WO2018073156A1 - Vorrichtung und verfahren zur überprüfung eines rads eines schienenfahrzeugs auf flachstellen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur überprüfung eines rads eines schienenfahrzeugs auf flachstellen Download PDF

Info

Publication number
WO2018073156A1
WO2018073156A1 PCT/EP2017/076302 EP2017076302W WO2018073156A1 WO 2018073156 A1 WO2018073156 A1 WO 2018073156A1 EP 2017076302 W EP2017076302 W EP 2017076302W WO 2018073156 A1 WO2018073156 A1 WO 2018073156A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
processing unit
flat
rail vehicle
wheel
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/076302
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Bakucz
Francisco Javier Llobet Blandino
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CN201780078811.5A priority Critical patent/CN110087969A/zh
Priority to US16/342,750 priority patent/US20200047782A1/en
Publication of WO2018073156A1 publication Critical patent/WO2018073156A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or vehicle train for signalling purposes ; On-board control or communication systems
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
    • G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/08—Railway vehicles
    • G01M17/10—Suspensions, axles or wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/3235—Systems specially adapted for rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/321—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration deceleration
    • B60T8/329—Systems characterised by their speed sensor arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or vehicle trains, e.g. trackside supervision of train conditions

Definitions

  • the invention relates to a device for checking a wheel of a rail vehicle on flats.
  • the device has
  • the device comprises a processing unit which is set up to determine whether the wheel has a flat position as a function of the detected airborne sound measured values.
  • Such a device is disclosed for example in the document DE 1021012 B.
  • the device is fixedly attached to a rail and thereby forms a test track.
  • the rail vehicle generates when crossing the test track by means of its wheels noise, which are detected by a microphone.
  • wheels with at least one flat which occur due to wear of the wheels, produce characteristic
  • Beat noises based on which a flat spot can be identified It is then determined from the sound measured values acquired during the passage over the test track, whether a wheel has a flat spot. Thus, only after several consecutive beat noises on a flat closed and triggered a reporting device.
  • the invention also relates to a method for checking a wheel of a rail vehicle on flat areas.
  • the invention relates to a device for checking a wheel of a rail vehicle on flats.
  • the device has a micro-electro-mechanical microphone for the detection of airborne sound readings within a first period of time.
  • the device comprises a processing unit which is set up to determine whether the wheel has a flat position as a function of the detected airborne sound measured values.
  • the essence of the invention is that the device has an acoustic
  • Waveguide has.
  • the device is configured as a mobile device and can be arranged on or in the rail vehicle in such a way that an airborne sound which is radiated as airborne noise at an interface from a structure-borne sound passing through the railroad vehicle can be transmitted to the microphone by means of the acoustic waveguide.
  • Rail vehicle on flat spots of the wheels is possible and thus can be determined immediately while driving as soon as a flat spot occurs in one of the wheels.
  • the rail vehicle does not have an extra
  • the device has a memory unit, wherein the processing unit is adapted to generate a signal when determining a flat spot, which detected one
  • the storage unit can be evaluated at the end of a journey and thus allows a conclusion as to whether one of the wheels of the rail vehicle has a flat position. If so, then the wheels can be inspected more closely and if necessary repaired.
  • Device having a, in particular wireless, communication unit, wherein the processing unit is adapted to generate a flat spot determining a signal representing a detected flat, and send out this signal by means of the communication unit.
  • the advantage here is that as soon as a flat spot is detected, this can be communicated to the outside.
  • Rail vehicle to be informed about the flat. As a result, if necessary, can be reacted directly to the flat, for example Prevent accidents due to derailment or damage to the rails.
  • the processing unit is set up to determine an evaluation signal by low-pass and high-pass filtering of the detected airborne sound measurements and then deriving the filtered measured values over time, squared and a
  • Averaging is performed.
  • the evaluation signal determined has characteristic shapes in order to be able to correspondingly close on a flat spot and thereby facilitate the evaluation of the detected airborne sound measurement values.
  • the processing unit is set up to check whether the
  • Evaluation signal has at least one periodic peak occurring, wherein at several periodic peaks the largest periodic peak occurring is selected and all other peaks which within a second
  • the processing unit is set up to check whether a derivation of the evaluation signal over the time in the region of the periodic peak has both a negative and a positive slope, and in this case too check if the periodic peak is greater than a threshold, in which case the processing unit is adapted to determine that the wheel has a flat.
  • the device has a motion sensor, in particular an acceleration sensor or a gyroscope, wherein the device is set up by a motion sensor, in particular an acceleration sensor or a gyroscope, wherein the device is set up by a motion sensor, in particular an acceleration sensor or a gyroscope, wherein the device is set up by a motion sensor, in particular an acceleration sensor or a gyroscope, wherein the device is set up by a
  • Interrupt signal of the motion sensor to be woken up from a sleep state.
  • the advantage here is that the device is only active when it is, and thus the rail vehicle, in motion. This will be the
  • the invention also relates to a method for checking a wheel of a rail vehicle on flat areas, comprising the method steps: a. Acquiring airborne sound readings within a first time period by means of a microelectromechanical microphone,
  • Determining an evaluation signal in this case are the detected
  • Airborne noise measurements processed so that a fast and easy
  • a method step e takes place, in which the generated signal is stored in a memory unit.
  • the storage unit can be evaluated at the end of a journey and thus allows a conclusion as to whether one of the wheels of the rail vehicle has a flat position. If so, then the wheels can be inspected more closely and if necessary repaired.
  • a method step e takes place, in which the signal generated is generated by means of a communication unit,
  • Rail vehicle to be informed about the flat. As a result, it is possible, if necessary, to react directly to the flat area in order, for example, to prevent accidents or further damage.
  • Process step g runs, in which an interrupt signal of a
  • the device is active when it, and thus also the rail vehicle, is in motion. This will be the
  • Rail vehicle then checked for flats when it is in motion and thus generates structure-borne noise from the wheels and emitted as airborne sound. As a result, the device is again in a state of rest when no determination of the flats is possible, whereby energy and resources can be saved.
  • the recorded airborne sound pressure values are filtered low and high-pass and then the filtered measured values are derived over time, squared and an averaging is performed in order to determine the evaluation signal.
  • the evaluation signal determined has characteristic shapes in order to be able to correspondingly close to a flat position and thereby facilitate the evaluation of the airborne sound measurement values.
  • step c it is checked whether the evaluation signal has at least one periodic peak, with the largest periodic peak being selected for a plurality of periodic peaks and all other peaks each being selected within a second time span are ignored after or before the largest periodic peak, a periodic peak is selected, it is then checked whether a derivative of the evaluation signal over time in the periodic peak both a If this is the case, it is checked whether the periodic peak is greater than a threshold, and if so, it is determined that the wheel has a flat spot.
  • the threshold value is reduced and then the method is continued with method step a.
  • the threshold value is correspondingly adapted to the signal if no flat spot could previously be determined.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a device according to the invention for checking a wheel of a rail vehicle on flat spots.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a method according to the invention for checking a wheel of a rail vehicle on flat spots.
  • FIG. 3 shows an airborne sound measurement value curve over time and the associated evaluation signal determined from this airborne sound measurement value profile.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a device 10 according to the invention for checking a wheel of a rail vehicle 15 on flats.
  • the device 10 which has a micro-electro-mechanical microphone 20 for detecting airborne noise measured values 22.
  • This microphone 20 may be, for example, a piezo or condenser microphone. It is important to note whether the microphone 20 has an analog or digital signal output.
  • an analog microphone for example, a microphone having a piezo or condenser microphone.
  • the device 10 is such on the rail vehicle 15 can be arranged that a
  • the acoustic waveguide 40 may, for example, a
  • the acoustic waveguide 40 conducts the airborne sound, which at an interface 16 of the rail vehicle 15 by the
  • Rail vehicle 15 passing solid-borne sound is emitted as airborne sound, from this interface 16 to the microphone 20 on.
  • the interface 16 may be, for example, an outer or inner wall of the rail vehicle 15.
  • the waveguide may for example also be formed as a simple breakthrough in a housing of the device 10, wherein the microphone 20 from one side and the rail vehicle 15 from the other side then directly adjacent to the breakthrough. Furthermore, the device 10 has a
  • the processing unit 30 may be used, for example, as
  • the processing unit 30 is connected to the
  • Microphone 20 connected such that the detected by the microphone 20
  • Airborne sound readings 22 can be tapped by the processing unit 30.
  • the processing unit 30 is configured to function as a function of
  • Airborne sound readings 22 to determine whether the wheel of the rail vehicle 15 has a flat on a tread.
  • the processing unit 30 is set up to generate a signal 32 when determining a flat location, which represents a detected flat location.
  • the device 10 has a memory unit 50 or also a communication unit 60.
  • Communication unit 60 is so with the processing unit 30
  • the communication unit 60 may be, for example, a Bluetooth, WLAN or GSM module for wireless transmission of a signal, but a wired transmission, for example by means of a USB module is conceivable.
  • the storage unit 50 is so with the
  • Processing unit 30 connected to the signal 32 from the
  • Processing unit 30 can be transferred to the memory unit 50 and stored in the memory unit 50 and also can be read from this again.
  • the device 10 also has a motion sensor 25.
  • This motion sensor 25 is so with the processing unit 30 connected, that an interrupt signal 27 from the motion sensor 25 to the processing unit 30 is transferable.
  • the motion sensor 25 is set up so that upon movement of the rail vehicle 15, an interrupt signal 27 is sent to the processing unit 30, whereby the
  • Processing unit 30 can recognize that the rail vehicle 15 in
  • the device 10 is not directly on the rail vehicle 15 but on a mobile
  • Object in rail vehicle 15 can be arranged.
  • a mobile object may be, for example, a package or a transport pallet.
  • the structure-borne noise of the rail vehicle 15 is then conducted via the mobile object, which in turn converts the structure-borne sound into airborne sound and transmits it to the microphone 20 via the acoustic waveguide 40.
  • the interface is corresponding
  • the device 10 may also include other sensors, such as a
  • the device 10 can be used to monitor the mobile object during transport by, for example, monitoring the mobile object
  • Processing unit 30 is configured to store additionally recorded by this sensor measurements in the memory unit 50.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a method according to the invention for checking a wheel of a rail vehicle on flat spots.
  • a method step a airborne sound measured values 22 are detected within a first time interval T 1 by means of an electromechanical microphone 20.
  • a method step b is then by means of a
  • the evaluation signal 35 is determined by first the low-pass and high-pass filtered airborne sound measurements 22 are filtered. Alternatively, the detected airborne sound measurements 22 may also be first
  • the filtered readings are then derived in time, followed by by squaring the time derivative. Then, on the basis of the result of the squaring, an averaging is then carried out
  • This evaluation signal 35 represents the energy concentration of the detected
  • a method step c As a function of the evaluation signal 35 by means of the processing unit 30 whether the wheel has a flat position.
  • the determination of whether the wheel of the rail vehicle 15 has a flat position takes place in method step c by checking whether the evaluation signal 35 has at least one periodic peak, with the greatest periodic peak being selected at several periodic peaks and ignoring all other peaks which each occur within a second time period T2 after or before the largest periodic peak.
  • the temporal distance of the tips, which are generated by flats can also be estimated, for example, from the speed of the rail vehicle 15 and the circumference of the wheels, for example
  • the tip can be closed to the size of the flat, taking into account the speed and the distance of the device to the wheel. If a flat is determined in step c, is with a
  • Process step d continued.
  • a signal 32 is generated by the processing unit 30, which represents a specific flat location. If, on the other hand, no flat spot is determined in method step c, the method is ended.
  • a method step e or else a method step f also take place.
  • the generated signal 32 is stored in a memory unit 50 stored.
  • step f the signal 32 by means of a
  • Communication unit 60 in particular sent out wirelessly.
  • a further optional method step g can also take place before method step a.
  • this method step g is an interrupt signal 27 from
  • FIG. 3 shows an airborne sound measurement value curve over time and the associated evaluation signal 35 determined from this airborne sound measurement value profile. Shown is a typical course of airborne noise measurements 22 over time t.
  • Airborne sound measurements 22 have been detected within a first time period Tl. From the airborne noise measured values 22, an evaluation signal 35 is determined as described in FIG. This evaluation signal 35 typically has various characteristic locations. Thus, the evaluation signal 35 initially has a first small peak 71 followed by another small peak 72 and a large peak 73. After the large peak 73, the further small peak 72 and the large peak 73 are repeated again, which is why they can be assumed to be periodic.
  • the tips 72 and 73 are similar in shape to a shark fin, i. H. they rise both concave and convex and fall steeply towards the end, indicating flattening.
  • the first small tip 71 on the other hand, has no such shape and is not periodic; H. she does not repeat herself.
  • this first small tip 71 was not caused by a flatness but is an artifact. Furthermore, it can be seen that the further small peaks 72 are below a threshold value 37 and the large peaks 73 are above the threshold value 73. In this case, the further small peaks 72 are in each case within a second time period T2 before or after the large peaks 73. This in turn is an indication that the further small peaks 72 are caused by a neighborhood flat and can therefore be ignored.

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung (10) zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs (15) auf Flachstellen. Die Vorrichtung (10) weist ein mikroelektromechanisches Mikrofon (20) zur Erfassung von Luftschallmesswerten (22) innerhalb einer ersten Zeitspanne (T1) auf. Zudem umfasst die Vorrichtung (10) eine Verarbeitungseinheit (30), welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der erfassten Luftschallmesswerte (22) zu bestimmen, ob das Rad eine Flachstelle aufweist. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung (10) einen akustischen Wellenleiter (40) aufweist. Zudem ist die Vorrichtung (10) als mobile Vorrichtung ausgestaltet und derartig am oder im Schienenfahrzeug (15) anordenbar, dass ein Luftschall, welcher an einer Grenzfläche (16) von einem das Schienenfahrzeug (15) durchlaufenden Körperschall als Luftschall abgestrahlt wird, mittels des akustischen Wellenleiters (40) an das Mikrofon (20) übertragbar ist. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs (15) auf Flachstellen.

Description

Beschreibung Titel
Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs auf Flachstellen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs auf Flachstellen. Die Vorrichtung weist
ein mikroelektromechanisches Mikrofon zur Erfassung von Luftschallmesswerten innerhalb einer ersten Zeitspanne auf. Zudem umfasst die Vorrichtung eine Verarbeitungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der erfassten Luftschallmesswerte zu bestimmen, ob das Rad eine Flachstelle aufweist.
Solch eine Vorrichtung ist beispielsweise in der Schrift DE 1021012 B offenbart. In dieser Schrift ist die Vorrichtung ortsfest an einer Schiene befestigt und bildet hierdurch eine Prüfstrecke. Das Schienenfahrzeug erzeugt bei einer Überfahrt über die Prüfstrecke mittels seiner Räder Geräusche, welche von einem Mikrofon erfasst werden. Insbesondere erzeugen Räder mit wenigstens einer Flachstelle, welche aufgrund von Abnutzung der Räder auftreten, charakteristische
Schlaggeräusche anhand welcher eine Flachstelle identifiziert werden kann. Aus den während der Überfahrt über die Prüfstrecke erfassten Schallmesswerten wird dann bestimmt, ob ein Rad eine Flachstelle aufweist. So wird erst ab mehreren aufeinanderfolgenden Schlaggeräuschen auf eine Flachstelle geschlossen und eine Meldeeinrichtung ausgelöst.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs auf Flachstellen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs auf Flachstellen. Die Vorrichtung weist ein mikroelektromechanisches Mikrofon zur Erfassung von Luftschallmesswerten innerhalb einer ersten Zeitspanne auf. Zudem umfasst die Vorrichtung eine Verarbeitungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit der erfassten Luftschallmesswerte zu bestimmen, ob das Rad eine Flachstelle aufweist.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung einen akustischen
Wellenleiter aufweist. Zudem ist die Vorrichtung als mobile Vorrichtung ausgestaltet und derartig am oder im Schienenfahrzeug anordenbar, dass ein Luftschall, welcher an einer Grenzfläche von einem das Schienenfahrzeug durchlaufenden Körperschall als Luftschall abgestrahlt wird, mittels des akustischen Wellenleiters an das Mikrofon übertragbar ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass eine durchgehende Überprüfung des
Schienenfahrzeugs auf Flachstellen der Räder möglich ist und somit umgehend während der Fahrt bestimmt werden kann, sobald eine Flachstelle bei einem der Räder auftritt. Zudem muss das Schienenfahrzeug nicht extra über eine
Prüfstrecke fahren, um eine Flachstelle zu bestimmen. Hierdurch lässt sich die
Vorrichtung ohne großen Aufwand in die Transportinfrastruktur integrieren.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung eine Speichereinheit aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, bei Bestimmen einer Flachstelle ein Signal zu erzeugen, welches eine erkannte
Flachstelle darstellt, und dieses Signal in der Speichereinheit abzuspeichern. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Speichereinheit am Ende einer Fahrt ausgewertet werden kann und somit einen Rückschluss ermöglicht, ob eines der Räder des Schienenfahrzeugs eine Flachstelle aufweist. Ist dies der Fall, können dann die Räder genauer untersucht und wenn nötig gegebenenfalls repariert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die
Vorrichtung eine, insbesondere drahtlose, Kommunikationseinheit aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, bei Bestimmen einer Flachstelle ein Signal zu erzeugen, welches eine erkannte Flachstelle darstellt, und dieses Signal mittels der Kommunikationseinheit auszusenden.
Vorteilhaft ist hierbei, dass sobald eine Flachstelle erkannt wird, dies nach außen hin mitgeteilt werden kann. So kann beispielsweise der Führer des
Schienenfahrzeugs über die Flachstelle informiert werden. Hierdurch kann bei Bedarf unmittelbar auf die Flachstelle reagiert werden, um beispielsweise Unfällen aufgrund von Entgleisungen oder Beschädigungen der Schienen vorzubeugen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, ein Auswertesignal zu ermitteln, indem die erfassten Luftschallmesswerte tief- und hochpassgefiltert und die gefilterten Messwerte anschließend über die Zeit abgeleitet, quadriert und eine
Mittelwertbildung durchgeführt wird.
Vorteilhaft ist hierbei, dass das ermittelte Auswertesignal charakteristische Formen aufweist, um entsprechend auf eine Flachstelle schließen zu können und hierdurch die Auswertung der erfassten Luftschallmesswerte erleichtert wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, zu prüfen, ob das
Auswertesignal wenigstens eine periodische auftretende Spitze aufweist, wobei bei mehreren periodischen Spitzen die größte periodische auftretende Spitze ausgewählt wird und alle anderen Spitzen welche innerhalb einer zweiten
Zeitspanne nach oder vor der größten periodischen Spitze auftreten ignoriert werden, zudem ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet, zu prüfen, ob eine Ableitung des Auswertesignals über die Zeit im Bereich der periodischen Spitze sowohl eine negative als auch eine positive Steigung aufweist, und in diesem Fall zu prüfen, ob die periodische Spitze größer als ein Schwellenwert ist, wobei in diesem Fall die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, dass das Rad eine Flachstelle aufweist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Flachstelle möglichst einfach aber dennoch exakt bestimmt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Bewegungssensor aufweist, insbesondere einen Beschleunigungssensor oder ein Gyroskop, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, durch ein
Interrupt-Signal des Bewegungssensors aus einem Schlafzustand aufgeweckt zu werden.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Vorrichtung nur aktiv ist, wenn sie sich, und somit auch das Schienenfahrzeug, in Bewegung befindet. Hierdurch wird das
Schienenfahrzeug nur dann auf Flachstellen überprüft, wenn dies in Bewegung ist und somit überhaupt Körperschall von den Rädern erzeugt und als Luftschall abgestrahlt wird. Hierdurch ist die Vorrichtung wiederum im Ruhezustand, wenn keine Bestimmung der Flachstellen möglich ist, wodurch Energie und
Ressourcen eingespart werden können.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Überprüfung eines Rads von einem Schienenfahrzeug auf Flachstellen, aufweisend die Verfahrensschritte: a. Erfassen von Luftschallmesswerten innerhalb einer ersten Zeitspanne mittels eines mikroelektromechanischen Mikrofons,
b. Ermitteln eines Auswertesignals aus den erfassten Luftschallmesswerten mittels einer Verarbeitungseinheit,
c. Bestimmen, ob das Rad eine Flachstelle aufweist, in Abhängigkeit des
Auswertesignals mittels der Verarbeitungseinheit,
d. Erzeugen eines Signals, welches eine erkannte Flachstelle darstellt, mittels der Verarbeitungseinheit, wenn eine Flachstelle bestimmt wurde.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch das Verfahren einfach bestimmt werden kann, ob ein Rad des Schienenfahrzeugs eine Flachstelle aufweist. Durch das
Ermitteln eines Auswertesignals werden hierbei die erfassten
Luftschallmesswerte derartig verarbeitet, dass eine schnelle und einfache
Aussage getroffen werden kann, ob eine Flachstelle vorhanden ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Verfahrensschritt d ein Verfahrensschritt e abläuft, in welchem das erzeugte Signal in einer Speichereinheit abgespeichert wird.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Speichereinheit am Ende einer Fahrt ausgewertet werden kann und somit einen Rückschluss ermöglicht, ob eines der Räder des Schienenfahrzeugs eine Flachstelle aufweist. Ist dies der Fall, können dann die Räder genauer untersucht und wenn nötig gegebenenfalls repariert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Verfahrensschritt d ein Verfahrensschritt e abläuft, in welchem das erzeugte Signal mittels einer Kommunikationseinheit,
insbesondere drahtlos, ausgesendet wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass sobald eine Flachstelle erkannt wird, dies nach außen hin mitgeteilt werden kann. So kann beispielsweise der Führer des
Schienenfahrzeugs über die Flachstelle informiert werden. Hierdurch kann bei Bedarf unmittelbar auf die Flachstelle reagiert werden, um beispielsweise Unfällen oder weiteren Beschädigungen vorzubeugen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass vor dem Verfahrensschritt a ein
Verfahrensschritt g abläuft, in welchem ein Interrupt-Signal eines
Bewegungssensors erfasst wird.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Vorrichtung aktiv ist, wenn sie sich, und somit auch das Schienenfahrzeug, in Bewegung befindet. Hierdurch wird das
Schienenfahrzeug dann auf Flachstellen überprüft, wenn es in Bewegung ist und somit überhaupt Körperschall von den Rädern erzeugt und als Luftschall abgestrahlt wird. Hierdurch ist die Vorrichtung wiederum in einem Ruhezustand, wenn keine Bestimmung der Flachstellen möglich ist, wodurch Energie und Ressourcen eingespart werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Verfahrensschritt b die erfassten Luftschallmesswerte tief- und hochpassgefiltert werden und anschließend die gefilterten Messwerte über die Zeit abgeleitet, quadriert und eine Mittelwertbildung durchgeführt wird, um das Auswertesignal zu ermitteln.
Vorteilhaft ist hierbei, dass das ermittelte Auswertesignal charakteristische Formen aufweist, um entsprechend auf eine Flachstelle schließen zu können und hierdurch die Auswertung der Luftschallmesswerte erleichtert wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Verfahrensschritt c geprüft wird, ob das Auswertesignal wenigstens eine periodische auftretende Spitze aufweist, wobei bei mehreren periodischen Spitzen die größte periodische auftretende Spitze ausgewählt wird und alle anderen Spitzen welche jeweils innerhalb einer zweiten Zeitspanne nach oder vor der größten periodischen Spitze auftreten ignoriert werden, wird eine periodische Spitze ausgewählt , wird anschließend geprüft, ob eine Ableitung des Auswertesignals über die Zeit im Bereich der periodischen Spitze sowohl eine negative als auch eine positive Steigung aufweist, ist dies der Fall, wird geprüft, ob die periodische Spitze größer als ein Schwellenwert ist, wobei wenn dies zutrifft, bestimmt wird, dass das Rad eine Flachstelle aufweist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Flachstelle möglichst einfach aber dennoch exakt bestimmt werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass im Fall, dass die periodische Spitze kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, der Schwellenwert reduziert und anschließend das Verfahren mit dem Verfahrensschritt a fortgesetzt wird.
Vorteilhaft ist hierbei, dass der Schwellenwert entsprechend an das Signal angepasst wird, wenn zuvor keine Flachstelle bestimmt werden konnte.
Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs auf Flachstellen.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung eines Rads von einem Schienenfahrzeug auf Flachstellen.
Fig. 3 zeigt einen Luftschallmesswertverlauf über die Zeit und das zugehörige ermittelte Auswertesignal aus diesem Luftschallmesswertverlauf.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs 15 auf Flachstellen.
Dargestellt ist die Vorrichtung 10, welche ein mikroelektromechanisches Mikrofon 20 zur Erfassung von Luftschallmesswerten 22 aufweist. Dieses Mikrofon 20 kann beispielsweise ein Piezo- oder Kondensator-Mikrofon sein. Hierbei ist darauf zu achten, ob das Mikrofon 20 einen analogen oder digitalen Signal- Ausgang hat. Bei einem analogen Mikrofon kann beispielsweise eine
entsprechende Signalverstärkung und Widerstandsanpassung und bei einem digitalen Mikrofon eine Schnittstellenanpassung nötig werden. Die Vorrichtung 10 ist derartig an dem Schienenfahrzeug 15 anordenbar, dass ein das
Schienenfahrzeug 15 durchlaufender Körperschall, welcher insbesondere durch die Räder des Schienenfahrzeugs 15 bei der Fahrt erzeugt wird, in Luftschall umgewandelt und dieser über einen akustischen Wellenleiter 40 dem Mikrofon 20 zugeführt wird. Der akustische Wellenleiter 40 kann beispielsweise ein
Hohlleiter sein. Der akustische Wellenleiter 40 leitet den Luftschall, welcher an einer Grenzfläche 16 des Schienenfahrzeugs 15 durch den das
Schienenfahrzeug 15 durchlaufenden Körperschall als Luftschall abgestrahlt wird, von dieser Grenzfläche 16 an das Mikrofon 20 weiter. Die Grenzfläche 16 kann beispielsweise eine Außen oder Innenwand des Schienenfahrzeugs 15 sein. Der Hohlleiter kann beispielsweise auch als einfacher Durchbruch in einem Gehäuse der Vorrichtung 10 ausgebildet sein, wobei das Mikrofon 20 von einer Seite und das Schienenfahrzeug 15 von der anderen Seite dann direkt an den Durchbruch angrenzen. Des Weiteren weist die Vorrichtung 10 eine
Verarbeitungseinheit 30 auf. Die Verarbeitungseinheit 30 kann beispielsweise als
Mikrocontroller ausgestaltet sein. Die Verarbeitungseinheit 30 ist mit dem
Mikrofon 20 derartig verbunden, dass die vom Mikrofon 20 erfassten
Luftschallmesswerte 22 durch die Verarbeitungseinheit 30 abgreifbar sind. Die Verarbeitungseinheit 30 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der
Luftschallmesswerte 22 zu bestimmen, ob das Rad des Schienenfahrzeugs 15 eine Flachstelle auf einer Lauffläche aufweist. Zudem ist die Verarbeitungseinheit 30 dazu eingerichtet, bei Bestimmen einer Flachstelle ein Signal 32 zu erzeugen, welches eine erkannte Flachstelle darstellt. Die Vorrichtung 10 weist eine Speichereinheit 50 oder auch eine Kommunikationseinheit 60 auf. Die
Kommunikationseinheit 60 ist derartig mit der Verarbeitungseinheit 30
verbunden, dass das Signal 32 mittels der Kommunikationseinheit 60
ausgesendet werden kann. Die Kommunikationseinheit 60 kann beispielsweise ein Bluetooth-, WLAN- oder GSM-Modul zur drahtlosen Aussendung eines Signals sein, jedoch ist auch eine drahtgebundene Aussendung beispielsweise mittels eines USB-Moduls denkbar. Die Speichereinheit 50 ist derartig mit der
Verarbeitungseinheit 30 verbunden, dass das Signal 32 von der
Verarbeitungseinheit 30 an die Speichereinheit 50 übertragbar ist und in der Speichereinheit 50 abgespeichert und auch wieder aus dieser ausgelesen werden kann. Optional weist die Vorrichtung 10 noch einen Bewegungssensor 25 auf. Dieser Bewegungssensor 25 ist derartig mit der Verarbeitungseinheit 30 verbunden, dass ein Interrupt-Signal 27 vom Bewegungssensor 25 an die Verarbeitungseinheit 30 übertragbar ist. Der Bewegungssensor 25 ist dazu eingerichtet, dass bei einer Bewegung des Schienenfahrzeugs 15 ein Interrupt- Signal 27 an die Verarbeitungseinheit 30 gesendet wird, wodurch die
Verarbeitungseinheit 30 erkennen kann, dass das Schienenfahrzeug 15 in
Bewegung ist. Wird dagegen ein solches Interrupt-Signal 27 nicht von der Verarbeitungseinheit 30 empfangen, kann diese die Vorrichtung 10 in einem Ruhezustand belassen.
In einem alternativen, bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 10 nicht direkt am Schienenfahrzeug 15 sondern an einem mobilen
Objekt im Schienenfahrzeug 15 anordenbar. Solch ein mobiles Objekt kann beispielsweise ein Paket oder eine Transport-Palette sein. Der Körperschall des Schienenfahrzeugs 15 wird dann über das mobile Objekt geleitet, welches den Körperschall wiederum in Luftschall wandelt und diesen über den akustischen Wellenleiter 40 an das Mikrofon 20 überträgt. Entsprechend ist die Grenzfläche
16 dann beispielsweise eine Wand des mobilen Objekts. Optional kann die Vorrichtung 10 auch weitere Sensorik, wie beispielsweise einen
Beschleunigungssensor, einen Lichtsensor oder einen Feuchtigkeitssensor aufweisen, Hierdurch kann die Vorrichtung 10 dazu genutzt werden, das mobile Objekt während dem Transport zu überwachen, indem beispielsweise die
Verarbeitungseinheit 30 dazu eingerichtet ist, zusätzlich von dieser Sensorik erfasste Messwerte in der Speichereinheit 50 abzuspeichern.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung eines Rads von einem Schienenfahrzeug auf Flachstellen.
Zuerst werden in einem Verfahrensschritt a Luftschallmesswerte 22 innerhalb einer ersten Zeitspanne Tl mittels eines elektromechanischen Mikrofons 20 erfasst. In einem Verfahrensschritt b wird daraufhin mittels einer
Verarbeitungseinheit 30 aus den erfassten Luftschallmesswerten 22 ein Auswertesignal 35 ermittelt. Das Auswertesignal 35 wird dabei ermittelt, indem zuerst die erfassten Luftschallmesswerte 22 tief- und hochpassgefiltert werden. Alternativ können die erfassten Luftschallmesswerte 22 auch zuerst
hochpassgefiltert und dann tiefpassgefiltert werden. Durch das Tiefpassfiltern wird Rauschen unterdrückt und durch das Hochpassfiltern wird das Signal geglättet. Daraufhin werden die gefilterten Messwerte zeitlich abgeleitet, gefolgt von einem Quadrieren der zeitlichen Ableitung. Anschließend wird dann noch ausgehend von dem Ergebnis des Quadrierens eine Mittelwertbildung
durchgeführt, um schlussendlich das Auswertesignal 35 zu erhalten. Dieses Auswertesignal 35 stellt die Energie- Konzentration der erfassten
Luftschallmesswerte 22 dar, d. h. die das Schienenfahrzeug 15 durchlaufenden
Schwingungen, welche in Luftschall umgewandelt und durch das Mikrofon 20 erfasst werden. Nach dem Verfahrensschritt b wird in einem Verfahrensschritt c in Abhängigkeit des Auswertesignals 35 mittels der Verarbeitungseinheit 30 bestimmt, ob das Rad eine Flachstelle aufweist. Die Bestimmung, ob das Rad des Schienenfahrzeugs 15 eine Flachstelle aufweist, erfolgt im Verfahrensschritt c, indem geprüft wird, ob das Auswertesignal 35 wenigstens eine periodische auftretende Spitze aufweist, wobei bei mehreren periodischen Spitzen die größte periodische auftretende Spitze ausgewählt wird und alle anderen Spitzen ignoriert werden, welche jeweils innerhalb einer zweiten Zeitspanne T2 nach oder vor der größten periodischen Spitze auftreten. Die Periode der Spitzen, d. h. der zeitliche Abstand der Spitzen, welche durch Flachstellen erzeugt werden, lässt sich beispielsweise auch aus der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 15 und dem Umfang der Räder abschätzen, um beispielsweise zu
plausibilisieren, ob die erfassten periodischen Spitzen von einer Flachstelle erzeugten wurden. Wird solch eine periodische Spitze dann ausgewählt, wird anschließend geprüft, ob eine zeitliche Ableitung des Auswertesignals 35 im Bereich der periodischen Spitze sowohl eine negative als auch eine positive Steigung aufweist. Ist dies der Fall, wird weiterhin geprüft, ob die periodische Spitze größer als ein Schwellenwert 37 ist, wobei wenn dies zutrifft, bestimmt wird, dass das Rad eine Flachstelle aufweist. Anhand der Höhe und Breite der
Spitze kann unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit und dem Abstand der Vorrichtung zum Rad zudem auf die Größe der Flachstelle geschlossen werden. Wird eine Flachstelle im Verfahrensschritt c bestimmt, wird mit einem
Verfahrensschritt d fortgefahren. Im Verfahrensschritt d wird ein Signal 32 von der Verarbeitungseinheit 30 erzeugt, welches eine bestimmte Flachstelle darstellt. Wird dagegen im Verfahrensschritt c keine Flachstelle bestimmt, wird das Verfahren beendet.
Optional laufen nach der der Erzeugung des Signals 32 im Verfahrensschritt d noch ein Verfahrensschritt e oder auch ein Verfahrensschritt f ab. Dabei wird im Verfahrensschritt e das erzeugte Signal 32 in einer Speichereinheit 50 abgespeichert. Im Verfahrensschritt f wird das Signal 32 mittels einer
Kommunikationseinheit 60 insbesondere drahtlos ausgesendet. Ein weiterer optionaler Verfahrensschritt g kann zudem noch vor dem Verfahrensschritt a ablaufen. In diesem Verfahrensschritt g wird ein Interrupt-Signal 27 vom
Bewegungssensor 25 empfangen und wenn solch ein Interrupt-Signal 27 empfangen wurde, wird mit dem Verfahrensschritt a fortgefahren.
Fig. 3 zeigt einen Luftschallmesswertverlauf über die Zeit und das zugehörige ermittelte Auswertesignal 35 aus diesem Luftschallmesswertverlauf. Dargestellt ist ein typischer Verlauf von Luftschallmesswerten 22 über die Zeit t. Die
Luftschallmesswerte 22 sind hierbei innerhalb einer ersten Zeitspanne Tl erfasst worden. Aus den Luftschallmesswerten 22 wird wie nach Fig. 2 beschrieben ein Auswertesignal 35 ermittelt. Dieses Auswertesignal 35 weist typischerweise verschiedene charakteristische Stellen auf. So weist das Auswertesignals 35 zu Beginn eine erste kleine Spitze 71 gefolgt von einer weiteren kleinen Spitze 72 und einer großen Spitze 73 auf. Nach der großen Spitze 73 wiederholen sich nochmals die weitere kleine Spitze 72 sowie die große Spitze 73, weshalb diese als periodisch angenommen werden können. Die Spitzen 72 und 73 ähneln von der Form her jeweils einer Haiflosse, d. h. sie steigen sowohl konkav als auch konvex an und fallen gegen Ende steil ab, wobei dies ein Indiz für Flachstellen ist. Die erste kleine Spitze 71 hat dagegen keine solche Form und ist auch nicht periodisch, d. h. sie wiederholt sich nicht. Somit kann angenommen werden, dass diese erste kleine Spitze 71 nicht von einer Flachstelle verursacht wurde, sondern ein Artefakt ist. Des Weiteren ist zu sehen, dass die weiteren kleinen Spitzen 72 unter einem Schwellenwert 37 und die großen Spitzen 73 über dem Schwellenwert 73 liegen. Hierbei liegen die weiteren kleinen Spitzen 72 jeweils innerhalb einer zweiten Zeitspanne T2 vor oder nach den großen Spitzen 73. Dies ist wiederum ein Indiz dafür, dass die weiteren kleinen Spitzen 72 von einer Nachbarschafts- Flachstelle verursacht und daher ignoriert werden können.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (10) zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs (15) auf Flachstellen, aufweisend
ein mikroelektromechanisches Mikrofon (20) zur Erfassung von
Luftschallmesswerten (22) innerhalb einer ersten Zeitspanne (Tl),
eine Verarbeitungseinheit (30), welche dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der erfassten Luftschallmesswerte (22) zu bestimmen, ob das Rad eine Flachstelle aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen akustischen Wellenleiter (40) aufweist, und dass die Vorrichtung (10) als mobile Vorrichtung ausgestaltet ist und derartig am oder im Schienenfahrzeug (15) anordenbar ist, dass ein Luftschall, welcher an einer Grenzfläche (16) von einem das Schienenfahrzeug (15) durchlaufenden
Körperschall als Luftschall abgestrahlt wird, mittels des akustischen Wellenleiters (40) an das Mikrofon (20) übertragbar ist.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Speichereinheit (50) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, bei Bestimmen einer Flachstelle ein Signal (32) zu erzeugen, welches eine erkannte Flachstelle darstellt, und dieses Signal in der
Speichereinheit abzuspeichern.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorrichtung (10) eine, insbesondere drahtlose, Kommunikationseinheit (60) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, bei Bestimmen einer Flachstelle ein Signal (32) zu erzeugen, welches eine erkannte Flachstelle darstellt, und dieses Signal (32) mittels der Kommunikationseinheit (60) auszusenden.
4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, ein Auswertesignal (35) zu ermitteln, indem die erfassten Luftschallmesswerte (22) tief- und hochpassgefiltert und die gefilterten Messwerte anschließend über die Zeit abgeleitet, quadriert und eine Mittelwertbildung durchgeführt wird.
5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verarbeitungseinheit (30) dazu eingerichtet ist, zu prüfen, ob das Auswertesignal (35) wenigstens eine periodische auftretende Spitze aufweist, wobei bei mehreren periodischen Spitzen die größte periodische auftretende Spitze ausgewählt wird und alle anderen Spitzen welche innerhalb einer zweiten Zeitspanne (T2) nach oder vor der größten periodischen Spitze auftreten ignoriert werden, zudem ist die Verarbeitungseinheit (30) dazu eingerichtet, zu prüfen, ob eine Ableitung des Auswertesignals (35) über die Zeit im Bereich der periodischen Spitze sowohl eine negative als auch eine positive Steigung aufweist, und in diesem Fall zu prüfen, ob die periodische Spitze größer als ein Schwellenwert (37) ist, wobei in diesem Fall die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet ist, zu bestimmen, dass das Rad eine Flachstelle aufweist.
6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Bewegungssensor (25) aufweist, insbesondere einen Beschleunigungssensor oder ein Gyroskop, wobei die Vorrichtung (10) dazu eingerichtet ist, durch ein Interrupt-Signal (27) des Bewegungssensors (25) aus einem Schlafzustand aufgeweckt zu werden.
7. Verfahren zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs (15) auf
Flachstellen, aufweisend die Verfahrensschritte:
a. Erfassen von Luftschallmesswerten (22) innerhalb einer ersten Zeitspanne (Tl) mittels eines mikroelektromechanischen Mikrofons (20),
b. Ermitteln eines Auswertesignals (35) aus den erfassten
Körperschallmesswerten (22) mittels einer Verarbeitungseinheit (30), c. Bestimmen, ob das Rad eine Flachstelle aufweist, in Abhängigkeit des Auswertesignals (35) mittels der Verarbeitungseinheit (30),
d. Erzeugen eines Signals (32), welches eine erkannte Flachstelle darstellt, mittels der Verarbeitungseinheit (30), wenn eine Flachstelle bestimmt wurde.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem
Verfahrensschritt d ein Verfahrensschritt e abläuft, in welchem das erzeugte Signal (32) in einer Speichereinheit (50) abgespeichert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem
Verfahrensschritt d ein Verfahrensschritt e abläuft, in welchem das erzeugte Signal (32) mittels einer Kommunikationseinheit (60), insbesondere drahtlos, ausgesendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verfahrensschritt a ein Verfahrensschritt g abläuft, in welchem ein Interrupt- Signal (27) eines Bewegungssensors (25) erfasst wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt b die erfassten Körperschallmesswerte (22) tief- und
hochpassgefiltert werden und anschließend die gefilterten Messwerte über die Zeit abgeleitet, quadriert und eine Mittelwertbildung durchgeführt wird, um das
Auswertesignal (35) zu ermitteln.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im
Verfahrensschritt c geprüft wird, ob das Auswertesignal (35) wenigstens eine periodische auftretende Spitze aufweist, wobei bei mehreren periodischen Spitzen die größte periodische auftretende Spitze ausgewählt wird und alle anderen Spitzen welche jeweils innerhalb einer zweiten Zeitspanne (T2) nach oder vor der größten periodischen Spitze auftreten ignoriert werden, wird eine periodische
Spitze ausgewählt wird, anschließend wird geprüft, ob eine Ableitung des
Auswertesignals (35) über die Zeit im Bereich der periodischen Spitze sowohl eine negative als auch eine positive Steigung aufweist, ist dies der Fall, wird geprüft, ob die periodische Spitze größer als ein Schwellenwert (37) ist, wobei wenn dies zutrifft, bestimmt wird, dass das Rad eine Flachstelle aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall, dass die
periodische Spitze kleiner oder gleich dem Schwellenwert (37) ist, der
Schwellenwert (37) reduziert und anschließend das Verfahren mit dem
Verfahrensschritt a fortgesetzt wird.
PCT/EP2017/076302 2016-10-19 2017-10-16 Vorrichtung und verfahren zur überprüfung eines rads eines schienenfahrzeugs auf flachstellen WO2018073156A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780078811.5A CN110087969A (zh) 2016-10-19 2017-10-16 用于检验轨道车辆的车轮扁疤的装置和方法
US16/342,750 US20200047782A1 (en) 2016-10-19 2017-10-16 Device and method for checking a wheel of a rail vehicle for flat spots

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016220500.5 2016-10-19
DE102016220500.5A DE102016220500A1 (de) 2016-10-19 2016-10-19 Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung eines Rads eines Schienenfahrzeugs auf Flachstellen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018073156A1 true WO2018073156A1 (de) 2018-04-26

Family

ID=60302061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/076302 WO2018073156A1 (de) 2016-10-19 2017-10-16 Vorrichtung und verfahren zur überprüfung eines rads eines schienenfahrzeugs auf flachstellen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200047782A1 (de)
CN (1) CN110087969A (de)
DE (1) DE102016220500A1 (de)
WO (1) WO2018073156A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT523862A1 (de) * 2020-05-27 2021-12-15 Siemens Mobility Austria Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose und Überwachung für Fahrzeuge

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022006614A1 (en) * 2020-07-09 2022-01-13 Central Queensland University Method and system for improving braking performance of a rail vehicle
CN112179299B (zh) * 2020-10-10 2022-10-21 孙树光 一种基于声发射的接触网平顺性检测装置及方法
CN115042835B (zh) * 2022-05-21 2023-01-06 哈尔滨国铁科技集团股份有限公司 一种铁路车辆车轮伤损声学检测方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1021012B (de) 1956-07-25 1957-12-19 Siemens Ag Einrichtung zur Anzeige von Flachstellen an Raedern von Schienenfahrzeugen
DE19831176A1 (de) * 1998-07-11 2000-01-13 Focht Harry Verfahren und Vorrichtungen zur Feststellung von Schäden an Rädern schienengebundener Fahrzeuge aufgrund der durch einen Radschaden erzeugten Geräusche
DE102009020428A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Eureka Navigation Solutions Ag Vorrichtung und Verfahren für ein Schienenfahrzeug
DE102010052667A1 (de) * 2010-11-26 2012-05-31 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Störungen einer Rollbewegung eines Wagonrades eines Zuges

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6122389A (en) * 1998-01-20 2000-09-19 Shure Incorporated Flush mounted directional microphone
US8305567B2 (en) * 2004-09-11 2012-11-06 Progress Rail Services Corp Rail sensing apparatus and method
US7640139B2 (en) * 2004-10-18 2009-12-29 Nsk Ltd. Abnormality diagnosing system for mechanical equipment
JP5325555B2 (ja) * 2008-12-05 2013-10-23 船井電機株式会社 マイクロホンユニット
CN102157148A (zh) * 2010-12-31 2011-08-17 东莞电子科技大学电子信息工程研究院 一种基于dtw语音识别的货车车辆检查方法
US9544678B2 (en) * 2011-01-12 2017-01-10 Blackberry Limited Printed circuit board with an acoustic channel for a microphone
DE102015206636B4 (de) * 2015-04-14 2019-01-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bereitstellen von Daten für eine Bremsplattenerkennung von Schienenfahrzeugen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1021012B (de) 1956-07-25 1957-12-19 Siemens Ag Einrichtung zur Anzeige von Flachstellen an Raedern von Schienenfahrzeugen
DE19831176A1 (de) * 1998-07-11 2000-01-13 Focht Harry Verfahren und Vorrichtungen zur Feststellung von Schäden an Rädern schienengebundener Fahrzeuge aufgrund der durch einen Radschaden erzeugten Geräusche
DE102009020428A1 (de) * 2008-11-19 2010-05-20 Eureka Navigation Solutions Ag Vorrichtung und Verfahren für ein Schienenfahrzeug
DE102010052667A1 (de) * 2010-11-26 2012-05-31 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von Störungen einer Rollbewegung eines Wagonrades eines Zuges

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT523862A1 (de) * 2020-05-27 2021-12-15 Siemens Mobility Austria Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose und Überwachung für Fahrzeuge
AT523862B1 (de) * 2020-05-27 2022-06-15 Siemens Mobility Austria Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose und Überwachung für Fahrzeuge

Also Published As

Publication number Publication date
US20200047782A1 (en) 2020-02-13
CN110087969A (zh) 2019-08-02
DE102016220500A1 (de) 2018-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018073156A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur überprüfung eines rads eines schienenfahrzeugs auf flachstellen
EP2730906A3 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Wälzlagers
DE102014226783A1 (de) System und Verfahren zur Ermittlung wenigstens eines, eine Abmessung eines Reifenlatsches an einem Reifen eines Rades eines Fahrzeuges charakterisierenden Reifenlatschparameters
DE102014113669A1 (de) Verfahren zur Zustandsermittlung in einem Schienenfahrzeug
WO2011032948A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung des fahrverhaltens eines schienenfahrzeugs
WO2016005087A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur akustischen untersuchung von umgebungsobjekten eines fortbewegungsmittels
EP3116762B1 (de) Vorrichtung zur hinderniserkennung bei schienenfahrzeugen
WO2015135753A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur hinderniserkennung bei schienenfahrzeugen
DE102013207369A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Absicherung einer vollautomatischen Bewegung eines Fahrzeuges
DE102013019431A1 (de) Verfahren zum Bestimmen des Signal-Rausch-Verhältnisses eines Zielechos eines von einem Ultraschallsensor eines Kraftfahrzeugs empfangenen Empfangssignals, Fahrerassistenzeinrichtung und Kraftfahrzeug
DE102017207620A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Radlasten an Rädern eines Fahrzeuges
DE10320809A1 (de) Verfahren zur Erkennung und Überwachung der Bewegung bei Fahrzeugen
DE102015005759A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei Bauteilen
DE102008049224A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen mindestens eines Laufwerks eines auf einem Gleis fahrbaren Schienenfahrzeugs auf einen Defekt
DE102012219762A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bewerten des Zustands mindestens eines Stoßdämpfers eines Fahrzeugs
DE102019207343A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer nassen oder feuchten Fahrbahn, Computerproduktprogramm und Speichermedium
DE102010015208A1 (de) Verfahren zur Überwachung einer Linearführung
DE102011013647A1 (de) Verfahren zur akustischen Warnung eines Verkehrsteilnehmers vor einen herannahenden Fahrzeug
DE112017005314T5 (de) Vorrichtung zum erfassen eines zustands eines fahrzeugführers
DE112018002753T5 (de) Entgleisungsprädiktor-Erkennungssystem, Steuervorrichtung, Entgleisungsprädiktor- Erkennungsverfahren und Entgleisungsprädiktor-Erkennungsprogramm
DE102014225968A1 (de) Verfahren zur Ermittlung des Abnutzungszustandes eines Reifens eines Fahrzeugs
DE102020005023A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Anomalien während einer Fahrzeugnutzung
DE102018222151A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung einer ungesicherten Ladung eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit solch einer Vorrichtung
DE102018222309A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit solch einer Vorrichtung
DE102014208649A1 (de) Aufprallsensorsystem mit zwei im Außenbereich eines Fahrzeugs anordenbaren und im Falle eines Aufpralls deformierbaren Schläuchen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17797240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17797240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1