DE19957587A1 - Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge - Google Patents

Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge

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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/12—Measuring or surveying wheel-rims

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Abstract

Es wird ein Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge beschrieben, bei dem Sensoren auf Achsen und/oder Drehgestellen angeordnet werden, wobei die Sensoren die Vibrationen erfassen, die durch Unebenheiten auf dem Abrollweg der sich an den Achsen befindlichen Räder entstehen, bei dem eine Auswerteeinheit angeordnet ist, bei dem die Auswerteeinheit mit den Sensoren drahtlos oder mittels Draht verbunden ist, DOLLAR A und bei dem die Auswerteeinheit die Signale der Sensoren während der Fahrt aufzeichnet, bei dem die Auswerteeinheit auch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges aufzeichnet, bei dem die Auswerteeinheit bei einer darauffolgenden oder späteren Fahrt über die gleiche Strecke die aktuellen Signale der Sensoren mit den Signalen der Sensoren der vorherigen Fahrt vergleicht, bei dem die Auswerteeinheit damit zwischenzeitlich aufgetretene Fehler auf der überfahrenen Strecke, beispielsweise Schienenbrüche, überfahrene Hindernisse, Schienenriffel, Veriffelungen ect., erkennt und bei dem auch die Auswerteeinheit den Ausfall eines defekten Sensors erkennt. DOLLAR A Es wird indirekt und kontinuierlich während der Fahrt der Zustand der Fahrtstrecke überprüft und zuverlässig Störungen erkannt. Das Sensorüberwachungssystem arbeitet mit Sensoren und einer Auswerteeinheit. Die Sensoren befinden sich auf Achsen bzw. Drehgestellen und übermitteln bei Unregelmäßigkeiten entsprechende Signale an die Auswerteeinheit. DOLLAR A Das Sensorüberwachungssystem kann eingesetzt werden z. B. in IC-Zügen, ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge, bei dem Sensoren auf Achsen und/oder Drehgestellen, angeordnet werden, wobei die Sensoren die Vibrationen erfassen, die durch Unebenheiten auf dem Abrollweg der sich an den Achsen befindlichen Räder entstehen, bei dem eine Auswerteeinheit angeordnet ist, bei dem die Auswerteeinheit mit den Sensoren drahtlos oder mittels Draht verbunden ist, und bei dem die Auswerteeinheit die Signale der Sensoren mit vorgegebenen Grenzwerten vergleicht.
Sensorüberwachungssysteme der genannten Gattung sind noch nicht auf dem Markt erhältlich. Sie sind aber um so wichtiger, als Züge mit hohen Geschwindigkeiten über lange Strecken fahren, wie in jüngster Zeit das Zugunglück von Eschede und andere Zwischenfälle gezeigt haben.
Nach der DE-OS 25 07 645 A1 ist ein Sensorüberwachungssystem bekannt, bei dem Meßgeräte zur Erkennung von Heißläufern, Flachstellen, entgleisten Achsen usw. in jedem Eisenbahnwagen eines Zuges mit einer elektronischen Auswerteschaltung verbunden sind, in welcher die Meßwerte auf das Überschreiten von eingespeicherten Grenzwerten geprüft werden.
Die Problematik hierbei liegt in der Festlegung der Grenzwerte. Wird der Grenzwert z. B. so festgelegt, daß das Überfahren einer Weiche mit höherer Geschwindigkeit noch nicht zu einer Fehlermeldung führt, so kann es passieren, daß auf einer normalen Gleisstrecke ohne Weichen ein auftretender Defekt nicht erkannt wird, weil er unter der Schwelle einer durch eine Weiche hervorgerufenen Erschütterung liegt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen, mit dem indirekt und kontinuierlich während der Fahrt der Zustand der Fahrtstrecke überprüft werden kann und welches zuverlässig Störungen erkennt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,
  • - daß die Auswerteeinheit die Signale der Sensoren während der Fahrt aufzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit die Geschwindigkeit des Fahrzeuges aufzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit bei einer darauffolgenden oder späteren Fahrt über die gleiche Strecke die aktuellen Signale der Sensoren mit den Signalen der Sensoren der vorherigen Fahrt vergleicht,
  • - daß die Auswerteeinheit damit zwischenzeitlich aufgetretene Fehler auf der überfahrenen Strecke, beispielsweise Schienenbrüche, überfahrene Hindernisse, Schienenriffel, Veriffelungen etc., erkennt und
  • - daß die Auswerteeinheit den Ausfall eines defekten Sensors erkennt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Dadurch, daß die Signale der Sensoren bei aufeinanderfolgenden Fahrten miteinander verglichen werden, ist es erstmals zuverlässig möglich, Defekte, die zwischenzeitig auf der Strecke aufgetreten sind, fehlerfrei zu erkennen.
Durch die indirekte Messung ist es erstmals möglich, ohne an den kritischen Stellen, wie z. B. den Rädern, Meßeinrichtungen anbringen zu müssen, Störungen zuverlässig zu erkennen. Die indirekte Messung verursacht keinerlei Verschleiß an Meßeinrichtungen oder Rädern. Das gesamte Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge ist relativ preisgünstig und sehr einfach zu installieren. Das Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge kann eingesetzt werden beispielsweise bei IC-Zügen, ICE-Zügen, Güterzügen mit Gefahrguttransporten, LKW's mit Gefahrguttransporten, Castortransportfahrzeugen, allgemein bei allen Transporten, bei denen ein Schaden an der Fahrtstrecke zu einer für die Menschen kritischen Situation führen würde.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft beschrieben.
An einem ICE-Zug werden auf allen Drehgestellen Piezoelemente als Sensoren angeordnet. Die Sensoren werden über eine Drahtverbindung mit einer Auswerteeinheit, die sich in der Steuerzentrale des ICE-Zuges befindet, verbunden. Die Auswerteeinheit besteht aus einem Mikrocontroller und/oder einem PC. Die von den Sensoren übermittelten Daten werden registriert und in der Auswerteeinheit gespeichert. Gleichzeitig speichert die Auswerteeinheit die Geschwindigkeit des Zuges. Bei einer darauffolgenden Fahrt über die gleiche Strecke kann die Auswerteeinheit unter Einrechnung der Geschwindigkeitsdaten die neu gemessenen Daten der Sensoren genau den älteren Daten der Sensoren zuordnen und die Signale miteinander vergleichen. Sind die Signale gleich, hat sich zwischen den Fahrten keine Veränderung an der Fahrtstrecke ergeben.
Ist zwischenzeitig ein Hindernis auf der Fahrtstrecke, erkennt dies die Auswerteeinheit beim Vergleich der Signale und meldet dies.
Sind zwischenzeitig Verriffelungen aufgetreten, die durch Abschleifen der Schienen beseitigt werden können, so kann aufgrund der Auswertungen der Auswerteeinheit exakt der Streckenabschnitt bestimmt werden, der ausgebessert werden muß.
Durch Vergleich von nacheinander angeordneten Sensoren überwacht sich zusätzlich das System selbst und erkennt defekte Sensoren.

Claims (9)

1. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge
  • - bei dem Sensoren auf Achsen und/oder Drehgestellen angeordnet werden, wobei die Sensoren die Vibrationen erfassen, die durch Unebenheiten auf dem Abrollweg der sich an den Achsen befindlichen Räder entstehen,
  • - bei dem eine Auswerteeinheit angeordnet ist,
  • - bei dem die Auswerteeinheit mit den Sensoren drahtlos oder mittels Draht verbunden ist, und
  • - bei dem die Auswerteeinheit die Signale der Sensoren mit vorgegebenen Grenzwerten vergleicht,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit die Signale der Sensoren während der Fahrt aufzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit die Geschwindigkeit des Fahrzeuges aufzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit bei einer darauffolgenden oder späteren Fahrt über die gleiche Strecke die aktuellen Signale der Sensoren mit den Signalen der Sensoren der vorherigen Fahrt vergleicht,
  • - daß die Auswerteeinheit damit zwischenzeitlich aufgetretene Fehler auf der überfahrenen Strecke, beispielsweise Schienenbrüche, überfahrene Hindernisse, Schienenriffel, Veriffelungen etc., erkennt und
  • - daß die Auswerteeinheit den Ausfall eines defekten Sensors erkennt.
2. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Sensoren Impulsgeber oder Kreiselsysteme sind.
3. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Impulsgeber Piezo-Schwinger oder Schwingspulen sind.
4. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit eine elektronische Schaltung oder ein PC ist.
5. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit ein PC und ein Microcontroller ist.
6. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit ein Mikrocontroller ist.
7. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit die Signale in einem auslesbaren, temporären Speicherpuffer speichert.
8. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit mit einer Zugriffsmöglichkeit auf die Steuerung des mehrachsigen Fahrzeuges ausgestattet ist.
9. Sensorüberwachungssystem für mehrachsige Fahrzeuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Auswerteeinheit den Ausfall eines defekten Sensors dadurch erkennt, daß sie die Impulse der nacheinander angeordneten Sensoren miteinander vergleicht und damit die Unregelmäßigkeit eines einzelnen Sensors feststellt und sich damit selbst überwacht.
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