EP2593345A1

EP2593345A1 - Überwachungssystem für einen schienengebundenen waren- oder personentransport in einem waggon

Info

Publication number: EP2593345A1
Application number: EP11734063.8A
Authority: EP
Inventors: Bernd Gombert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-05-22
Also published as: CN103003126A; WO2012007439A1; CN103003126B; DE102010027491A1; US8909417B2; US20130103255A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für einen schienengebundenen Waren- oder Personentransport in mindestens einem Waggon. Bei dem einen oder den mehreren Waggons kann es sich beispielsweise um Eisenbahnwaggons oder Strassenbahnwaggons handeln, welche im öffentlichen Schienennetz bewegt werden. Das erfindungsgemässe Überwachungssystem umfasst zunächst ein Generatorlager, welches in mindestens einem Radlager des Waggons integriert ist. Das Generatorlager dient somit einerseits der Lagerung eines Rades des Waggons und andererseits zur Erzeugung elektrischer Energie, sodass es eine Energieversorgungseinheit ausbildet. Bei dem Generatorlager sind die zur Erzeugung der elektrischen Spannung erforderlichen Komponenten in das Lager integriert. Eine dieser Komponenten ist durch eine Leiteranordnung gebildet, welche der Induktion einer zu generierenden elektrischen Spannung dient. Das erfindungsgemässe Überwachungssystem umfasst weiterhin eine mit der Leiteranordnung elektrisch verbundene Sensorelektronik zur Bestimmung von Messgrössen, welche auf die Leiteranordnung einwirken. Folglich bildet das Generatorlager weiterhin einen Sensor aus.

Description

Bezeichnung der Erfindung Überwachungssystem für einen schienengebundenen Waren- oder

Personentransport in einem Waggon

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für einen schienengebundenen Waren- oder Personentransport in mindestens einem Wag- gon. Bei dem einen oder den mehreren Waggons kann es sich beispielsweise um Eisenbahnwaggons oder Straßenbahnwaggons handeln, welche im öffentlichen Schienennetz bewegt werden. Es kann sich dabei um Waggons des Güter- oder Personenverkehres oder auch des öffentlichen Nahverkehres handeln.

Die AT 507 382 A1 zeigt ein Radsatzlagergehäuse mit einer Positionserfas- sungseinrichtung für Schienenfahrzeuge. Die Positionserfassungseinrich- tung weist einen satellitengestützten Positionserfassungsempfänger auf und wird durch einen elektrischen Generator gespeist, welcher bevorzugt als lagerloser Nabengenerator ausgeführt ist, sodass ein Generatorlager ausgebildet ist.

Die WO 2008/014766 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Überwachung mindestens einer Betriebsgröße eines Radsatzlagers eines Schienenfahrzeuges. Das Radsatzlager umfasst mindestens einen rotierenden Lagerring und ein ortsfestes Radsatzlagergehäuse. Ein Sensor ist unmittelbar am rotierenden Lagerring angeordnet. Eine mit dem Lagerring rotierende Sendeeinheit ü- bermittelt die von dem Sensor gelieferten Messwerte drahtlos zu einer orts- festen Empfangseinrichtung. Der Sensor und die Sendeeinheit werden von einer Energieversorgungseinheit mit Energie versorgt, welche ein erstes mitrotierendes Generatorelement und ein zweites dazu kooperierendes am Radsatzlagergehäuse angeordnetes Generatorelement umfasst. Das Radsatzlager ist somit gleichzeitig als elektrischer Generator ausgebildet und stellt daher ein Generatorlager dar.

Aus der WO 2010/012277 A1 ist ein Wälzlager mit einer Magneteinrichtung bekannt, welche mindestens eine an einem Lagerelement befestigte magne- tische Flussleiteinrichtung aufweist. Die Flussleiteinrichtung besitzt mindestens einen im Bereich der Bewegungsbahn der Wälzkörper endenden Polschuh. Mindestens ein Wälzkörper ist magnetisch aktiv und/oder leitend ausgebildet. Die magnetische Flussleiteinrichtung weist eine oder mehrere elektrische Wicklungen zur induktiven Spannungserzeugung auf. Somit um- fasst das Wälzlager einen elektrischen Generator und stellt ein Generatorlager dar. Die erzeugbare elektrische Spannung kann beispielsweise zur Versorgung von Sensoren am Radlager genutzt werden.

Eine noch unveröffentlichte Patentanmeldung zeigt ein Lager mit einer Ener- gieerzeugungseinheit, bei welchem ein erster und ein zweiter Klauenring an einem ersten Lagerring befestigt sind. Zwischen den beiden Klauenringen ist eine magnetische Induktionsspule angeordnet. Jeder der beiden Klauenringe ist in magnetisch leitender Verbindung mit einem Abschnitt des Korpus des ersten Lagerringes angeordnet, wobei der magnetische Kreis im We- sentlichen über den Abschnitt des Korpus des ersten Lagerringes geschlossen ist. Das gezeigte Lager mit der Energieerzeugungseinheit stellt ein Generatorlager dar.

Eine noch unveröffentlichte Patentanmeldung zeigt ein Lager mit einer Ener- gieerzeugungseinheit, bei welchem ein Klauenring an einem ersten Lagerring befestigt ist, während ein zweiter Lagerring eine umlaufende Abfolge von magnetischen Polpaaren aufweist. Eine Induktionsspule befindet sich in einem umlaufenden magnetischen Kreis, welcher sich über magnetische Pole der Polpaare und über Klauen des Klauenringes schließt. Die Klauen des Klauenringes sind in magnetisch leitender Verbindung mit einem magnetisch leitenden Abschnitt des Korpus des ersten Lagerringes angeordnet. Die magnetischen Pole der Polpaare sind in magnetisch leitender Verbindung mit einem magnetisch leitenden Abschnitt des Korpus des zweiten Lagerringes angeordnet. Der magnetische Kreis ist über die magnetischen Abschnitte und die Wälzkörper geschlossen. Das gezeigte Lager mit der Energieerzeugungseinheit stellt ein Generatorlager dar.

Die noch unveröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2010 009 633.4 zeigt ein Kommunikationssystem für den schienengebundenen Waren- oder Personentransport in einem Waggon. Das Kommunikationssystem umfasst einen zentralen übergeordneten Leitrechner. Weiterhin umfasst das Kommunikati- onssystem eine Energieversorgungseinheit, einen Energiespeicher und eine Bordeinheit, welche jedem Waggon separat zugeordnet sind. Die Bordeinheit ist dazu ausgebildet, betriebseigene und satellitengestützte Daten zu empfangen, zu verarbeiten und über eine Sendeeinheit an den Leitrechner zu senden. Die Energieversorgungseinheit ist bevorzugt als Generatorlager ausgebildet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, ein Überwachungssystem für einen schienengebundenen Waren- oder Personentransport in einem Waggon bereitzustellen, welches eine integrierte Überwachung vielfältiger Größen ermöglicht und sich dadurch zur Einbindung in Logistik- und Sicherheitssysteme eignet, um komplexe logistische Abläufe steuern und die Sicherheit des Transportes gewährleisten zu können. Die genannte Aufgabe wird durch ein Überwachungssystem gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Überwachungssystem dient der Überwachung eines schienengebundenen Waren- oder Personentransportes, welcher mit mindestens einem Waggon erfolgt. Das Überwachungssystem ist bevorzugt für die Überwachung mehrerer Waggons, insbesondere auch von mehreren Zügen ausgebildet. Im einfachsten Fall ist das erfindungsgemäße Überwachungssystem für nur einen Waggon vorgesehen und ausschließlich in oder an diesem Waggon angeordnet. Das erfindungsgemäße Überwachungssystem umfasst zunächst ein Generatorlager, welches in mindestens einem Radlager des Waggons integriert ist. Das Generatorlager dient somit einer- seits der Lagerung eines Rades des Waggons und andererseits zur Erzeugung elektrischer Energie, sodass es auch eine Energieversorgungseinheit ausbildet. Das Generatorlager ist bevorzugt als ein Wälzlager ausgebildet. Bei dem Generatorlager sind die zur Erzeugung der elektrischen Spannung erforderlichen Komponenten in das Lager integriert, beispielsweise in einen Lagerinnenraum des Wälzlagers. Eine dieser Komponenten ist durch eine Leiteranordnung gebildet, welche der Induktion einer zu generierenden elektrischen Spannung dient. Bei der Leiteranordnung handelt es sich bevorzugt um eine Wicklung oder um eine Spule. Weitere Komponenten sind beispielsweise durch Dauermagneten und/oder Elektromagneten gebildet. Der Dauermagnet bzw. der Elektromagnet führen bei einer Drehung des Generatorlagers dazu, dass in der Leiteranordnung eine elektrische Spannung induziert wird. Das erfindungsgemäße Überwachungssystem umfasst weiterhin eine mit der Leiteranordnung elektrisch verbundene Sensorelektronik zur Bestimmung von Messgrößen, welche auf die Leiteranordnung einwirken. Folglich bildet das Generatorlager weiterhin einen Sensor aus. Die Leiteranordnung des Generatorlagers dient also zur Erzeugung einer elektrischen Spannung, welche einerseits zur elektrischen Energieversorgung und andererseits zur Messung von auf die Leiteranordnung einwirkenden Messgrößen verwendet wird. Bei den Messgrößen handelt es sich ins- besondere um Messgrößen, welche durch das Einwirken der anderen für die Erzeugung der elektrischen Spannung erforderlichen Komponenten des Generatorlagers, insbesondere der Dauermagnete und/oder der Elektro- magnete messbar werden. Beispielsweise entsteht in der Leiteranordnung eine elektrische Spannung, deren zeitlicher Verlauf von der Drehzahl des Generatorlagers abhängig ist. Diese Spannung ist aber auch von weiteren Größen, beispielsweise von einer besonderen mechanischen Belastung des Generatorlagers abhängig, welche sich in einem veränderten Luftspalt zur Leiteranordnung auswirkt. Auch können Rückschlüsse auf den zeitlichen Verlauf der mechanischen Belastung gezogen werden, beispielsweise ob es sich um einen Stoß oder um eine Schwingung handelt. Auch können Rückschlüsse auf den Ort und die Ausrichtung der mechanischen Belastung ge- zogen werden, beispielsweise ob es sich um eine koaxiale oder um eine außermittige Lasteinleitung handelt. Insbesondere ist denkbar, Eigenschwingungen und/oder Wankmomente des Waggons zu bestimmen, um hieraus Rückschlüsse auf den Zustand der durch den Waggon beförderten Ladung, z.B. Container, (Flüssigkeits)tanks, Stückgut, Schüttgut oder der- gleichen, zu erhalten. So kann beispielsweise eine Leckage an einem Flüssigkeitstank durch eine zeitliche Veränderung von Eigenschwingungen oder Wankmomenten erkannt werden und an einen Leitrechner weitergegeben werden, was insbesondere bei Gefahrguttransporten einen Mehrwert an Sicherheit darstellt. Sofern die Ladung aus körperlichen Gegenständen be- steht (z.B. Stückgut oder Schüttgut), kann hierdurch auch ein Verrutschen der Ladung durch ebendiese zeitliche Veränderung von Eigenschwingungen oder Wankmomenten erkannt werden.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Überwachungssystems be- steht darin, dass in das Radlager des Überwachungssystems drei Funktionen integriert sind, nämlich eine originäre Funktion als Radlager, eine Funktion als Generator zur Erzeugung einer elektrischen Versorgungsspannung und eine Funktion als Sensor zur Messung von Messgrößen, welche auf das Lager einwirken und eine Überwachung des Waggons ermöglichen. Das Lager kann daher als Generator-Sensor-Lager bezeichnet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwa- chungssystems umfasst dieses weiterhin einen zentralen übergeordneten Leitrechner. Der Leitrechner ist bevorzugt an einem Ort angeordnet, von welchem aus mehrere Waggons überwacht werden, beispielsweise in einer Leitstelle. Somit befindet sich der Leitrechner im Gegensatz zum Generator- lager nicht an oder in dem Waggon. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems umfasst weiterhin mindestens eine Bordeinheit, die gemeinsam mit der Energieversorgungseinheit jedem Waggon separat zugeordnet ist. Folglich weist jeder Waggon, der mit dem Überwachungssystem zu überwachen ist, eine Energieversorgungseinheit in Form des Generatorlagers, die Sensorelektronik und die Bordeinheit auf. Die Bordeinheit dient dazu, betriebseigene und satellitengeschützte Daten zu empfangen, zu verarbeiten und über eine Sendeeinheit an den Leitrechner zu senden. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems lässt sich eine Vielzahl der Waggons überwachen, um kom- plexe logistische Abläufe durchführen zu können. Dabei kann das Überwachungssystem sowohl von dem Betreiber des Schienennetzes und der Waggons, als auch von einem Kunden, welcher die Transportdienstleistungen in Anspruch nimmt, genutzt werden. Der Betreiber des Schienensystems und/oder der Waggons kann das erfindungsgemäße Überwachungssystem gleichzeitig dazu nutzen, die Sicherheit des Schienensystems bzw. der Waggons zu gewährleisten. Der zentrale Leitrechner erlaubt eine kontinuierliche Überwachung, welche auch bei einer großen Anzahl von Waggons nur geringe menschliche Arbeitsleistung erfordert. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems können die Waggons mithil- fe der von der Bordeinheit empfangenen satellitengestützten Daten lokalisiert werden, beispielsweise unter Nutzung des GPS. Folglich ist es möglich, die von den Waggons gesendeten am Leitrechner empfangenen Daten auch für eine Überwachung des Ortes und der Bewegung des Waggons zu verwenden.

Vorzugsweise umfasst die Bordeinheit eine Empfangseinheit zum Empfangen betriebseigener oder zustandsbezogener Daten vom Leitrechner oder von einem internen System. Die Empfangseinheit erlaubt eine bidirektionale Kommunikation zwischen den Bordeinheiten der Waggons und dem Leitrechner. Die Sendeeinheit und/oder die Empfangseinheit ist bevorzugt durch eine mobile Funkeinheit gebildet. Die mobile Funkeinheit ist bevorzugt für einen verschlüsselten Datenaustausch über GSM oder über UMTS konfiguriert.

Die Sensorelektronik wird bevorzugt direkt oder indirekt durch den Genera- tor des Generatorlagers elektrisch gespeist. Um zu ermöglichen, dass eine Versorgung der Sensorelektronik auch dann gewährleistet ist, wenn das Generatorlager keine elektrische Versorgungsspannung generiert, umfasst das Überwachungssystem bevorzugt weiterhin einen in der Energieversorgungseinheit ausgebildeten elektrischen Energiespeicher, beispielsweise einen Akkumulator oder einen Kondensator. Dabei kann das Überwachungssystem so konfiguriert sein, dass der elektrische Energiespeicher durch den Generator des Generatorlagers geladen wird.

Die in der Leiteranordnung induzierte elektrische Spannung ist abhängig von der Ausbildung eines Luftspaltes zwischen der Leiteranordnung und einer mit der Leiteranordnung zusammenwirkenden magnetischen oder elektromagnetischen Komponente, beispielsweise zwischen der Leiteranordnung in Form einer Spule und einem Dauermagneten. Mechanische Belastungen oder auch Verschließ führen dazu, dass sich der Luftspalt ändert. Um derartige Einflüsse messen zu können, ist die Sensorelektronik bevorzugt dazu konfiguriert, Messgrößen zu messen, welche durch eine Änderung des Luftspaltes zwischen der Leiteranordnung und der mit der Leiteranordnung zusammenwirkenden magnetischen oder elektromagnetischen Komponente bedingt sind. Alternativ oder ergänzend ist die Sensorelektronik bevorzugt zur Bestimmung einer Drehzahl zwischen der Leiteranordnung und der mit der Leiteranordnung zusammenwirkenden magnetischen oder elektromagnetischen Komponente konfiguriert. Die Drehzahl zwischen der Leiteranordnung und der mit der Leiteranordnung zusammenwirkenden magnetischen oder elektromagnetischen Komponente ist in den meisten Fällen gleich einer Drehzahl des Radlagers und somit gleich der Drehzahl des gelagerten Rades des Waggons. Folglich erlaubt diese Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems eine Messung der Drehzahl des gelagerten Rades des Waggons und folglich auch eine Bestimmung von Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Waggons. Auch lassen sich Rückschlüsse auf den Verschleiß des Waggons ziehen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems ist die Sensorelektronik zur Bestimmung einer vom Waggon zurückgelegten Wegstrecke auf der Grundlage der auf die Leiteranordnung einwirkenden gemessenen Messgrößen ausgebildet. Hierfür ist im einfachsten Fall die Sensorelektronik zur Messung der Drehzahl des Radlagers ausgebildet, woraus sich die zurückgelegte Wegstrecke bestimmen lässt. Weiterhin umfasst diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems ein satellitengestütztes Messsystem zur Bestimmung der vom Waggon zurückgelegten Wegstrecke, beispielsweise ein Messsystem auf der Basis von GPS. Die von der Sensorelektronik ermit- telte Wegstrecke und die vom satellitengeschützten Messsystem ermittelte Wegstrecke lassen sich miteinander vergleichen, wobei die in diesem Vergleich ermittelte Differenz eine Differenzstrecke repräsentiert, welche als Schlupf zwischen dem gelagerten Rad und der befahrenen Schiene benannt werden kann. Dieser Schlupf ist abhängig von der auf den Waggon einwir- kenden Last und ein wichtiges Maß für die Abnutzung, welche am Kontakt zwischen den Rädern des Waggons und der Schiene des Schienennetzes auftritt. Ausgehend von einer permanenten Bestimmung des Ortes der Waggons mithilfe des satellitengestützten Messsystems lässt sich der Verschleiß des Schienennetzes lokalisieren. Ebenso kann auf den Verschleiß der Rä- der des Waggons geschlossen werden. Die so ermittelbaren Daten lassen einerseits Rückschlüsse auf die gewährbare Sicherheit zu und andererseits können Aussagen zur erforderlichen Instandhaltung und Wartung getroffen werden. Der Schlupf zwischen dem gelagerten Rad und der befahrenen Schiene ist bevorzugt zentral zu bestimmen, wofür der Leitrechner entsprechend auszubilden ist. Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems sind im Radlager weitere Sensoren zur Bestimmung von Beschleunigungen, Kräften, Momenten und/oder Temperaturen angeordnet. Diese Sensoren sind beispielsweise durch optoelektronische Sensoren und/oder Hall-Sensoren gebildet. Mithilfe der weiteren Sen- soren und dem als Sensor fungierenden Generatorlager können Aussagen über eine Vielzahl an sicherheitsrelevanten Ereignissen am Waggon getroffen werden. Beispielsweise können Veränderungen des Generatorlagers aufgrund von Abnutzung, beispielsweise infolge eines Verlustes einer Vorspannung, aufgrund von Grübchenbildung infolge eines unruhigen Laufes, aufgrund von Geräuschen oder auch aufgrund von weiteren Ereignissen, wie Schlägen und Stößen am Kontakt zwischen dem gelagerten Rad und der Schiene erfasst werden. Diese Vielzahl an erfassbaren Größen und Ereignissen lässt eine Aussage über die Lebensdauer und Verfügbarkeit des ü- berwachten Waggons und der befahrenen Schiene zu. Beispielsweise kön- nen Fugenverwerfungen in der überwachten Schiene erkannt werden. Auch können Abnutzungen an einem Radreifen des gelagerten Rades erkannt werden, bevor dieser platzt oder reißt. Die gemessenen Daten und die erkannten Ereignisse lassen sich mit Referenzdaten, beispielsweise von einem weiteren der Generatorlager am Waggon oder auch von einem Genera- torlager an einem benachbarten Waggon vergleichen oder auch kombinieren, um beispielsweise die Lebensdauer von Komponenten des Waggons oder des Schienennetzes, wie beispielsweise einer Weiche voraussagen zu können. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems ist dazu geeignet, alle wesentlichen Größen am Kontakt zwischen dem gelagerten Rad und der Schiene zu erfassen, u. a. diverse Kräfte und Drehmomente, welche von einem Fahrgestell bzw. von einzelnen Achsen des Waggons und deren Drehgestelle eingeleitet und übertragen werden. Die gemessenen Größen und erkannten Ereignisse, wie beispielsweise Schwingungen, Stöße, Beschleunigungen und/oder Kräfte, welche auf das von den Waggons und dem Schienennetz gebildete System wirken, können mithilfe eines fahrdynamischen Modells bewertet werden, um das tatsächliche Ver- halten der Waggons bzw. einem Zug mit mehreren der Waggons zu bestimmen, wodurch beispielsweise ein mögliches Fehlverhalten betrachtet und beobachtet werden kann. Insbesondere ist denkbar, Eigenschwingungen und/oder Wankmomente des Waggons zu bestimmen, um hieraus Rückschlüsse auf den Zustand der durch den Waggon beförderten Ladung, z.B. Container, (Flüssigkeits)tanks, Stückgut, Schüttgut oder dergleichen, zu erhalten. So kann beispielsweise eine Leckage an einem Flüssigkeitstank durch eine zeitliche Veränderung von Eigenschwingungen oder Wankmomenten erkannt werden und an einen Leitrechner weitergegeben werden, was insbesondere bei Gefahrguttransporten einen Mehrwert an Sicherheit darstellt. Sofern die Ladung aus körperlichen Gegenständen besteht, kann hierdurch auch ein Verrutschen der Ladung durch diese zeitliche Veränderung von Eigenschwingungen oder Wankmomenten erkannt werden. Die gemessenen Größen und erkannten Ereignisse können auch dazu dienen, den überwachten Waggon bzw. den Zug mit den überwachten Waggons zu beeinflussen, insbesondere dadurch, dass die Geschwindigkeit des Waggons oder des Zuges durch eine Regelung oder Steuerung erhöht oder verringert wird.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems sind das Generatorlager und die Sensorelektronik gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet, in welchem weiterhin ein Sensor zum Erkennen eines Öffnens des Gehäuses angeordnet ist. Bevorzugt befindet sich das Generator-Sensor-Lager vollständig in dem Gehäuse. Der Sensor zum Erkennen eines Öffnens des Gehäuses dient insbesondere da- zu, ein unberechtigtes Öffnen des Gehäuses zu erkennen und zu melden. Dabei ist der Sensor zum Erkennen eines Öffnens des Gehäuses bevorzugt durch einen optoelektronischen Sensor gebildet, welcher gleichzeitig der Messung einer Drehzahl des Generatorlagers dient. Der Sensor zum Erkennen eines Öffnens des Gehäuses kann aber auch durch Kontaktsensoren, Magnetsensoren oder andere Sensoren gebildet sein. Das Gehäuse ist weiterhin bevorzugt mit einem Eindringschutzmechanismus ausgestattet.

Das Generatorlager, die Sensorelektronik und ein Messdatenspeicher sind bevorzugt gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet, um eine Blackbox auszubilden. Die Blackbox dient in einem möglichen Katastrophenfall dazu, die vom erfindungsgemäßen Überwachungssystem gemessenen Messdaten und erkannten Ereignisse rekonstruieren zu können.

Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ü- berwachungssystems ist dieses weiterhin zur Bestimmung des Verschleißes einer Komponente des Waggons auf der Grundlage der gemessenen Mess- werte ausgebildet. Die verschleißende Komponente kann beispielsweise durch eine Bremse, durch ein Lager oder durch einen Radreifen des Waggons gebildet sein. Beispielsweise lässt sich der Verschleiß einer Bremse dadurch ermitteln, dass die gemessenen Größen der Bewegung des Waggons über die Laufzeit hinweg aufgezeichnet und bewertet werden. Hierfür sind bevorzugt die von der Sensorelektronik ermittelten Messgrößen der Bewegung mit den von dem satellitengestützten Messsystem ermittelten Messgrößen der Bewegung zu vergleichen. Daraus lässt sich u. a. ableiten, welche Verzögerungen von den Bremsen bewirkt wurden. Dabei ist das erfindungsgemäße Überwachungssystem bevorzugt derart konfiguriert, dass der ermittelte Verschleiß an den Leitrechner übermittelt wird. Überschreitet der Verschleiß ein zulässiges Maß, kann ein Alarm ausgegeben werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems umfasst der Leitrechner weiterhin ein Logistik-Management- System. Mithilfe des Logistik-Management-Systems können die Abläufe auf dem Schienennetz geplant und organisiert werden. Es kann eine Koordinierung, eine Überwachung und eine Optimierung des gesamten Verkehrs- und Warenflusses, beispielsweise eine Minimierung der Stillstandszeiten, sowie eine Prozessanalyse und eine Fahrplan- und Netzoptimierung vorgenommen werden. Unter Nutzung der bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überwachungssystems vorgesehenen Lokalisierbarkeit der Waggons kann am Leitrechner erkannt werden, ob ein bestimmter Waggon verfügbar ist und in welchem Zustand er sich befindet. In gleicher Weise kann ein Tracking, d. h. eine Verfolgung und Abfrage der aktuellen Positionen der Waggons vorgenommen werden, was beispielsweise der Berechnung einer Maut auf einer mautpflichtigen Strecke dient.

Der Leitrechner umfasst bevorzugt ein Informationsportal, welches alle relevanten Daten zu jedem Waggon in einem Intranet oder im Internet, beispielsweise für ein Logistik-, ein Trassen-, ein Maut- und/oder ein Diagnosemanagement zur Verfügung stellt.

Claims

Patentansprüche

1 . Überwachungssystem für einen schienengebundenen Waren- oder Personentransport in einem Waggon, umfassend:

- ein eine Energieversorgungseinheit bildendes Generatorlager, das in mindestens einem Radlager des Waggons integriert ist und eine Leiteranordnung zur Induktion einer zu generierenden elektrischen Spannung aufweist; und

- eine mit der Leiteranordnung elektrisch verbundene Sensorelektronik zur Bestimmung von Messgrößen, welche auf die Leiteranordnung einwirken.

2. Überwachungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin einen zentralen übergeordneten Leitrechner und eine Bordeinheit umfasst; wobei die Bordeinheit gemeinsam mit der Energieversorgungseinheit jedem Waggon separat zugeordnet ist; und wobei die Bordeinheit betriebseigene und satellitengestützte Daten empfängt, verarbeitet und über eine Sendeeinheit an den Leitrechner sendet.

3. Überwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin einen in der Energieversorgungseinheit ausgebildeten elektrischen Energiespeicher umfasst.

4. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik zur Bestimmung einer Drehzahl zwischen der Leiteranordnung und einer mit der Leiteranordnung zusammenwirkenden magnetischen oder elektromagnetischen Komponente konfiguriert ist.

5. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektronik weiterhin zur Bestimmung einer vom Waggon zurückgelegten Wegstrecke auf der Grundlage der auf die Leiteranordnung einwirkenden gemessenen Messgrößen ausgebildet ist, wobei das Überwachungssystem weiterhin ein satellitengestütztes Messsystem zur Bestimmung der vom Waggon zurückgelegten Wegstrecke umfasst, sodass aus dem Vergleich der von der Sensorelektronik ermittelten Wegstrecke mit der vom satellitengestützten Messsystem ermittelten Wegstrecke ein Schlupf zwischen dem gelagerten Rad und der befahrenen Schiene bestimmbar ist.

6. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Radlager weitere Sensoren zur Bestimmung von Beschleunigungen, Kräften, Momenten und/oder Temperaturen angeordnet sind.

7. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Generatorlager und die Sensorelektronik gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet sind, in welchem weiterhin ein Sensor zum Erkennen eines Öffnens des Gehäuses angeordnet ist.

8. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Generatorlager, die Sensorelektronik und ein

Messdatenspeicher gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet sind, um eine Blackbox auszubilden.

9. Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin zur Bestimmung des Verschleißes einer Komponente des Waggons auf der Grundlage der gemessenen Messwerte ausgebildet ist.

10. Überwachungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Bestimmung des Verschleißes einer Bremse des Waggons auf der Grundlage der die Bewegung des Waggons beschreibenden gemessenen Messwerte ausgebildet ist.