EP2431250B1

EP2431250B1 - Verfahren zur Entgleisungsdetektion bei einem Wagon

Info

Publication number: EP2431250B1
Application number: EP20110180777
Authority: EP
Inventors: Manfred Walter
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: DE102010045568A1; EP2431250A3; EP2431250A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entgleisungsdetektion bei einem Wagon eines Zuges, insbesondere bei einem Güterwagen eines Güterzuges.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beim Betrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere von schweren Güterzügen, kann es vorkommen, dass ein Fahrzeugrad eines Wagons entgleist, ohne dass dies sofort bemerkt wird. Unter anderem aufgrund der großen bewegten Massen des Zuges kann dabei ein erheblicher Schaden, insbesondere am Gleisbett der Schienen, entstehen.
Um diese Gefahr zu reduzieren, ist bereits bekannt, Entgleisungsdetektoren in den einzelnen Wagons vorzusehen, die mechanisch oder elektrisch ausgeführt sein können und bei Detektion einer Entgleisung beispielsweise ein automatisches Einbremsen des Zuges initiieren.
So ist beispielsweise aus der DE 195 44 122 A1 ein mechanischer Entgleisungsdetektor bekannt, bei dem ein in vertikaler Richtung verschiebbarer Gewichtskörper als Trägheitssensor fungiert, der während der Fahrt die vertikal auf den Wagon einwirkenden Stöße überwacht. Bei geringen Stößen bleibt dieser Trägheitssensor inaktiv, während er bei außergewöhnlich starken Erschütterungen, wie sie üblicherweiswe bei Entgleisungen auftreten, aus seiner Ruheposition bewegt wird und dabei, mittels einer vorhandenen Kopplung an ein Notbremsventil, die Hauptluftleitung der Druckluftbremsanlage öffnet, so dass eine Bremsung ausgeführt wird.
Weiterhin ist aus der DE 101 48 482 A1 ein elektronischer Entgleisungsdetektor bekannt, wobei vertikale Stöße auf den Wagon durch einen Sensor erfasst werden, bei dem ein schwingungsfähig im Inneren einer Spule angeordneter Magnet ein Spannungssignal in der Spule erzeugt. Das von dem Sensor erzeugte Signal wird in einer Signalverarbeitungseinheit, die einen elektronischen Verstärker umfasst, aufbereitet und kann beispielsweise zur Auslösung einer Zwangsbremsung des Wagons herangezogen werden.
Aus der GB 1 452 189 A ist weiterhin bekannt, einen Entgleisungsdetektor in Form eines piezoelektrischen Elementes bereitzustellen, wobei das piezoelektrische Element im Entgleisungsfall von einer schweren Masse kurzfristig angeschlagen wird, um einen kurzen Sendeimpuls unter Zuhilfenahme einer mit dem piezoelektrischen Element verbundenen Abstrahlantenne zu erzeugen.
Durch die EP 2 253 523 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem die Intensität des Rückstroms ermittelt wird, wobei der Stromkreis (Oberleitung/Schiene) bei Entgleisung unterbrochen wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entgleisungsdetektion bereitzustellen, welches flexibler eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass während der Fahrt in einem Wagon eine Betriebsspannung zur Versorgung von Verbrauchern erzeugt wird und dass aus der Stärke der erzeugten Betriebsspannung auf eine Entgleisung geschlossen wird. Auf diese Weise kann die Signalerzeugung zur Entgleisungsdetektion mit der Energieerzeugung im Sinne eines Energy-Harvesting kombiniert werden, so dass auf eine zusätzliche externe Spannungsquelle zur Energieversorgung von in dem Wagon angeordneten Verbrauchern prinzipiell verzichtet werden kann.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Stärke der erzeugten Spannung einen Schwellenwert übersteigen muss, um auf eine Entgleisung zu schließen, oder dass eine Frequenz der erzeugten Betriebsspannung eine Korrelation mit einer sich aus der Wagengeschwindigkeit und einem Abstand von Schwellen in einem Gleisbett ergebenden weiteren Frequenz aufweist, um auf eine Entgleisung zu schließen. Im Falle einer Entgleisung steigt üblicherweise zugleich die Amplitude der an dem Wagon auftretenden Vibrationen, so dass eine mit Hilfe der Vibrationen erzeugte Betriebsspannung im Falle einer Entgleisung ebenfalls ansteigt. Das Überschreiten eines Schwellenwertes kann daher als ein Kriterium für das Vorliegen einer Entgleisung des Wagons herangezogen werden. Weiterhin weist die von einem entgleisten Wagon erzeugte Betriebsspannung üblicherweise Spannungsspitzen aufgrund der überrollten, im Gleisbett angeordneten Schwellen auf, die jeweils Vibrationsmaxima kennzeichnen, so dass die aus dem Abstand der Schwellen und der Geschwindigkeit des Wagons berechnete weitere Frequenz mit der Frequenz der Spannungsspitzen, das heißt, mit der erzeugten Betriebsspannung korreliert.
Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder der Beladung des Wagons dynamisch angepasst wird. Die an dem Wagon auftretenden Vibrationen, die beispielsweise zur Erzeugung einer Betriebsspannung genutzt werden können, korrelieren sowohl mit der Geschwindigkeit des Wagons als auch mit dem Beladungszustand des Wagons, so dass einen Anpassung des Schwellenwertes, der zur Detektion einer Entgleisung von der erzeugten Betriebsspannung überschritten werden muss, eine Präzisierung des Detektionsverfahrens erlaubt und somit Falschmeldungen verhindert.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit von Daten dynamisch angepasst wird, die streckenspezifisch gespeichert sind oder während der Fahrt von einem vorausfahrenden weiteren Wagon oder einem vorausfahrenden Triebfahrzeug bestimmt und zu dem Wagon übermittelt werden. Die beispielsweise zur Erzeugung der Betriebsspannung genutzten Vibrationen sind direkt mit dem Zustand der Gleise korreliert, wobei beispielsweise ein schlechterer Gleiszustand, das heißt mehr Unebenheiten, mit stärkeren Vibrationen und damit einer stärkeren erzeugten Betriebsspannung korrelieren. Eine streckenspezifische Speicherung kann beispielsweise in dem das Verfahren ausführenden Gerät erfolgen. Eine entsprechende dynamische Anpassung des Schwellenwertes, um das fälschliche Detektieren einer Entgleisung zu verhindern, kann dabei beispielsweise basierend auf Daten erfolgen, die von in vorausfahrenden Zugteilen, beispielsweise einem vorausfahrenden Wagon oder einem vorausfahrenden Triebfahrzeug, durch dort angeordnete Sensoren ermittelt werden. Diese Sensoren können beispielsweise Bestandteil eines Entgleisungsdetektors sein, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet. Der Begriff "dynamisch" bezieht sich dabei auf eine sich im Laufe der Zeit verändernde Anpassung nach gleichbleibenden Regeln augrund sich zeitlich ändernder Daten.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Betriebsspannung in einer mittig zwischen den Enden des Wagons angeordneten Vorrichtung erzeugt wird. Bei einer Entgleisung des Wagons springt zumindest eine vordere oder eine hintere Achse des Wagons aus dem Gleis, so dass sich stärkere Vibrationen ausgehend von der aus dem Gleis gesprungenen vorderen oder hinteren Achse durch den Wagon ausbreiten. Das mittige Anordnen der Vorrichtung zur Erzeugung der Betriebsspannung, deren Stärke beispielsweise mit der Amplitude der auftretenden Vibrationen korrelieren kann, stellt daher einen gute Möglichkeit zum gleichmäßigen Überwachen aller Achsen des Wagons dar, da die Amplitude der Vibrationen mit wachsendem Abstand von einer entgleisten Achse abnehmen kann.
Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass die Betriebsspannung in an den Enden des Wagons angeordneten Vorrichtungen erzeugt wird. Die an dem Wagon während der Fahrt auftretenden Vibration sind an dem vorderen und an dem hinteren Ende des Wagons am größten, so dass das Anordnen der Vorrichtungen zum Erzeugen der Betriebsspannung, die beispielsweise mit Amplituden der auftretenden Vibrationen korreliert, größer ist, wenn die Vorrichtungen zum Erzeugen dieser Betriebsspannung an den Enden des Wagons angeordnet werden. Die Amplitudengrößen der Vibrationen können dabei von der relativen Beweglichkeit des Wagonteils, die an den Enden des Wagons am größten ist, und der Nähe zu den Achsen, die an den Enden ebenfalls groß ist, bestimmt werden. Durch das Erzeugen einer stärkeren Betriebsspannung kann die Detektion einer Entgleisung des Wagons erleichtert werden, da die erzeugte Betriebsspannung zugleich die "Signalstärke" darstellt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass bei einer festgestellten Entgleisung des Wagons ein Signal erzeugt wird, welches an einen Infrastrukturbetreiber und/oder einen Zugführer und/oder eine Notrufzentrale übermittelt wird und/oder zur Einleitung einer Bremsung herangezogen wird. Auf diese Weise kann der bei einer Entgleisung entstehende Schaden möglichst gering gehalten werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Wagon durch das erzeugte Signal eindeutig identifiziert wird. Insbesondere bei langen Zügen, die sehr viele Wagons umfassen, kann so der aus dem Gleis gesprungene Wagon schneller aufgefunden werden. Weiterhin kann auf diese Weise insbesondere bei einer mehrgleisigen Streckenführung bewirkt werden, dass zur Sicherheit auch ein entgegenkommender Zug eine Bremsung einleitet, wenn er ein Signal eines Entgleisungsdetektors eines anderen ihm entgegenkommenden Zuges empfangen sollte, beispielsweise über Funk, damit geklärt werden kann, ob durch die Entgleisung im anderen Zug sein eigenes Lichtraumprofil beeinträchtigt wird oder nicht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass aus der Stärke der erzeugten Betriebsspannung auf Schadstellen in der befahrenen Schiene geschlossen wird, und dass bei Detektion einer Schadstelle ein Warnsignal erzeugt wird, das mit aktuellen Positionsdaten verknüpft an eine zentrale Sammelstelle übermittelt wird. Da aus der Stärke der erzeugten Betriebsspannung Rückschlüsse auf die auftretenden Vibrationen möglich sind, welche wiederum durch Unebenheiten der Gleisanlagen mit verursacht sein können, wird eine Beurteilung des Zustands des soeben überfahrenen Gleisabschnitts möglich, was zur Detektion von Schadstellen im Schienennetz genutzt werden kann.
Es ist weiterhin denkbar, dass ein Energiespeicher, zum Beispiel ein Akkumulator oder ein Kondensator, zur Zwischenspeicherung der während der Fahrt in dem Wagon erzeugten Energie in dem Wagon angeordnet wird, um insbesondere bei langsamer Fahrt, bei der möglicherweise nur geringe Vibrationen auftreten, eine ausreichende Energieversorgung der in dem Wagon angeordneten Verbraucher zu gewährleisten. Insbesondere kann auf diese Weise ein Betrieb einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung auch bei langsamer Fahrt des Zuges sichergestellt werden.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:

Figur 1: einen beispielhaften Aufbau eines Wagons eines Güterzuges;
Figur 2: einen schematischen Aufbau eines Zuges; und
Figur 3: ein Flussdiagramm, zur Beschreibung eines Ablaufs eines Verfahrens zur Entgleisungsdetektion.

In den folgenden Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichartige Teile.
Figur 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines Wagons eines Güterzuges. Der dargestellte Wagon 10 transportiert einen Flüssigkeitsbehälter als Transportgut 46. Das Transportgut 46 ist auf dem üblicherweise vorgesehenen Gestell des Wagons 10 gelagert, welches ein Bremssystem 38 umfasst, das über eine Hauptluftleitung 34 mit dem Rest eines nicht dargestellten Zuges gekoppelt ist. Das Bremssystem 38 wirkt über Bremsklötze 44 auf Räder 42 des Wagons 10 ein, falls eine Bremsung des Wagons 10, das heißt eine Reduzierung der Rollbewegung der Räder 42 auf Gleisen 40 gewünscht wird. Typischerweise ist das Bremssystem 38 des Wagons 10 druckluftbetrieben und aktiviert, wenn die Hauptluftleitung 34 entlüftet ist, um ein sicheres Abstellen einzelner Wagons 10 unabhängig von einer eventuell vorhandenen Druckluftquelle gewährleisten zu können. Das Gestell des Wagons 10 umfasst weiterhin übliche Pufferbalken 32 sowie an dem vorderen Ende und an dem hinteren Ende angeordnete Vorrichtungen 16, die zur Erzeugung einer Betriebsspannung und zur Entgleisungsdetektion des Wagons 10 dienen. Zu diesem Zweck umfassen die Vorrichtungen 16 einen Energy-Harvester 26, der beispielsweise mit Hilfe eines piezoelektrischen Elementes die während der Fahrt des Wagons 10 auftretenden Vibrationen in eine Betriebsspannung umwandelt, die zur Spannungsversorgung von in dem Wagon 10 angeordneten Verbrauchern herangezogen werden kann. Derartige Energy-Harvester 26 können möglicherweise als Spannungsquellen beziehungsweise Generatoren bereits fertig erworben werden. Weiterhin umfassen die Vorrichtungen 16 einen Entgleisungsdetektor 24, welcher beispielsweise als ein Steuergerät ausgeführt sein kann, das vergleicht, ob die von dem Energy-Harvester 26 gelieferte Betriebsspannung größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Ist dies der Fall, das heißt, es ist eine Entgleisung des Wagons 10 detektiert, kann der Entgleisungsdetektor 24 beispielsweise einen über eine Abzweigleitung 36 mit der Hauptluftleitung 34 verbundenen Absperrhahn 30 ansteuern, um die Hauptluftleitung 34 zu entlüften, und auf diese Weise eine Bremsung des Wagons 10 einzuleiten. Der Absperrhahn kann als einfaches, eine Entlüftung umfassendes Magnetventil ausgeführt sein, welches mit Hilfe der von dem Energy-Harvester 26 bereitgestellten Betriebsspannung betrieben werden kann. Der Entgleisungsdetektor 24 kann dazu ausgelegt sein, den Schwellenwert basierend auf der Geschwindigkeit des Wagons 10 und/oder dem Gewicht des Transportgutes 46 anzupassen, da diese Größen direkten Einfluss auf die von dem Energy-Harvester 26 erzeugte Betriebsspannung haben können. Zu diesem Zweck können in dem Wagon 10 nicht dargestellte Sensoren angeordnet werden, beispielsweise ein Geschwindigkeitssensor und ein
Gewichtssensor. Es ist auch denkbar, dass die Anpassung des Schwellenwertes manuell vor Beginn der Zugfahrt erfolgt beziehungsweise dass zumindest ein Teil der Daten, beispielsweise die Geschwindigkeit des Wagons 10, von einem nicht innerhalb des Wagons 10 angeordneten Sensor an die Vorrichtung 16 kabelgebunden oder funkgestützt übermittelt wird.
Der Vergleich der mit dem Energy-Harvester 26 erzeugten Betriebsspannung mit dem Schwellenwert in dem Entgleisungsdetektor 24 kann beispielsweise betragsmäßig oder als Wurzel aus dem Quadrat der erzeugten Betriebsspannung erfolgen, wobei zusätzlich eine zeitliche Mittelung über ein voreinstellbares Zeitintervall zur Anwendung kommen kann.
Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau eines Zuges. Der in Figur 2 dargestellte Zug 50 umfasst ein Triebfahrzeug 14 an welchem der Wagon 10 ein letzter Wagon 13 und ein weiterer Wagon 12 angehängt sind, wobei der weitere Wagon 12 in Fahrtrichtung vor dem Wagon 10 angeordnet ist. Die Vorrichtungen 16 zur Erzeugung der Betriebsspannung sind in dem Wagon 10 und in dem weiteren Wagon 12 an den Enden der Wagons 10, 12 angeordnet, während eine entsprechende Vorrichtung 16 in dem letzten Wagon 13 mittig zwischen den beiden Enden des letzten Wagons 13 angeordnet ist. Weiterhin ist ein Steuergerät 17 in dem Triebfahrzeug 14 angeordnet. Das Steuergerät 17 kann beispielsweise Sensoren zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Zuges 50, eine Sende- und Empfangseinrichtung sowie einen Sensor zur Detektion der auftretenden Vibrationen umfassen. Basierend auf von dem Steuergerät 17 bestimmten Werten, die über Antennen 48 an die nachfolgenden Wagons 10, 12, 13 übertragen werden können, können in den Vorrichtungen 16 in den nachfolgenden Wagons 10, 12, 13 die Schwellenwerte für die in den Wagons 10, 12, 13 während der Fahrt dynamisch und individuell in den den Entgleisungsdetektor 24 umfassenden Vorrichtungen 16 angepasst werden. Beispielsweise kann, wenn das Steuergerät 17 beim Überfahren einer Schieneneinrichtung durch das Triebfahrzeug 14 eine große Vibration detektiert, der Schwellenwert in den nachfolgenden Wagons 10, 12, 13 erhöht werden, wobei eine zeitliche Verzögerung bei der
Anpassung des Schwellenwertes aufgrund der Position des jeweiligen Wagons 10, 12, 13 in dem Zug 50 berücksichtigt werden kann. Eine Absenkung bei der Detektion von nur kleinen Vibrationen ist analog möglich. Es ist auch denkbar, dass die Anpassung des Schwellenwertes durch das Steuergerät 17 lediglich für den direkt nachfolgenden weiteren Wagon 12 erfolgt, wobei der weitere Wagon 12 wiederum Daten ermittelt, die über die Antenne 48 an den Wagon 10 übermittelt werden können, so dass die Anpassung des Schwellenwertes in dem Wagon 10 aufgrund von Daten erfolgt, die von dem direkt vorausfahrenden weiteren Wagon 12 ermittelt beziehungsweise bestimmt wurden. Auf diese Weise kann die zur Übertragung der ermittelten Daten notwendige Sendeleistung reduziert werden. Falls bei einem der Wagons 10, 12, 13 durch die Vorrichtung 16, beispielsweise bei dem letzten Wagon 13, eine Entgleisung detektiert wird, kann von dem Entgleisungsdetektor 24 als Bestandteil der Vorrichtung 16 ein Signal 22 erzeugt werden, welches beispielsweise über die Antenne 48 des letzten Wagons 13 an einen Infrastrukturbetreiber 18, beispielsweise die Deutsche Bahn, und/oder das Triebfahrzeug 14 und/oder eine Notrufzentrale 20 übermittelt werden, wobei zusätzlich auch die direkte Einleitung einer Bremsung des letzten Wagons 13 beziehungsweise des Zuges 50 durch Entlüften der Hauptbremsleitung des Zuges 50 möglich sein kann. Die Übermittlung des Signals 22 kann beispielsweise von Wagon zu Wagon zurück zu dem Triebfahrzeug 14 erfolgen wo dann das Steuergerät 17 mit erhöhter Sendeleistung das Signal zu dem Infrastrukturbetreiber 18 beziehungsweise der Notrufzentrale 20 unter Verwendung einer dort verfügbaren größeren Energiemenge übermitteln kann. Dabei kann beispielsweise das in dem letzten Wagon 13 erzeugte Signal bereits eine Positionsangabe in Form eines empfangenden GPS-Signals umfassen oder diese kann von dem Steuergerät 17 dem Signal 22 hinzugefügt werden. Das Signal 22 kann auch eine eindeutige Identifizierung des entgleisten Wagons, zum Beispiel des letzten Wagons 13, in dem Zug 50 ermöglichen, um das leichtere Auffinden des aus dem Gleis 40 gesprungenen Wagons 10, 12, 13 zu ermöglichen beziehungsweise um eine fehlerhafte Entgleisungsmeldung in einem anderen Zug zu verhindern, der sich lediglich in der Nähe des Zuges 50 aufhält. Das Steuergerät 17 in dem Triebfahrzeug 14 kann, basierend auf dem Signal 22, eine Bremsung des Zuges 50 unabhängig von einer Entlüftung einer Hauptbremsleitung in dem letzten Wagon 13 einleiten und/oder dem in dem Triebfahrzeug 14 anwesenden Zugführer eine Warnmeldung über das Entgleisen eines der angehängten Wagons 10, 12, 13 ausgeben.
Es ist weiterhin denkbar, dass ein Warnsignal 28 von einer der Vorrichtungen 16 ausgegeben wird, falls eine ungewöhnlich starke Vibration eine Fluktuation in der erzeugten Betriebsspannung verursacht wird, die allerdings nicht ausreichend für die Detektion einer Entgleisung ist. Es kann beispielsweise ein weiterer Schwellenwert vorgesehen sein, der kleiner als der zur Detektion einer Entgleisung vorhandene Schwellenwert ist. Eine derartige Fluktuation kann ein Hinweis auf eine Beschädigung des Gleises 40 sein, so dass auch hier vorteilhafterweise eine Übermittlung des Ereignisses, insbesondere im Zusammenhang mit der aktuellen Position im Schienennetz, an eine zentrale Sammelstelle, zum Beispiel an den Infrastrukturbetreiber 18, angestrebt wird, was, falls sich derartige Warnmeldungen 28 örtlich häufen, eine Überprüfung des Schienennetzes in diesem Bereich zur Vermeidung von Unfällen veranlassen kann. Das Warnsignal 28 kann auf die gleiche Weise wie das Signal 22, an den Infrastrukturbetreiber 18 gesendet werden. Alternativ ist auch denkbar, die durch das Warnsignal protokollierten Ereignisse in einem in dem Zug 50 angeordneten nicht dargestellten Speicher abzulegen und bei der nächsten Gelegenheit manuell über eine Kabelverbindung beziehungsweise mit Hilfe eines Datenträgers in gesammelter Form an die zentrale Sammelstelle zu übermitteln, beispielsweise bei der nächsten anstehenden Wartung. Dabei werden vorteilhafterweise auch Ort und Zeit des Ereignisses mitgespeichert.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Ablaufs eines Verfahrens zur Entgleisungsdetektion. Das Verfahren beginnt in Schritt 52 mit dem Anfahren des Zuges beziehungsweise dem Beginn der Energieerzeugung, beispielsweise durch Vibration in dem jeweiligen Wagon. Im nächsten Schritt 54 erfolgt das Bestimmen von Daten zum Anpassen eines Schwellenwertes, beispielsweise in einem an der Spitze des Zuges angeordneten Triebfahrzeug, wo zum Beispiel die Geschwindigkeit des Zuges und die beim Überfahren des aktuellen Gleisabschnittes auftretenden Vibrationen erfasst werden können. Die in Schritt 54 erfassten Daten werden im darauf folgenden Schritt 56 an die nachfolgenden Wagons übermittelt, beispielsweise mit Hilfe einer Funkverbindung. Anschließend kann in Schritt 58 in den jeweiligen Wagons das Anpassen des Schwellenwertes basierend auf den übermittelten ermittelnden Daten erfolgen, wobei auch in dem Wagon selbst zusätzlich ermittelte Daten, beispielsweise bezüglich der Beladung des jeweiligen Wagons, berücksichtigt werden können. In Schritt 60 wird in der in dem Wagon angeordneten Vorrichtung zur Entgleisungsdetektion überprüft, ob der angepasste Schwellenwert größer als die erzeugte Betriebsspannung ist. Falls die Bedingung erfüllt ist, Schritt 60-Ja, ist keine Entgleisung detektiert worden und es wird bei Schritt 54 fortgefahren. Falls jedoch der Schwellenwert kleiner als die erzeugte Betriebsspannung ist, ist die Bedingung nicht erfüllt, Schritt 60-Nein, und es wird bei Schritt 62 fortgefahren, da eine Entgleisung des Wagons detektiert wurde und dementsprechend ein "Wagon entgleist" Signal erzeugt wird, welches vorteilhafterweise den Wagon auch eindeutig identifiziert. Je nach Ausrüstung der Vorrichtung kann hier dem Signal auch die Position des Wagons aufgeprägt werden, falls der Entgleisungsdetektor einen GPS-Empfänger umfasst oder ein entsprechendes Signal bezieht. Das in Schritt 62 erzeugte Signal wird anschließend in Schritt 64 übermittelt beziehungsweise es wird in Schritt 64 eine Bremsung eingeleitet, wie dies beispielsweise bereits im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben wurde.
Die zum Betreiben des Entgleisungsdetektors notwendige Energie wird dabei durch einen "Sensor", der die Betriebsspannung erzeugt, bereitgestellt. Dementsprechend stellt der verwendete Sensor einen Energy-Harvester dar. Es ist allerdings denkbar, auch einen Energiespeicher in dem Wagon anzuordnen, beispielsweise einen Akkumulator oder einen Kondensator, der von dem "Sensor" geladen wird, um einen Pufferspeicher bereitzustellen, der den Betrieb des Entgleisungsdetektors bei geringen Zuggeschwindigkeiten erlaubt. Bei geringen Zuggeschwindigkeiten sind nämlich üblicherweise nur geringe Vibrationen vorhanden, so dass der gleichzeitig als Sensor wirkenden Energy-Harvester die Energieversorgung des Entgleisungsdetektors dann möglicherweise nur unzureichend sicherstellen kann. Die Vorrichtung zur Entgleisungsdetektion kann beispielsweise als einfaches eine Sende- und Empfangseinrichtung umfassendes Steuergerät ausgeführt sein, welches auch einen GPS-Empfänger umfassen kann, wobei das Steuergerät dazu ausgelegt sein kann, einen Vergleich zwischen dem Schwellenwert und der erzeugten Betriebsspannung vorzunehmen, und wobei der Schwellenwert dynamisch während der Fahrt an ermittelte externe Parameter und interne bestimmte weitere Parameter angepasst werden kann. Es ist allerdings auch denkbar, dass eine Anpassung des Schwellenwertes nicht erfolgt beziehungsweise nur basierend auf in dem Wagon selbst ermittelten Daten erfolgt, so dass die Schritte 54, 56 und 58 optional sein können. Anstelle oder zusätzlich zu dem Vergleich zwischen dem Schwellenwert und der Betriebsspannung in Schritt 60 ist auch eine Bestimmung der Korrelation zwischen einer Frequenz von Spannungsspitzen der erzeugten Betriebsspannung und einer anderen sich aus der Geschwindigkeit des Wagons und dem Abstand von Schwellen in dem Gleisbettergebenden weiteren Frequenz möglich. Der Abstand der Schwellen kann beispielsweise streckenspezifisch bekannt sein. Ist die Korrelation vorhanden, was beispielsweise dadurch festgestellt werden kann, dass die Korrelation größer als ein Korrelationsschwellenwert ist, ist der Wagon entgleist. Die weitere Frequenz kann beispielsweise auch mithilfe eines im Zug vorgesehenen optischen Sensors bestimmt werden, der das Überrollen der Schwellen optisch detektiert.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10: Wagon
12: weiterer Wagon
13: letzter Wagon
14: Triebfahrzeug
16: Vorrichtung
17: Steuergerät
18: Infrastrukturbetreiber
20: Notrufzentrale
22: Signal
24: Entgleisungsdetektor
26: Energy Harvester
28: Warnsignal
30: Absperrhahn
32: Pufferbalken
34: Hauptluftleitung
36: Abzweigleitung
38: Bremssystem
40: Gleis
42: Rad
44: Bremsklotz
46: Transportgut
48: Antenne
50: Zug
52: Zug fährt an/Energieerzeugung beginnt
54: Bestimmen von Daten zum Anpassen eines Schwellenwertes
56: Übermitteln der Daten an den Wagon
58: Anpassen des Schwellenwertes
60: Vergleich Schwellenwert < Betriebsspannung?
62: Erzeugen eines "Wagon entgleist" Signals
64: Signalübermittlung/Einleitung einer Bremsung

Claims

Verfahren zur Entgleisungsdetektion bei einem Wagon (10) eines Zuges (50), insbesondere bei einem Güterwagen eines Güterzuges, wobei während der Fahrt in dem Wagon (10) eine Betriebsspannung zur Versorgung von Verbrauchern erzeugt wird und wobei aus der Stärke der erzeugten Betriebsspannung auf eine Entgleisung geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der erzeugten Spannung einen Schwellenwert übersteigen muss, um auf eine Entgleisung zu schließen, oder dass eine Frequenz der erzeugten Betriebsspannung eine Korrelation mit einer sich aus der Wagengeschwindigkeit und einem Abstand von Schwellen in einem Gleisbett ergebenden weiteren Frequenz aufweist, um auf eine Entgleisung zu schließen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder der Beladung des Wagons (10) dynamisch angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert in Abhängigkeit von Daten dynamisch angepasst wird, die streckenspezifisch gespeichert sind oder während der Fahrt von einem vorausfahrenden weiteren Wagon (12) oder einem vorausfahrenden Triebfahrzeug (14) bestimmt und zu dem Wagon (10) übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannung in einer mittig zwischen den Enden des Wagons (10) angeordneten Vorrichtung (16) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannung in an den Enden des Wagons (10) angeordneten Vorrichtungen (16) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer festgestellten Entgleisung des Wagons (10) ein Signal (22) erzeugt wird, welches an einen Infrastrukturbetreiber (18) und/oder einen Zugführer und/oder eine Notrufzentrale (20) übermittelt wird und/oder zur Einleitung einer Bremsung herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagon (10) durch das erzeugte Signal (22) eindeutig identifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Stärke der erzeugten Betriebsspannung auf Schadstellen in der befahrenen Schiene geschlossen wird, und dass bei Detektion einer Schadstelle ein Warnsignal (28) erzeugt wird, das mit aktuellen Positionsdaten verknüpft an eine zentrale Sammelstelle übermittelt wird.
System zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.