 2 described sensor devices provided acceleration signal 300 act. The acceleration signal 300 is plotted over time t (s). The ordinate shows an acceleration m / s ² The braking process 305 takes place according to this embodiment over an entire distance without grit and with 10% slip. The acceleration signal 300 represents a time signal.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Zermahlsignals 175 einer Vorrichtung für einen Bremsvorgang mit Sandungsvorgang 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein von der in 1 oder 2 beschriebenen Sensoreinrichtung bereitgestelltes Zermahlsignal 175 handeln, welches von der in 1 oder 2 beschriebenen Auswerteeinrichtung einlesbar ist. 4th shows a schematic representation of a grinding signal 175 a device for a braking process with sanding process 400 according to an embodiment. This can be one of the in 1 or 2 described sensor device provided grinding signal 175 act which of the in 1 or 2 described evaluation device can be read.

Gezeigt ist entsprechend zu 3 ein Beschleunigungssignal 300 einer Sensoreinrichtung , wobei das Beschleunigungssignal 300 gemäß diesem Ausführungsbeispiel während des Zeitraums des Sandungsvorgangs 400 als das Zermahlsignal 175 verwendet wird.Is shown accordingly to 3 an acceleration signal 300 a sensor device, wherein the acceleration signal 300 according to this embodiment during the period of the sanding process 400 as the grinding signal 175 is used.

Das Beschleunigungssignal 300 und somit das Zermahlsignal 175 ist über die Zeit t(s) aufgetragen. Die Ordinate zeigt eine Beschleunigung m/s² Der Sandungsvorgang 400 erfolgt gemäß diesem Ausführungsbeispiel während des Bremsvorgangs für eine Teilstrecke der in 3 beschriebenen gesamten Strecke mit beispielhaften 4 g/m Sand.The acceleration signal 300 and thus the grinding signal 175 is plotted over time t (s). The ordinate shows an acceleration m / s ² The sanding process 400 takes place according to this embodiment during the braking process for a section of the in 3 described entire route with exemplary 4 g / m sand.

Das Beschleunigungssignal 300 weist Schwingungen auf, deren Amplitude während des Sandungsvorgangs 400 um ein Vielfaches über den Amplituden von Schwingungen des Beschleunigungssignals 300 außerhalb des Sandungsvorgangs 400 liegen. Diese Schwingungen werden durch das Zermahlen von Streumittel hervorgerufen. Durch einen Vergleich der Amplituden des Beschleunigungssignals 300 und somit des Zermahlsignals 175 mit einem geeigneten Amplitudengrenzwert kann erkannt werden, das Streumittel zermahlen wird. Dies ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Fall, wenn das Zermahlsignal 175 den Amplitudengrenzwert betragsmäßig überschreitet.The acceleration signal 300 exhibits vibrations, the amplitude of which occurs during the sanding process 400 many times greater than the amplitudes of vibrations of the acceleration signal 300 outside of the sanding process 400 lie. These vibrations are caused by the grinding of grit. By comparing the amplitudes of the acceleration signal 300 and thus the grinding signal 175 with a suitable amplitude limit value it can be recognized that the grit is being ground. According to this exemplary embodiment, this is the case when the grinding signal 175 exceeds the amplitude limit value in terms of amount.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Frequenzspektrums 500 für einen Bremsvorgang ohne Sandungsvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das Frequenzspektrum 500 für das in 3 beschriebene Beschleunigungssignal handeln. Zu erkennen ist, dass das Beschleunigungssignal vorwiegend Frequenzen in einem niedrigen Frequenzbereich, beispielsweise bis 1000 Hz aufweist. 5 shows a schematic representation of a frequency spectrum 500 for a braking process without sanding process according to an embodiment. This can be the frequency spectrum 500 for the in 3 act described acceleration signal. It can be seen that the acceleration signal predominantly has frequencies in a low frequency range, for example up to 1000 Hz.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielsweise von einer Auswerteeinrichtung ermittelten Frequenzspektrums 600 für einen Bremsvorgang mit Sandungsvorgang gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um das Frequenzspektrum 600 für das in 4 beschriebene Zermahlsignal handeln. Ein Teilspektrum 605 eines für den Sandungsvorgang relevanten Frequenzbereichs 610 des Frequenzspektrums 600 zeigt einen für den Sandungsvorgang charakteristischen Verlauf. Aus dem Verlauf des Teilspektrums 605 kann zum einen darauf geschlossen werden, dass Streumittel zermahlen wird, und zum anderen darauf geschlossen werden, wie viel Streumittel pro Zeiteinheit zermahlen wird. Dazu können beispielsweise Frequenzanteile des Frequenzspektrums 600 oder des Teilspektrums 605 mit Frequenzschwellenwerten verglichen werden, oder es kann eine Verteilung der Frequenzanteile des Frequenzspektrums 600 oder des Teilspektrums 605 mit einer Referenzverteilung verglichen werden oder es kann ein Mittelwert der Frequenzanteile des Frequenzspektrums 600 oder des Teilspektrums 605 mit einem Referenzmittelwert verglichen werden oder es kann ein Maximum des Frequenzspektrums 600 oder des Teilspektrums 605 mit einem Referenzmaximum verglichen werden. 6th shows a schematic representation of a frequency spectrum determined, for example, by an evaluation device 600 for a braking process with sanding process according to an embodiment. This can be the frequency spectrum 600 for the in 4th act described grinding signal. A partial spectrum 605 a frequency range relevant for the sanding process 610 of the frequency spectrum 600 shows a characteristic curve for the sanding process. From the course of the partial spectrum 605 On the one hand, it can be concluded that grit is being ground and, on the other hand, it can be concluded how much grit is grinded per unit of time. For this purpose, for example, frequency components of the frequency spectrum 600 or the partial spectrum 605 can be compared with frequency threshold values, or a distribution of the frequency components of the frequency spectrum 600 or the partial spectrum 605 with a reference distribution can be compared or a mean value of the frequency components of the frequency spectrum 600 or the partial spectrum 605 be compared with a reference mean value or it can be a maximum of the frequency spectrum 600 or the partial spectrum 605 be compared with a reference maximum.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Frequenzbereich 610 beispielhaft Frequenzen zwischen 1500 und 2500Hz. Im Vergleich zu dem in 5 gezeigten Frequenzspektrum weist das in 6 gezeigte Frequenzspektrum 600 eine Häufung von Frequenzanteilen innerhalb des Frequenzbereichs 610 auf. Die Häufung der Frequenzanteilen innerhalb des Frequenzbereichs 610 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet, um zu erkennen, das Streumittel zermahlen wird. Eine Verteilung der Frequenzanteile innerhalb des Frequenzbereichs 610 wird gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet, um zu erkennen, wieviel Streumittel pro Zeiteinheit zermahlen wird.According to this exemplary embodiment, the frequency range includes 610 for example frequencies between 1500 and 2500Hz. Compared to the in 5 The frequency spectrum shown in 6th frequency spectrum shown 600 an accumulation of frequency components within the frequency range 610 on. The accumulation of the frequency components within the frequency range 610 is used according to an embodiment to recognize the grit is being ground. A distribution of the frequency components within the frequency range 610 is used according to an embodiment to recognize how much grit is ground per unit of time.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Zerkleinerung von ca. 1500 Sandkörnern pro Sekunde im Frequenzspektrum 600 erkennbar. Die Zerkleinerung der ca. 1500 Sandkörnern pro Sekunde ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Teilspektrum 605 durch das Maximum 615 bei ca. 1500 Hz repräsentiert.According to this embodiment, a comminution of approx. 1500 grains of sand per second is in the frequency spectrum 600 recognizable. The comminution of the approx. 1500 grains of sand per second is in the sub-spectrum according to this exemplary embodiment 605 by the maximum 615 represented at approx. 1500 Hz.

7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 700 zum Überwachen eines Sandungsvorgangs für eine Sandungsanlage für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dieses Verfahren 700 ist von einer der in einer der 1 oder 2 beschriebenen Vorrichtungen ansteuerbar oder ausführbar. 7th shows a flow chart of a method 700 for monitoring a sanding process for a sanding system for a rail vehicle according to an embodiment. This method 700 is from one of the in one of the 1 or 2 described devices controllable or executable.

Das Verfahren 700 weist einen Schritt 705 des Einlesens und einen Schritt 710 des Bestimmens auf. Im Schritt 705 des Einlesens wird ein Zermahlsignal eingelesen, das einen von einer Sensoreinrichtung sensierten Zermahlvorgang repräsentiert, der ein Zermahlen zumindest eines Streumittelkorns in einem Radschienenspalt zwischen einer Schiene und einem Rad des Schienenfahrzeugs repräsentiert. Im Schritt 710 des Bestimmens wird unter Verwendung des Zermahlsignals ein Streumittelmengensignal bestimmt, das eine Streumittelmenge an zermahlenen Streumittelkörnern während des Sandungsvorgangs anzeigt.The procedure 700 has a step 705 of reading and one step 710 of determining. In step 705 During the reading in, a grinding signal is read in, which represents a grinding process sensed by a sensor device, which represents grinding of at least one grain of grit in a wheel rail gap between a rail and a wheel of the rail vehicle. In step 710 In the determination, a scattering material amount signal is determined using the grinding signal, which indicates a scattering material amount of ground gritting material grains during the sanding process.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100: SchienenfahrzeugRail vehicle
105105: SandungsvorrichtungSanding device
110110: SandungsanlageSanding plant
115115: Vorrichtungcontraption
120120: SandkastenSandpit
125125: SanddosiererSand dispenser
130130: SandrohrSand pipe
135135: RadschienenspaltWheel rail gap
140140: Radwheel
145145: Schienerail
150150: AchslagerAxle bearing
155155: Drehgestellbogie
160160: FahrzeugsteuerungVehicle control
165165: SandungssteuerungSanding control
167167: FahrzeugkörperVehicle body
168168: FahrtrichtungDirection of travel
170170: AuswerteeinrichtungEvaluation device
175175: ZermahlsignalGrinding signal
180180: SensoreinrichtungSensor device
185185: StreumittelmengensignalSpread signal
190190: VergleichseinrichtungComparison facility
192192: WarnsignalWarning sign
195195: Fahrzeugführer Vehicle driver
200200: GleisvorrichtungTrack device
205205: SchienenelementRail element
210210: AktivierungssignalActivation signal
215215: SandungssignalSanding signal
220220: DetektionseinrichtungDetection device
225225: SendeeinrichtungSending facility
230230: Empfängerreceiver
300300: BeschleunigungssignalAcceleration signal
305305: Bremsvorgang Braking process
400400: Sandungsvorgang Sanding process
500500: Frequenzspektrum für einen Bremsvorgang ohne Sandungsvorgang Frequency spectrum for a braking process without sanding
600600: Frequenzspektrum für einen Bremsvorgang mit SandungsvorgangFrequency spectrum for a braking process with a sanding process
605605: TeilspektrumPartial spectrum
610610: FrequenzbereichFrequency range
615615: Maximum maximum
700700: Verfahren zum Überwachen eines Sandungsvorgangs für eine Sandungsanlage für ein SchienenfahrzeugMethod for monitoring a sanding process for a sanding system for a rail vehicle
705705: Schritt des EinlesensReading step
710710: Schritt des BestimmensStep of determining

Claims

Device (115) for monitoring a sanding process (400) for a sanding system (110) for a rail vehicle (100), the device (115) having the following features: an evaluation device (170) which is designed to read in a grinding signal (175) which represents a grinding process sensed by a sensor device (180), which involves grinding at least one grit in a wheel rail gap (135) between a rail (145) and a wheel (140) of the rail vehicle (100), and which is designed to use the grinding signal (175) to determine a grit amount signal (185) which indicates an amount of grit of grit grit during the sanding process (400).

Device (115) according to Claim 1 with the sensor device (180) which is designed to sense the grinding process and to provide the grinding signal (175) representing the sensed grinding process.

Device (115) according to one of the preceding claims, in which the sensor device (180) is designed to accelerate an element (140, 150) of the rail vehicle (100) or a rail element (205) of a track device (200) and / or a Detect sound wave and / or an acoustic signal.

Device (115) according to one of the preceding claims, with a transmitting device (225) which is designed to send the scattered material quantity signal (185) to a vehicle controller (160) of the rail vehicle (100).

Device (115) according to one of the preceding claims, in which the evaluation device (170) is designed to evaluate the amplitude and / or frequency (Hz) of the grinding signal (175) in order to determine the scattered material quantity signal (185).

Device (115) according to one of the preceding claims, in which the evaluation device (170) is designed to compare the grinding signal (175) with a defined amplitude limit value in order to identify the grinding process and / or to calculate a frequency spectrum (600, 605) of the grinding signal (175) to determine and evaluate in order to determine the ground amount of grit.

Device (115) according to Claim 6 , in which the evaluation device (170) is designed to evaluate the frequency spectrum (600, 605) in order to determine the ground amount of grit within a certain period of time or the entire sanding process (400).

Device (115) according to one of the preceding claims, having a comparison device (190) which is designed to output a warning signal (192) using the scattering material amount signal (185) and a target scattering material amount signal which represents an expected scattering material amount of ground gritting material grains, if the amount of grit of ground grit deviates from the desired amount of grit of grit and / or to output a confirmation signal when the amount of grit of grit corresponds to the desired amount of grit of ground grit.

Device (115) according to Claim 8 , in which the warning signal (192) is designed to display information to a driver (195) of the rail vehicle (100) about an incorrectly ground amount of grit.

Device (115) according to one of the preceding claims, in which the sensor device (180) and the evaluation device (170) are formed as one component or are formed as at least two separate components.

Sanding device (105) for a rail vehicle (100), the sanding device (105) having a sanding system (110) and a device (115) according to one of the preceding claims.

Rail vehicle (100) with a sanding device (105) according to Claim 11 .

Rail vehicle (100) according to Claim 12 , in which at least the sensor device (180) is arranged on or in an axle bearing (150), a wheel axle, a wheel (140), a bogie (155) and / or a substructure of the rail vehicle (100).

Track device (200) with a rail element (205) and a device (115) according to one of the Claims 1 to 10 wherein at least the sensor device (180) is arranged on or in the rail element (205).

A method (700) for monitoring a sanding process (400) for a sanding system (110) for a rail vehicle (100), the method (700) having at least the following steps: reading (705) a grinding signal (175) which is one of a Sensor device (180) represents a grinding process sensed, which involves grinding at least one grain of grit in one Represents wheel rail gap (135) between a rail (145) and a wheel (140) of the rail vehicle (100); and determining (710) a grit amount signal (185) indicative of a grit amount of grinded grit grains during the sanding process (400) using the grind signal (175).