DE102008049224A1

DE102008049224A1 - Method for monitoring drive mechanism of rail vehicle movable on rail track to identify defect at e.g. rotary stand of chassis, involves detecting component running in certain direction of acceleration of pivot mounting as sensor variable

Info

Publication number: DE102008049224A1
Application number: DE102008049224A
Authority: DE
Inventors: Günther Hornung; Paul Kofler
Original assignee: Thales Defence Deutschland GmbH
Current assignee: GTS Deutschland GmbH
Priority date: 2008-09-27
Filing date: 2008-09-27
Publication date: 2010-06-02

Abstract

The method involves detecting a sensor variable that characterizes oscillations of a pivot mounting (15) of a drive mechanism (13) by a sensor device (27). The drive mechanism is monitored depending on the detected sensor variable to determine whether a defect is present in the drive mechanism. A component running in a certain direction of acceleration of the pivot mounting is detected as sensor variable by a sensor element of the sensor device. Vertical acceleration of the pivot mounting is detected as a component of acceleration. An independent claim is also included for a testing device comprising a sensor device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen mindestens eines Laufwerks eines auf einem Gleis fahrbaren Schienenfahrzeugs auf einen Defekt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erfassen von mindestens einer Sensorgröße, die Schwingungen mindestens eines Teils des Laufwerks charakterisiert, mittels einer Sensoreinrichtung und Überprüfen in Abhängigkeit von der Sensorgröße, ob der Defekt vorliegt.The The invention relates to a method for checking at least one drive of a rail vehicle on a track to a defect, the process comprising the steps of: Detecting at least one sensor size, the Characterized vibrations of at least part of the drive, by means of a sensor device and checking depending on the sensor size, whether the defect is present.

Ein solches Verfahren wird üblicherweise während der Fahrt des Schienenfahrzeugs eingesetzt, um einen relativ kurzfristig aufgetretenen Defekt, der beispielsweise durch Verschleiß am Schienenfahrzeug beziehungsweise am Laufwerk oder durch einen aufgetretenen Schaden am Schienenfahrzeug oder am Laufwerk verursacht wurde, schnell erkennen zu können, so dass von dem Defekt möglicherweise ausgehende Unfallgefahren möglichst weitgehend vermieden werden können.One Such method is usually used during the Ride the rail vehicle used to a relatively short term occurred defect, for example, due to wear on Rail vehicle or on the drive or by an occurred Damage to the rail vehicle or the drive was caused, quickly to be able to recognize, so possibly from the defect Outbound accident risks avoided as much as possible can be.

Die DE 198 37 476 A1 zeigt ein Verfahren zum vorbeugenden Überwachen des Fahrverhaltens von Schienenfahrzeugen. Bei diesem Verfahren werden mittels fahrzeugseitigen Sensoren Geräusche und Schwingungen aufgenommen. Sich bei mechanischer Beanspruchung und Verschleiß mit der Zeit verändernde Eigenschaften von Komponenten des Fahrzeugs werden bei diesem Verfahren durch Vergleich von mittels der Sensoren aufgenommenen Schall- und Schwingungswerten mit Referenzwerten erkannt. Die Referenzwerte werden nicht am zu überwachenden System und nicht zur Echtzeit erfasst. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Schwingungen nur relativ ungenau erfasst werden können, so dass ein hinreichend zuverlässiges Erkennen eines Defekts allenfalls dadurch erreicht werden kann, dass umfangreiche, für die jeweils befahrene Strecke spezifische Referenzdaten bereitgestellt werden. Aus diesem Grund ist die Realisierung dieses Verfahrens relativ aufwändig.The DE 198 37 476 A1 shows a method for preventively monitoring the behavior of rail vehicles. In this method, noises and vibrations are recorded by means of vehicle-mounted sensors. In the case of mechanical stress and wear with time, changing properties of components of the vehicle are detected in this method by comparison of sound and vibration values recorded by the sensors with reference values. The reference values are not recorded on the system to be monitored and not in real time. A disadvantage of this method is that the vibrations can be detected only relatively inaccurate, so that a sufficiently reliable detection of a defect can possibly be achieved by providing extensive, specific for each traveled route reference data. For this reason, the implementation of this method is relatively expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Überprüfen eines Laufwerks eines Schienenfahrzeugs auf einen Defekt anzugeben, das nicht von streckenspezifischen Referenzdaten abhängig ist und dennoch den Defekt zuverlässig erkennt. Ein solches Verfahren ist als relativ zuverlässig zu bewerten, wenn bei dem Überprüfen, ob der Defekt vorliegt, in vergleichsweise seltenen Fällen ein vorhandener Defekt nicht erkannt wird oder fälschlicherweise ein Defekt erkannt wird, obwohl kein Defekt vorliegt.task The present invention is a method for checking indicate a defect in a drive of a rail vehicle, this does not depend on route-specific reference data is and still reliably detects the defect. Such Procedure is considered relatively reliable if in checking if the defect is present in comparatively rare cases an existing defect is not detected or incorrectly detected a defect is, although no defect is present.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass als Sensorgröße mittels mindestens einem Sensorelement der Sensoreinrichtung eine in einer bestimmten Richtung verlaufende Komponente einer Beschleunigung des Teils erfasst wird. Ein Defekt kann von Verschleiß am Laufwerk, Materialermüdung, einem Schaden am Laufwerk oder durch Fertigungsfehler bei der Herstellung von Teilen des Laufwerks verursacht werden. Ein solcher Defekt kann beispielsweise an einem Drehgestell des Fahrwerks oder an einer Welle, Achse oder einem Radreifen eines Radsatzes des Laufwerks auftreten. Wird ein Defekt erkannt, dann kann das Schienenfahrzeug außer Betrieb genommen werden und ein Unfall, insbesondere ein Entgleisen, aufgrund eines Bruchs der Achse beziehungsweise der Welle oder des Radreifens vermieden werden. Durch das Überprüfen, ob ein Defekt vorliegt, wird eine Unfallgefahr also frühzeitig erkannt und auf diese Weise Gefahren für Menschen und Umwelt erheblich reduziert.The Task is solved by a method of the type mentioned, characterized in that as the sensor size by means of at least one sensor element of the sensor device a moving in a certain direction component of an acceleration of the part is detected. A defect can be due to wear on Drive, material fatigue, damage to the drive or through Manufacturing error in the production of parts of the drive caused become. Such a defect can, for example, on a bogie of the chassis or on a shaft, axle or a wheel tire of a Wheel set of the drive occur. If a defect is detected, then the rail vehicle can be taken out of service and an accident, especially a derailment, due to a break the axle or the shaft or the wheel tire avoided become. By checking for a defect, Thus, an accident risk is detected early on and on This way, human and environmental hazards significantly reduced.

Dadurch, dass nicht nur der zeitliche Verlauf einer Sensorgröße, das heißt der Schwingungen, sondern auch eine Richtung der Schwingungen erfasst wird, kann der Defekt ohne dass hierfür auf streckenspezifische Referenzdaten zurückgegriffen werden muss, erkannt werden. Die Schwingungen werden also richtungsdifferenziert ausgewertet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit relativ leicht realisiert werden, weil vor dem Einsatz des Verfahrens kein Abmessen der von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Strecke zum Erfassen von Referenzdaten erforderlich ist.Thereby, that not only the time course of a sensor size, that is the vibrations, but also a direction the vibration is detected, the defect can without this resort to route-specific reference data must be recognized. The vibrations are thus direction differentiated evaluated. The inventive method can thus be realized relatively easily, because before the use of the Procedure no measuring the to be traveled by the rail vehicle Route is required for collecting reference data.

Es ist bevorzugt, dass mittels des Sensorelements der Sensoreinrichtung die in die bestimmte Richtung verlaufende Komponente der Beschleunigung eines Drehgestells des Fahrwerks erfasst wird.It it is preferred that by means of the sensor element of the sensor device the component of acceleration going in the specific direction a bogie of the landing gear is detected.

Es ist ferner bevorzugt, dass als Komponente der Beschleunigung eine quer zu einer Längsrichtung des Gleises und zumindest im Wesentlichen horizontal verlaufenden Scherbeschleunigung des Teils erfasst wird. Die Scherbeschleunigung ist zumindest im Wesentlichen parallel zu Achsen beziehungsweise Wellen eines Radsatzes des Laufwerks gerichtet. Aus der Scherbeschleunigung kann eine Scherkraft, die auf das Teil des Fahrlaufwerks wirkt, berechnet werden. Es wurde erkannt, dass die Scherkraft, wenn sie aufgrund des Defekts einen zu hohen Betrag aufweist, zu einem Entgleisen des Schienenfahrzeugs führen kann und somit zum Überprüfen auf den Defekt erfasst werden sollte.It is further preferred that as a component of the acceleration transverse to a longitudinal direction of the track and at least in Essentially horizontally extending shear acceleration of the part detected becomes. The shear acceleration is at least substantially parallel directed to axles or shafts of a wheel of the drive. Out The shear acceleration may be a shearing force acting on the part of the Fahrwerks works, be calculated. It was recognized that the Shear force if it is too high due to the defect lead to derailment of the rail vehicle can and thus for checking on the defect detected should be.

Um Unebenheiten einer Lauffläche des Laufwerks, die auf einen Defekt hindeuten können, möglichst zuverlässig erkennen zu können, ist es bevorzugt, dass als Komponente der Beschleunigung eine Vertikalbeschleunigung des Teils erfasst wird. Aus der Vertikalbeschleunigung kann eine auf das Teil wirkende vertikale Kraft berechnet werden.Around Unevenness of a tread of the drive on one Defect may indicate as reliable as possible To be able to recognize, it is preferred that as a component the acceleration detected a vertical acceleration of the part becomes. From the vertical acceleration, one acting on the part vertical force can be calculated.

Ergänzend zu der richtungsdifferenzierenden Erfassung der Beschleunigung kann vorgesehen werden, dass als Sensorgröße von dem Teil des Laufwerks erzeugter Körperschall innerhalb des Teils und/oder von dem Teil erzeugter Luftschall in der Umgebung erfasst wird. Hierzu kann an einer Oberfläche des Teils ein Körperschallsensor zum Erfassen des Körperschalls angebracht sein beziehungsweise ein Mikrophon zum Erfassen des Luftschalls in der Umgebung des Teils angeordnet sein. Durch das Erfassen des Schalls werden weitere Sensorgrößen bereitgestellt, die das Überprüfen des Laufwerks auf einen Defekt weiter erleichtern. Hierbei kann vorgesehen werden, dass der Körperschall und/oder der Luftschall nur für einen Teil der Laufwerke des Schienenfahrzeugs erfasst wird.Complementing the directional differentiation the detection of the acceleration can be provided that detected as the sensor size of the part of the drive generated structure-borne noise within the part and / or generated by the part airborne sound in the environment. For this purpose, a structure-borne sound sensor for detecting the structure-borne noise may be attached to a surface of the part, or a microphone for detecting the airborne sound may be arranged in the surroundings of the part. By detecting the sound, additional sensor sizes are provided which further facilitate checking the drive for a defect. It can be provided that the structure-borne noise and / or the airborne sound is detected only for a part of the drives of the rail vehicle.

Es ist denkbar, dass für einen ersten Teil der Laufwerke nur die Beschleunigung erfasst wird, während für einen anderen Teil der Laufwerke nur der Körperschall und/oder der Luftschall erfasst werden. Auf diese Weise können Herstellkosten einzelner Sensoreinrichtungen zum Erfassen dieser Sensorgrößen reduziert werden, da eine einzelne Sensoreinrichtung entweder die Sensorelemente zum Erfassen der Beschleunigung oder den Körperschallsensor beziehungsweise das Mikrophon aufweisen muss. Es brauchen also nicht beide Arten von Sensoren in einer Sensoreinrichtung vorgesehen erden.It It is conceivable that for a first part of the drives only the acceleration is detected while for a other part of the drives only the structure-borne sound and / or the airborne sound are detected. In this way, manufacturing costs individual sensor devices for detecting these sensor sizes be reduced because a single sensor device either the Sensor elements for detecting the acceleration or the structure-borne noise sensor or the microphone must have. So it does not need it both types of sensors are provided in a sensor device.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Sensorgröße für verschiedene Laufwerke des Schienenfahrzeugs erfasst wird, wobei die für ein bestimmtes Laufwerk erzeugte Sensorgröße die Schwingungen des Teils dieses bestimmten Laufwerks charakterisiert. Es wird also für verschiedene Laufwerke, vorzugsweise für jedes Laufwerk des Schienenfahrzeugs, jeweils eine für dieses Laufwerk spezifische Sensorgröße erfasst. Hierdurch werden die Schwingungen noch differenzierter erfasst, so dass das Verfahren noch zuverlässiger realisiert werden kann.In a preferred embodiment of the present invention it is provided that the at least one sensor size recorded for various drives of the rail vehicle which is the sensor size generated for a particular drive characterizes the vibrations of the part of this particular drive. So it will be for different drives, preferably for each drive of the rail vehicle, one each for This drive captures specific sensor size. As a result, the vibrations are detected even more differentiated, so that the process can be realized even more reliable can.

Wenn in den einzelnen Laufwerken kein Defekt vorhanden ist, dann wird in dem Teil eines jeden Laufwerks, wenn es einen bestimmten Abschnitt des Gleises passiert, im Wesentlichen die gleiche Sensorgröße erfasst. Da die einzelnen Laufwerke des Schienenfahrzeugs entlang einer Längsrichtung des Gleises hintereinander angeordnet sind, passieren die einzelnen Laufwerke den Streckenabschnitt während der Fahrt nacheinander, so dass ein zeitlicher Versatz zwischen den Sensorgrößen auftritt, der das Überprüfen auf den Defekt erschwert. Somit wird vorgeschlagen, dass für einen zeitlichen Verlauf mindestens eines Teils der Sensorgrößen ein von einem Abstand der einzelnen Laufwerke untereinander herrührender zeitlicher Versatz zwischen den zeitlichen Verläufen dieser Sensorgrößen ermittelt wird.If in the individual drives no defect is present, then will in the part of each drive, if there is a specific section the track happens to be essentially the same sensor size detected. As the individual drives of the rail vehicle along a longitudinal direction of the track arranged one behind the other are the individual drives pass the stretch of track during driving one after another, leaving a time lag between the sensor sizes occurs, the checking on the defect complicated. Thus it is suggested that for a time course of at least part of the sensor sizes an originating from a distance of the individual drives among themselves temporal offset between the temporal courses of these Sensor sizes is determined.

Anhand des ermittelten zeitlichen Versatzes kann die Reihenfolge der einzelnen Laufwerke innerhalb des Schienenfahrzeugs automatisch von dem Verfahren ermittelt werden. Bei einem Zusammenstellen des Schienenfahrzeugs beispielsweise aus einzelnen Wägen oder Triebwägen sind daher keine speziellen Konfigurationsarbeiten beispielsweise an den Sensoreinrichtungen notwendig, um dem Verfahren Informationen über die Reihenfolge der Laufwerke bereitzustellen. Hierdurch wird die Anwendung des Verfahrens vereinfacht.Based the determined time offset can be the order of the individual Drives within the rail vehicle automatically from the process be determined. When assembling the rail vehicle For example, from individual cars or railcars are therefore not special configuration works, for example at the sensor devices necessary to inform the procedure about to provide the order of the drives. This will be the Application of the procedure simplified.

Es kann vorgesehen werden, dass zum Überprüfen, ob der Defekt vorliegt, eine Fahrtgeschwindigkeitsgröße, die eine Fahrtgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs charakterisiert, ermittelt wird. Unter Heranziehen der Fahrtgeschwindigkeitsgröße kann beim Überprüfen, ob der Defekt vorliegt, berücksichtigt werden, dass bestimmte Merkmale beispielsweise im zeitlichen Verlauf der Sensorgröße oder im Spektrum der Sensorgröße von der Fahrtgeschwindigkeit abhängen.It can be provided that to check whether the defect is present, a speed of travel, which characterizes a travel speed of the rail vehicle, is determined. Using the travel speed can When checking whether the defect is present, taken into account For example, certain features may be over time the sensor size or the spectrum of the sensor size depend on the speed of travel.

Obwohl die Fahrtgeschwindigkeitsgröße auch durch Abfragen von Steuer- oder Regeleinrichtungen des Schienenfahrzeugs ermittelt werden kann, ist bevorzugt, dass die Fahrtgeschwindigkeitsgröße in Abhängigkeit von dem zeitlichen Versatz zwischen den Sensorsignalen ermittelt wird. Hierdurch lässt sich das Verfahren unabhängig von den Steuer- oder Regeleinrichtungen des Schienenfahrzeugs realisieren. Ist ein Abstand entlang der Längsrichtung des Gleises zwischen den einzelnen Laufwerken bekannt, dann kann als Fahrtgeschwindigkeitsgröße die tatsächliche Fahrtgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs berechnet werden.Even though the cruise speed size also by queries determined by control or regulating devices of the rail vehicle It is preferable that the speed of the cruise depending on the time lag between the Sensor signals is determined. This can be the Procedures independent of the control or regulating devices realize the rail vehicle. Is a distance along the longitudinal direction the track between the individual drives known, then can as travel speed the actual Travel speed of the rail vehicle to be calculated.

Es ist besonders bevorzugt, dass zum Überprüfen, ob der Defekt vorliegt, die Sensorgrößen verschiedener Laufwerke miteinander verglichen werden. Hierbei können die Sensorgrößen direkt miteinander verglichen werden und/oder es können mittels Signalverarbeitungsverfahren Kenngrößen berechnet werden, die bestimmte Merkmale beispielsweise im zeitlichen Verlauf oder im Spektrum der Sensorgrößen charakterisieren, und diese Kenngrößen der Sensorgrößen der verschiedenen Laufwerke miteinander verglichen werden. Anhand dieses Vergleichens kann dann überprüft werden, ob der Defekt vorliegt.It it is particularly preferred that for checking whether the defect is present, the sensor sizes of different Drives are compared with each other. Here you can the sensor sizes compared directly be and / or can by means of signal processing Characteristic variables are calculated that have certain characteristics for example over time or in the range of sensor sizes characterize, and these characteristics of the sensor sizes the different drives are compared. Based this comparison can then be checked whether the defect is present.

Falls erkannt wird, dass ein Defekt vorliegt, kann durch Auswerten einzelner Sensorsignale oder durch das Vergleichen ein Schweregrad des Defekts ermittelt werden. Entsprechend dieses Schweregrades kann eine Alarmierungsstufe festgelegt werden. Bei einem hohen Schweregrad kann einem Lokführer des Schienenfahrzeugs ein Alarm, das heißt eine Meldung einer hohen Alarmierungsstufe angezeigt werden, so dass er das Schienenfahrzeug sofort anhält. Wird lediglich ein geringer Schweregrad erkannt, so kann dem Lokführer lediglich eine Warnung, das heißt eine Meldung einer niedrigen Alarmierungsstufe, angezeigt werden, so dass beispielsweise nach Betriebsschluss eine besondere Inspektion des Schienenfahrzeugs beziehungsweise des Laufwerks durchgeführt werden kann.If it is detected that a defect exists, a severity of the defect can be determined by evaluating individual sensor signals or by comparing. Depending on this severity, an alarm level can be set. At a high severity level, an operator of the rail vehicle may be notified of an alarm, that is to say a high alarm level message, so that he can immediately start the rail vehicle holds. If only a low degree of severity is detected, the driver can only be warned, that is to say a message of a low alarm level, so that, for example, after the end of operation, a special inspection of the rail vehicle or of the drive can be carried out.

Darüber hinaus kann vorgesehen werden, dass die erfasste Sensorgröße mit einer Mustergröße beziehungsweise Kenngrößen davon verglichen wird. Die Mustergröße kann von Eigenschaften des Gleises und/oder Eigenschaften des Schienenfahrzeugs, insbesondere des Laufwerks, unabhängig sein. Die Mustergröße muss somit nicht speziell für die Anwendung des Verfahrens in Verbindung mit einem bestimmten Typ des Schienenfahrzeugs oder einer bestimmten zu befahrenden Strecke berechnet werden.About that In addition, it can be provided that the detected sensor size with a sample size or characteristics it is compared. The pattern size can be from Characteristics of the track and / or characteristics of the rail vehicle, especially the drive, be independent. The pattern size thus does not have to be specific to the application of the procedure in connection with a specific type of rail vehicle or a certain route to be traveled.

Als Signalverarbeitungsverfahren zum Überprüfen, ob der Defekt vorliegt oder zum Vergleichen der Sensorsignale miteinander oder mindestens eines Sensorsignals mit dem Mustersignal, kann beispielsweise eine Kreuzkorrelation der Sensorsignale untereinander beziehungsweise der Sensorsignale mit dem Mustersignal vorgenommen werden. Des Weiteren kann die Sensorgröße mit geeigneten Verfahren entrauscht werden, es können Störungen in der Sensorgröße beseitigt werden, es können Verfahren zur Mustererkennung im zeitlichen Verlauf oder im Spektrum der Sensorgröße oder der Mustergröße angewendet werden, und es können verschiedene Verfahren der Analyse des Spektrums der Sensorgröße verwendet werden.When Signal processing method for checking whether the defect is present or for comparing the sensor signals with each other or at least one sensor signal with the pattern signal, for example a cross-correlation of the sensor signals with each other or the sensor signals are made with the pattern signal. Furthermore can change the sensor size with appropriate procedures be disturbed, there may be disturbances in the Sensor size can be eliminated, it can Method for pattern recognition over time or in the spectrum sensor size or pattern size be, and there may be different methods of analysis of the spectrum of the sensor size.

Um bei dem vergleichen der Sensorgrößen miteinander den zeitlichen Versatz nicht berücksichtigen zu müssen, ist bevorzugt, dass vor dem Vergleichen der Sensorgrößen miteinander der zeitliche Verlauf zumindest eines Teils der Sensorgrößen derart korrigiert wird, dass entsprechend korrigierte Sensorgrößen den zeitlichen Versatz nicht mehr aufweisen. Aus den Sensorgrößen werden also zunächst korrigierte Sensorgrößen berechnet, und die korrigierten Sensorgrößen werden miteinander verglichen. Das Korrigieren der Sensorgrößen kann ein zeitliches Verzögern des zeitlichen Verlaufs einzelner oder aller Sensorgrößen umfassen.Around in comparing the sensor sizes with each other not having to take the time offset into account it is preferred that before comparing the sensor sizes Together, the time course of at least a portion of the sensor sizes is corrected such that correspondingly corrected sensor sizes no longer have the time offset. From the sensor sizes So first corrected sensor sizes calculated, and the corrected sensor sizes are compared to each other. Correcting the sensor sizes can be a time delay of the time course of individual or include all sensor sizes.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der Sensorgröße, vorzugsweise aus den korrigierten Sensorgrößen, eine erste Teilgröße berechnet wird, die von Schwingungen charakterisiert wird, die von der Beschaffenheit des Laufwerks herrühren. Auf diese Weise kann ein von der Beschaffenheit des Gleises herrührender Einfluss auf die Sensorgröße eliminiert werden.In a preferred embodiment of the invention is provided that from the sensor size, preferably from the corrected sensor sizes, a first part size which is characterized by oscillations of the nature of the drive. In this way may be due to the nature of the track Influence on the sensor size can be eliminated.

Hierbei ist bevorzugt, dass aus der ersten Teilgröße, vorzugsweise durch Subtraktion der ersten Teilgröße von der Sensorgröße oder der korrigierten Sensorgröße, eine zweite Teilgröße berechnet, wird, die von der Beschaffenheit des Gleises und/oder eines Unterbaus des Gleises herrührende Schwingungen charakterisiert. Hierdurch wird ein Überprüfen der Qualität des Gleises bzw. das Unterbaus währen der Fahrt des Schienenfahrzeugs anhand der zweiten Teilgröße ermöglicht. Es kann unter Verwendung der zweiten Teilgröße auch ein sicherheitskritischer Defekt am Gleis erkannt werden.in this connection it is preferred that from the first part size, preferably by subtracting the first part size the sensor size or the corrected sensor size, a second partial size is calculated, that of the nature of the track and / or a substructure of the track characterized originating vibrations. This will checking the quality of the track or the substructure during the journey of the rail vehicle on the basis of the second part size. It can be done using the second part size also a safety-critical defect on the track can be detected.

Es ist bevorzugt, während der Fahrt die Qualität der befahrenen Strecke zu überwachen. Hierzu ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein Qualitätsprofil des Gleises bzw. des Unterbaus ermittelt wird, indem eine momentane Position des Schienenfahrzeugs ermittelt wird und die zweite Teilgröße zusammen mit der Position gespeichert wird. Die momentane Position des Schienenfahrzeugs kann beispielsweise mittels eines GPS-Empfänger oder einer anderen Positionsbestimmungseinrichtung ermittelt werden. Anstelle einer geographischen Position kann auch eine Position innerhalb der Strecke beispielsweise mit Hilfe eines im Schienenfahrzeug ohnehin vorhandenen Kilometerzählers ermittelt werden.It is preferred while driving the quality to monitor the traveled route. This is in one preferred embodiment of the invention provided that determined a quality profile of the track or the substructure is determined by a current position of the rail vehicle and the second part size together with the position is stored. The current position of the rail vehicle can for example by means of a GPS receiver or another Position determining device can be determined. Instead of a Geographic position can also be a position within the route for example, with the help of a rail vehicle anyway available Odometer be determined.

Als eine weitere Lösung der Aufgabe wird eine Prüfvorrichtung zum Überprüfen mindestens eines Laufwerks eines auf einem Gleis fahrbaren Schienenfahrzeugs auf einen Defekt vorgeschlagen, wobei die Prüfvorrichtung mindestens eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von mindestens einer Sensorgröße, die Schwingungen mindestens eines Teils des Laufwerks charakterisiert, und Auswertemittel zum Überprüfen in Abhängigkeit von der Sensorgröße, ob der Defekt vorliegt, aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sensoreinrichtung mindestens ein Sensorelement zum Erfassen einer in einer bestimmten Richtung verlaufenden Komponente einer Beschleunigung des Teils aufweist. Mit Hilfe einer solchen Prüfvorrichtung kann das Laufwerk besonders zuverlässig auf den Defekt überprüft werden, wobei streckenspezifische oder fahrzeugspezifische Referenzdaten nicht verwendet werden müssen.When Another solution to the problem is a testing device to check at least one drive rail vehicle on a rail track proposed for a defect, wherein the test device at least one sensor device for Detecting at least one sensor size, the Characterized vibrations of at least part of the drive, and evaluation means for checking in dependence from the sensor size, whether the defect is present, which is characterized in that the sensor device at least a sensor element for detecting one in a certain direction extending component of an acceleration of the part. With the help of such a test device, the drive particularly reliable for the defect checked where road-specific or vehicle-specific reference data do not need to be used.

Insbesondere, wenn die Prüfvorrichtung zum Ausführen des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, können sämtliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache Weise realisiert werden.Especially, if the tester to run the above set up inventive method described is, all the advantages of the invention Procedure can be realized in a simple manner.

Die Prüfvorrichtung arbeitet zuverlässig, wenn es sich bei dem Teil des Laufwerks um ein Drehgestell handelt. Zudem genügt es in diesem Fall, pro Laufwerk lediglich eine Sensoreinrichtung vorzusehen.The Tester works reliably when it the part of the drive is a bogie. moreover in this case, it suffices to have only one sensor device per drive provided.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Sensoreinrichtung ein erstes Sensorelement zum Erfassen einer quer zu der Längsrichtung des Gleises und zumindest im Wesentlichen horizontal verlaufenden Scherbeschleunigung des Teils und/oder ein zweites Sensorelement zum Erfassen einer Vertikalbeschleunigung des Teils aufweist. Die Sensoreinrichtung kann einen 2D-Beschleunigungssensor oder einen 3D-Beschleunigungssensor aufweisen, in den das erste Sensorelement beziehungsweise das zweite Sensorelement integriert ist. Hierdurch wird ein kompakter Aufbau der Sensoreinrichtung erreicht.It It is particularly preferred that the sensor device is a first sensor element for detecting a transverse to the longitudinal direction of the track and at least substantially horizontally extending shear acceleration of the part and / or a second sensor element for detecting a Vertical acceleration of the part. The sensor device can a 2D acceleration sensor or a 3D acceleration sensor in which the first sensor element or the second sensor element integrated is. As a result, a compact construction of the sensor device is achieved.

Die einzelnen Operationen des erfindungsgemäßen Verfahrens können in verschiedenen Teilen der Prüfungsvorrichtung ausgeführt werden. Hierbei kann auch ein Verteilen der einzelnen Operationen des Verfahrens vorgesehen werden. Jedoch ist bevorzugt, dass die Auswertemittel eine zentrale Auswerteeinrichtung umfassen und die Prüfvorrichtung ein Kommunikationsnetz, vorzugsweise ein drahtloses Ad-hoc-Netz, zum Übertragen der Sensorgröße von der Sensoreinrichtung zu der Auswerteeinrichtung aufweist. Es werden somit zumindest die meisten Schritte des Verfahrens in der zentralen Auswerteeinrichtung durchgeführt. Die Sensoreinrichtungen können hierbei Rechenmittel zur Vorverarbeitung der erfassten Sensorgröße aufweisen. Das Kommunikationsnetz beziehungsweise das drahtlose Ad-hoc-Netz ermöglicht, dass die Prüfvorrichtung weitgehend unabhängig von dem Schienenfahrzeug betrieben werden kann. Da das Überprüfen, ob der Defekt vorliegt, zumindest weitgehend unabhängig von speziellen Eigenschaften des Schienenfahrzeugs realisierbar ist, sind bei Verwendung des ebenfalls vom Schienfahrzeug unabhängigen Ad-hoc-Netzes im Idealfall keine Anpassungen der Prüfvorrichtung an einen speziellen Typ des Schienenfahrzeugs erforderlich.The individual operations of the method according to the invention can be used in different parts of the testing device be executed. This can also be a distribution of be provided for individual operations of the procedure. However, it is preferable the evaluation means comprise a central evaluation device and the test apparatus is a communication network, preferably a wireless ad hoc network for transmitting the sensor size from the sensor device to the evaluation device. It Thus, at least most of the steps of the procedure in the performed central evaluation. The sensor devices can hereby computing means for preprocessing the detected Have sensor size. The communication network or the ad hoc wireless network allows the test device largely independent of the rail vehicle can be operated. Since checking whether the defect is present, at least largely independent of special properties of the rail vehicle is feasible, are by using the also independent of the rail vehicle Ad hoc network ideally no adjustments to the test device to a specific type of rail vehicle required.

Alternativ zum Kommunikationsnetz der Prüfvorrichtung kann auch vorgesehen werden, dass die Sensoreinheit über ein Kommunikationsnetz, wie beispielsweise ein Bussystem des Schienenfahrzeugs, an die Auswerteeinrichtung angebunden wird.alternative to the communication network of the test apparatus can also be provided be that the sensor unit via a communication network, such as a bus system of the rail vehicle, to the evaluation is connected.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher exemplarische Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description in which exemplary embodiments will be explained in more detail with reference to the drawings. Showing:

1 ein Schienenfahrzeug mit einer Prüfvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a rail vehicle with a testing device according to a preferred embodiment of the present invention;

2 eine schematische Darstellung der Prüfvorrichtung aus 1; und 2 a schematic representation of the test device 1 ; and

3 ein Signalflussdiagramm eines von der Prüfvorrichtung ausgeführten Verfahrens. 3 a signal flow diagram of a method performed by the tester.

1 zeigt ein Schienenfahrzeug 11, das als ein Triebwagen ausgebildet ist und drei Laufwerke 13 aufweist. Jedes Laufwerk 13 umfasst ein Drehgestell 15 mit jeweils zwei Radsätzen 17. Das Schienenfahrzeug 11 befindet sich auf einem Gleis 19 und ist in einer Längsrichtung (Pfeil 21) des Gleises 19 fahrbar. 1 shows a rail vehicle 11 , which is designed as a railcar and three drives 13 having. Every drive 13 includes a bogie 15 each with two wheelsets 17 , The rail vehicle 11 is on a track 19 and is in a longitudinal direction (arrow 21 ) of the track 19 mobile.

Das Schienenfahrzeug 11 weist eine Prüfvorrichtung 23 zum Überprüfen der Laufwerke 13 auf einen Defekt auf. Die Prüfvorrichtung 23 umfasst eine zentrale Auswerteeinrichtung 25 und Sensoreinrichtungen 27, welche mittels einer Kommunikationseinrichtung an die Auswerteeinrichtung 25 angebunden sind. An jedem Drehgestell 15 ist jeweils eine Sensoreinrichtung 27 fest angeordnet, so dass die Sensoreinrichtung 27 während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 11 auftretende Schwingungen innerhalb des Drehgestells 15 erfassen kann.The rail vehicle 11 has a testing device 23 to check the drives 13 on a defect. The tester 23 includes a central evaluation device 25 and sensor devices 27 , which by means of a communication device to the evaluation device 25 are connected. At every bogie 15 each is a sensor device 27 fixed, so that the sensor device 27 while driving the rail vehicle 11 occurring vibrations within the bogie 15 can capture.

Der Aufbau der Prüfvorrichtung 23 ist in 2 genauer dargestellt. Die Sensoreinrichtung 27 weist einen Beschleunigungssensor 29 mit einem ersten Sensorelement 31 zum Erfassen einer quer zu der Längsrichtung 21 verlaufenden Scherbeschleunigung a_s des Drehgestells 15 sowie ein zweites Sensorelement 33 zum Erfassen einer Vertikalbeschleunigung a des Drehgestells 15 auf. Der Beschleunigungssensor 29 ist also zum Erfassen von zwei orthogonal zueinander ausgerichteten Komponenten einer Beschleunigung des Drehgestells 15, nämlich die Scherbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung, eingerichtet; es handelt sich somit um einen 2D-Beschleunigungssensor 29.The construction of the test device 23 is in 2 shown in more detail. The sensor device 27 has an acceleration sensor 29 with a first sensor element 31 for detecting a transverse to the longitudinal direction 21 extending shear acceleration a _{s of} the bogie 15 and a second sensor element 33 for detecting a vertical acceleration a of the bogie 15 on. The acceleration sensor 29 is thus for detecting two orthogonally aligned components of an acceleration of the bogie 15 namely, the shear acceleration and the vertical acceleration, set up; it is therefore a 2D acceleration sensor 29 ,

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist als Beschleunigungssensor 29 ein 3D-Beschleunigungssensor vorgesehen. Dieser Beschleunigungssensor 29 weist ein drittes Sensorelement 35 auf, welches zum Erfassen einer Komponente a_l der Beschleunigung des Drehgestells 15 eingerichtet ist, welche orthogonal zur Scherbeschleunigung a_s und zur Vertikalbeschleunigung a_v ist. Die von dem dritten Sensorelement 35 erfasste Komponente a_l der Beschleunigung ist also eine zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung 21 des Gleises 19 verlaufende Längsbeschleunigung a_l.In another embodiment of the invention is as an acceleration sensor 29 a 3D acceleration sensor is provided. This acceleration sensor 29 has a third sensor element 35 which is for detecting a component a _{l of} the acceleration of the bogie 15 which is orthogonal to the shear acceleration a _s and to the vertical acceleration a _v . That of the third sensor element 35 thus detected component a _{l of} the acceleration is at least substantially parallel to the longitudinal direction 21 of the track 19 longitudinal acceleration a _l .

Ferner weist die Sensoreinrichtung 27 einen mit dem Drehgestell 15 fest verbundenen Körperschallsensor 37 zum Erfassen eines bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs 11 im Drehgestell 15 vorhandenen Körperschalls x_k auf. Außerdem umfasst die Sensoreinrichtung 27 ein Mikrophon 39 zum Erfassen eines vom Drehgestell 15 während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 11 abgegebenen Luftschalls x_l.Furthermore, the sensor device 27 one with the bogie 15 firmly connected structure-borne sound sensor 37 for detecting a while driving the rail vehicle 11 in the bogie 15 existing structure-borne sound x _k on. In addition, the sensor device comprises 27 a microphone 39 for detecting one from the bogie 15 while driving the rail vehicle 11 emitted airborne sound x _l .

Außerdem weist die Sensoreinrichtung 27 einen ersten Rechner 41 auf, der beispielsweise als ein Mikrocomputer, insbesondere als ein Mikrocontroller, ausgebildet sein kann. Ausgänge des Beschleunigungssensors 29, des Körperschallsensors 37 sowie des Mikrophons 39 sind mit entsprechenden Eingängen des ersten Rechners 41 verbunden. An den ersten Rechner 41 ist außerdem eine erste Kommunikationseinrichtung 43 zur drahtlosen Kommunikation über einen Funkkanal angebunden.In addition, the sensor device 27 a first computer 41 on, for example, as a Microcomputer, in particular as a microcontroller, may be formed. Outputs of the acceleration sensor 29 , the structure-borne sound sensor 37 as well as the microphone 39 are with corresponding inputs of the first computer 41 connected. At the first computer 41 is also a first communication device 43 connected for wireless communication via a radio channel.

In der gezeigten Ausführungsform weist das Schienenfahrzeug 11 drei Laufwerke 13 mit je einem Drehgestell 15 auf, wobei an jedem Drehgestell 15 eine Sensoreinrichtung 27 angeordnet ist. Bei Schienenfahrzeugen 11 mit einer abweichenden Anzahl an Laufwerken 13 beziehungsweise Drehgestellen 15 kann eine entsprechend abweichende Anzahl an Sensoreinrichtungen 27 vorgesehen werden. Es ist auch möglich, lediglich an einen Teil der Drehgestelle 15 die Sensoreinrichtung 27 anzubringen.In the embodiment shown, the rail vehicle 11 three drives 13 each with a bogie 15 on, being on each bogie 15 a sensor device 27 is arranged. For rail vehicles 11 with a different number of drives 13 or bogies 15 may be a correspondingly different number of sensor devices 27 be provided. It is also possible to only part of the bogies 15 the sensor device 27 to install.

In weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist die Sensoreinrichtung 27 nur einen Teil der in 2 gezeigten Sensoren 29, 37, 39 auf. Beispielsweise können zwei Arten von Sensoreinrichtungen 27 vorgesehen werden, wobei eine Sensoreinrichtung 27 der ersten Art den Beschleunigungssensor 29 und nicht die Schallsensoren 37, 39 aufweist, wohingegen eine Sensoreinrichtung 27 der zweiten Art die Schallsensoren 37, 39, jedoch nicht den Beschleunigungssensor 29, aufweist. Ein Teil der Drehgestelle 15 weist dann die Sensoreinrichtung 27 der ersten Art auf, während die verbleibenden Drehgestelle 15 jeweils eine Sensoreinrichtung 27 der zweiten Art aufweisen.In further embodiments of the present invention, the sensor device 27 only a part of in 2 shown sensors 29 . 37 . 39 on. For example, two types of sensor devices 27 be provided, wherein a sensor device 27 the first type the acceleration sensor 29 and not the sound sensors 37 . 39 whereas a sensor device 27 the second kind the sound sensors 37 . 39 but not the accelerometer 29 , having. Part of the bogies 15 then assigns the sensor device 27 the first kind on, while the remaining bogies 15 one sensor device each 27 of the second kind.

Die Auswerteeinrichtung 25 weist einen zweiten Rechner 45 auf, an den eine zweite Kommunikationseinrichtung 47 zur drahtlosen Kommunikation über Funk angebunden ist. Außerdem ist an den zweiten Rechner 45 eine Positionsermittlungseinrichtung 48 in Form eines GPS-Empfängers zum Ermitteln einer geographischen Position p des Schienenfahrzeugs 11 und eine Anzeigeeinrichtung 49 angeschlossen. Der zweite Rechner 45 kann ähnlich wie der erste Rechner 41 als ein Mikrocomputer, insbesondere als ein Mikrocontroller, ausgebildet sein. Die drei Sensoreinrichtungen 27 und die Auswerteeinrichtung 25 bilden zusammen ein Ad-hoc-Funknetz 51. Das Funknetz 51 ist selbst organisierend, wobei die Vermittlung von Nachrichten über das Funknetz 51 mittels eines Ad-hoc-Routing-Protokolls koordiniert wird. Bei diesem Routing-Protokoll kann es sich um ein beliebiges, insbesondere allgemein für Sensornetze geeignetes Protokoll, handeln.The evaluation device 25 has a second computer 45 on, to the second communication device 47 for wireless communication via radio is attached. Also, it's the second computer 45 a position detection device 48 in the form of a GPS receiver for determining a geographical position p of the rail vehicle 11 and a display device 49 connected. The second computer 45 can be similar to the first calculator 41 be designed as a microcomputer, in particular as a microcontroller. The three sensor devices 27 and the evaluation device 25 together form an ad hoc radio network 51 , The radio network 51 is itself organizing, whereby the transmission of messages over the radio network 51 is coordinated by means of an ad hoc routing protocol. This routing protocol can be any protocol that is particularly suitable for sensor networks in general.

Beim Betrieb der Prüfvorrichtung 23 erzeugen die Sensoren 29, 37, 39 der Sensoreinrichtung 27 Sensorsignale, die jeweils die von dem entsprechenden Sensorelement 31, 33, 35 des Beschleunigungssensors 29, dem Körperschallsensor 37 oder dem Mikrophon 39 erfasste Sensorgröße, nämlich die Scherbeschleunigung a_s, die Vertikalbeschleunigung a_v, die Beschleunigung in Längsrichtung a_l, den Körperschall x_k sowie den Luftschall x_l, charakterisieren. Der erste Rechner 41 bildet aus den einzelnen von den Sensoren 29, 37, 39 erzeugten Signalen ein Sensorsignal s und sendet dieses über die erste Kommunikationseinrichtung 43 aus, so dass es über das Funknetz 51 übertragen werden kann. Um eine Bitrate des Sensorsignals s gering zu halten, kann vorgesehen werden, dass der erste Rechner 41 eine Vorverarbeitung der von den einzelnen Sensoren 29, 37, 39 erzeugten Signale durchführt, indem er mittels geeigneter Signalsverarbeitungsverfahren relevante Bestandteile dieser Signale extrahiert und aus diesen relevanten Signalbestandteilen das Sensorsignal s bildet.During operation of the test device 23 generate the sensors 29 . 37 . 39 the sensor device 27 Sensor signals, each of which from the corresponding sensor element 31 . 33 . 35 of the acceleration sensor 29 , the structure-borne sound sensor 37 or the microphone 39 detected sensor size, namely the shear acceleration a _s , the vertical acceleration a _v , the acceleration in the longitudinal direction a _l , the structure-borne noise x _k and the airborne sound x _l , characterize. The first computer 41 forms from the individual of the sensors 29 . 37 . 39 generated signals a sensor signal s and sends it via the first communication device 43 out, so it's over the wireless network 51 can be transferred. In order to keep a bit rate of the sensor signal s low, it can be provided that the first computer 41 a preprocessing of the individual sensors 29 . 37 . 39 generated by using suitable signal processing method extracts relevant components of these signals and forms the sensor signal s from these relevant signal components.

Die Auswerteeinrichtung 25 empfängt die Sensorsignale s der einzelnen Sensoreinrichtungen 27 über die zweite Kommunikationseinrichtung 47 und wertet die mittels den Sensorsignalen s übertragenen Sensorgrößen a_s, a_v, a_l, x_k und x_l aus. Hierbei vergleicht die Auswerteeinrichtung 25 gleiche Sensorgrößen, die von verschiedenen Sensoreinrichtungen 27 erzeugt werden, sowohl untereinander als auch mit vorgegebenen Mustergrößen. Anhand dieses Vergleichens überprüft der zweite Rechner 45, ob an einem Laufwerk 13 ein Defekt vorliegt und überprüft gegebenenfalls, an welchem Laufwerk 13 der Defekt vorliegt.The evaluation device 25 receives the sensor signals s of the individual sensor devices 27 via the second communication device 47 and evaluates the transmitted by the sensor signals s sensor sizes a _s , a _v , a _l , x _k and x _l . Here, the evaluation compares 25 same sensor sizes used by different sensor devices 27 be generated, both with each other and with predetermined pattern sizes. Based on this comparison, the second computer checks 45 whether on a drive 13 there is a defect and, if necessary, checks on which drive 13 the defect is present.

Falls ein Defekt vorliegt, ermittelt der zweite Rechner 45 anhand der Sensorgrößen eine Alarmierungsstufe, welche ein Ausmaß des Defekts charakterisiert, und erzeugt eine entsprechende Meldung, die über die Anzeigeeinrichtung 49 beispielsweise einem Lokführer des Schienenfahrzeugs 11 angezeigt wird.If there is a defect, the second calculator determines 45 based on the sensor sizes an alerting stage, which characterizes an extent of the defect, and generates a corresponding message via the display device 49 for example, a train driver of the rail vehicle 11 is shown.

Im Folgenden wird ein Verfahren 53 zum Überprüfen, ob eines der Laufwerke 13 einen Defekt aufweist, anhand des in der 3 dargestellten Signalflussdiagramms näher erläutert. Sämtliche Verarbeitungsschritte des Verfahrens 53 werden vom zweiten Rechner 45, das heißt zentral ausgeführt. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Teil der Verarbeitungsschritte des Verfahrens 53 auch von den ersten Rechnern 41 der einzelnen Sensoreinrichtungen 27 ausgeführt.The following is a procedure 53 to check if any of the drives 13 has a defect, based on the in the 3 illustrated signal flow diagram explained in more detail. All processing steps of the process 53 be from the second computer 45 , that means centrally executed. In other embodiments of the present invention, part of the processing steps of the method 53 also from the first computers 41 the individual sensor devices 27 executed.

Das Verfahren 53 umfasst einen ersten Funktionsblock 54, welchem die einzelnen Sensorsignale s₁, s₂ sowie s₃ zugeführt werden, welche die einzelnen Sensoreinrichtungen 27 erzeugt haben und über das Funknetz 51 zur Auswerteeinrichtung 25 übertragen wurden. Die einzelnen Sensorsignale s₁, s₂ und s₃ charakterisieren die von den Sensoren 29, 37, 39 der jeweiligen Sensoreinrichtung 27 erfassten Sensorgrößen a_s, a_v, a_l, x_k und x_l. Da die einzelnen Sensorsignale s₁, s₂ und s₃ in Abhängigkeit von dem Zusammenwirken eines bestimmten Abschnitts des Gleises 19 mit den Laufwerken 13, insbesondere deren Radsätze 17, erzeugt werden und die einzelnen Laufwerke 13 nacheinander den bestimmten Abschnitt des Gleises 19 passieren, besteht zwischen den Sensorsignalen s₁, s₂ und s₃ bzw. der entsprechenden Sensorgrößen a_s, a_v, a_l, x_k, x_l der einzelnen Sensoreinrichtungen 27 ein zeitlicher Versatz. Der erste Funktionsblock 54 ermittelt diesen Zeitversatz zwischen den Sensorsignalen. Ein vom ersten Funktionsblock 54 erzeugtes erstes Zeitversatzsignal Δt₁₂ charakterisiert den Zeitversatz zwischen dem Sensorsignal s₁ und dem Sensorsignal s₂ und ein vom ersten Funktionsblock 53 erzeugtes zweites Zeitversatzsignal Δt₁₃ charakterisiert einen Zeitversatz zwischen dem Sensorsignal s₁ und dem Sensorsignal s₃.The procedure 53 includes a first functional block 54 to which the individual sensor signals s ₁ , s ₂ and s _{3 are} supplied, which supply the individual sensor devices 27 and over the wireless network 51 to the evaluation device 25 were transferred. The individual sensor signals s ₁ , s ₂ and s ₃ characterize those of the sensors 29 . 37 . 39 the respective sensor device 27 detected sensor sizes a _s , a _v , a _l , x _k and x _l . Since the one individual sensor signals s ₁ , s ₂ and s ₃ as a function of the interaction of a specific section of the track 19 with the drives 13 , in particular their wheelsets 17 , are generated and the individual drives 13 successively the particular section of the track 19 pass, exists between the sensor signals s ₁ , s ₂ and s ₃ and the corresponding sensor sizes a _s , a _v , a _l , x _k , x _{l of} the individual sensor devices 27 a time offset. The first functional block 54 determines this time offset between the sensor signals. One from the first functional block 54 generated first time offset signal .DELTA.t ₁₂ characterizes the time offset between the sensor signal s ₁ and the sensor signal s ₂ and one of the first functional block 53 generated second time offset signal .DELTA.t ₁₃ characterizes a time offset between the sensor signal s ₁ and the sensor signal s _3rd

Ein zweiter Funktionsblock 55 ermittelt in Abhängigkeit von den Sensorsignalen s₁, s₂, s₃ und den Zeitversatzsignalen Δt₁₂, Δt₁₃ ein Fahrtgeschwindigkeitssignal v, das eine Fahrtgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 11 charakterisiert. Es kann vorgesehen werden, dass der zweite Funktionsblock 55 zum Ermitteln des Fahrtgeschwindigkeitssignals v einen Abstand d zwischen den einzelnen Drehgestellen 15, insbesondere zwischen benachbarten Drehgestellen 15, heranzieht, um einen absoluten Wert der Fahrtgeschwindigkeit zu berechnen.A second functional block 55 determined in dependence on the sensor signals s ₁ , s ₂ , s ₃ and the time offset signals .DELTA.t ₁₂ , .DELTA.t ₁₃ a travel speed signal v, which is a travel speed of the rail vehicle 11 characterized. It can be provided that the second function block 55 for determining the travel speed signal v a distance d between the individual bogies 15 , in particular between adjacent bogies 15 , to calculate an absolute value of the travel speed.

In einer nicht gezeigten Ausführungsform wird das Fahrtgeschwindigkeitssignal in Abhängigkeit von einem der Sensorsignale s₁, s₂, s₃ gebildet. Hierbei kann beispielsweise eine Drehfrequenz der Räder eines Radsatzes 17 berechnet werden.In one embodiment, not shown, the vehicle speed signal is formed as a function of one of the sensor signals s ₁ , s ₂ , s ₃ . Here, for example, a rotational frequency of the wheels of a wheelset 17 be calculated.

Anhand der Zeitversatzsignale Δt₁₂, Δt₁₃ korrigiert ein dritter Funktionsblock 56 des Verfahrens 53 die Sensorsignale s₁, s₂, s₃ durch Verzögern derart, dass entsprechende von dem dritten Funktionsblock 56 ausgegebene korrigierte Sensorsignale u₁, u₂, u₃ den Zeitversatz nicht mehr aufweisen. Zu diesem Zweck verwendet der dritte Funktionsblock die Zeitversatzsignale Δt₁₂, Δt₁₃. Die korrigierten Sensorsignale u₁, u₂, u₃ charakterisieren entsprechend korrigierte Sensorgrößen für die einzelnen Laufwerke 13.Based on the time offset signals .DELTA.t ₁₂ , .DELTA.t ₁₃ corrects a third function block 56 of the procedure 53 the sensor signals s ₁ , s ₂ , s ₃ by delaying such that corresponding from the third function block 56 output corrected sensor signals u ₁ , u ₂ , u ₃ no longer have the time offset. For this purpose, the third functional block uses the time offset signals Δt ₁₂ , Δt ₁₃ . The corrected sensor signals u ₁ , u ₂ , u ₃ characterize correspondingly corrected sensor variables for the individual drives 13 ,

Einem vierten Funktionsblock 57 werden die korrigierten Sensorsignale u₁, u₂, u₃, sowie das Fahrtgeschwindigkeitssignal v zugeführt. Der vierte Funktionsblock 57 berechnet durch Vergleichen der korrigierten Sensorsignale u₁, u₂, u₃ untereinander und unter Berücksichtigung der Zeitversatzsignale Δt₁₂, Δt₁₃ und des Fahrtgeschwindigkeitssignals v für jedes Laufwerk 13 jeweils ein erstes Teilsignal y₁, y₂ beziehungsweise y₃, das eine Teilgröße der entsprechenden Sensorgrößen charakterisiert, die auf mechanische Eigenschaften der einzelnen Drehgestelle 15 zurückzuführen sind. Der Einfluss des Gleises 19 auf die Sensorgrößen a_s, a_v, a_l, x_k und x_l wird also aus den einzelnen Sensorsignalen s₁, s₂, s₃ eliminiert.A fourth functional block 57 the corrected sensor signals u ₁ , u ₂ , u ₃ , and the vehicle speed signal v are supplied. The fourth function block 57 calculated by comparing the corrected sensor signals u ₁ , u ₂ , u ₃ with each other and taking into account the time offset signals Δt ₁₂ , Δt ₁₃ and the vehicle speed signal v for each drive 13 in each case a first partial signal y ₁ , y ₂ or y ₃ , which characterizes a part of the size of the corresponding sensor sizes, the mechanical properties of the individual bogies 15 are attributed. The influence of the track 19 to the sensor sizes a _s , a _v , a _l , x _k and x _l is thus eliminated from the individual sensor signals s ₁ , s ₂ , s ₃ .

Anschließend berechnet ein fünfter Funktionsblock 59 aus den ersten Teilsignalen y₁, y₂ beziehungsweise y₃ für jedes Laufwerk 13 jeweils einen Kenngrößenvektor c₁, c₂ beziehungsweise c₃, wobei jeder dieser Kennwertvektoren c₁, c₂, c₃ mindestens einen Kennwert aufweist, welcher ein Merkmal der Schwingungen innerhalb des entsprechenden Drehgestells 15 charakterisiert. Zum Ermitteln der Kenngrößenvektoren c₁, c₂, c₃ vergleicht der fünfte Funktionsblock 59 die ersten Teilsignale y₁, y₂, y₃ mit vorgegebenen Mustersignalen M.Subsequently, a fifth function block is calculated 59 from the first partial signals y ₁ , y ₂ and y ₃ for each drive 13 each one characteristic vector c ₁ , c ₂ and c ₃ , wherein each of these characteristics vectors c ₁ , c ₂ , c _{3 has} at least one characteristic value, which is a characteristic of the vibrations within the corresponding bogie 15 characterized. For determining the characteristic vectors c ₁ , c ₂ , c ₃ , the fifth function block compares 59 the first partial signals y ₁ , y ₂ , y ₃ with predetermined pattern signals M.

Ferner weist das Verfahren 53 einen fünften Funktionsblock 61 auf, welcher die Kennwerte der einzelnen Kennwertvektoren c₁, c₂, c₃ mit vorgegebenen Kennwertbereichen R vergleicht und in Abhängigkeit von diesem Vergleich für jedes Drehgestell 15 ein Alarmsignal A₁, A₂, A₃ erzeugt, sofern der Vergleich ergibt, dass in einem der Drehgestelle 15 ein Defekt vorliegt. Die Alarmsignale A₁, A₂, A₃ umfassen jeweils eine Alarmierungsstufe zum Anzeigen des Schweregrads des Defekts. Der zweite Rechner 45 steuert die Anzeigeeinrichtung 49 in Abhängigkeit von den Alarmsignalen A₁, A₂, A₃ an.Further, the method has 53 a fifth functional block 61 which compares the characteristic values of the individual characteristic vectors c ₁ , c ₂ , c ₃ with predetermined characteristic value ranges R and, depending on this comparison, for each bogie 15 an alarm signal A ₁ , A ₂ , A ₃ generated, if the comparison shows that in one of the bogies 15 there is a defect. The alarm signals A ₁ , A ₂ , A ₃ each include an alerting stage for indicating the severity of the defect. The second computer 45 controls the display device 49 in response to the alarm signals A ₁ , A ₂ , A ₃ .

Bei den insbesondere in den Funktionsblöcken 57, 59 und 61 durchgeführten Signalverarbeitungsschritten, kann zwischen angetriebenen und nicht angetriebenen Drehgestellen 15 unterschieden werden. Hierdurch können Unterschiede im Schwingungsverhalten zwischen den angetriebenen und den nicht angetriebenen Drehgestellen 15 berücksichtigt werden.In particular in the function blocks 57 . 59 and 61 performed signal processing steps, can be between driven and non-driven bogies 15 be differentiated. As a result, differences in the vibration behavior between the driven and the non-driven bogies 15 be taken into account.

Ferner ist das Verfahren 53 zum Erstellen eines Qualitätsprofils Q der von dem Schienenfahrzeug 11 befahrenen Strecke eingerichtet. Hierzu subtrahiert das Verfahren 53 mittels eines Subtrahierers 63 das erste Teilsignal y₁ vom Sensorsignal s₁, um ein zweites Teilsignal z₁ des Sensorsignals s₁ zu erhalten, das eine Teilgröße der Sensorgrößen a_s, a_v, a_l, x_k, x_l charakterisiert, der von Eigenschaften der Strecke, insbesondere des Gleises 19 und eines Gleisunterbaus, herrührt. In einem sechsten Funktionsblock 65 wird das weitere Teilsignal z₁ weiterverarbeitet, insbesondere indem bestimmte Merkmale des weiteren Teilsignals z₁ ermittelt werden, mit der vom GPS-Empfänger ermittelten Position p verknüpft und als das Qualitätsprofil Q der Strecke in Speichermitteln 67 abgelegt werden. Anstelle des Teilsignals y₁ beziehungsweise des Sensorsignals s₁ oder ergänzend zu diesen Signalen können auch die anderen Sensorsignale s₂, s₃ beziehungsweise Teilsignale y₂, y₃ zum Ermitteln des Qualitätsprofils Q herangezogen werden.Further, the method 53 for creating a quality profile Q of the rail vehicle 11 equipped route. For this subtracts the process 53 by means of a subtractor 63 the first sub-signal y ₁ from the sensor signal s ₁ to obtain a second sub-signal z _{1 of} the sensor signal s ₁ , which characterizes a subset of the sensor quantities a _s , a _v , a _l , x _k , x _l , the characteristics of the track, especially the track 19 and a track substructure, stems. In a sixth function block 65 the further sub-signal z _{1 is} further processed, in particular by determining certain features of the further sub-signal z ₁ , linked to the position p determined by the GPS receiver and as the quality profile Q of the route in storage means 67 be filed. Instead of the partial signal y ₁ or the sensor signal s ₁ or in addition to these signals, the other sensor signals s ₂ , s ₃ or partial signals y ₂ , y _{3 can be used} to determine the quality profile Q.

Zusammengefasst kann bei Realisierung der Erfindung ein Defekt an einem der Laufwerke 13 insbesondere aufgrund der richtungsdifferenzierenden bzw. laufwerksdifferenzierenden Auswertung der Sensorgrößen besonders zuverlässig erkannt werden, wobei höchstens geringfügige Anpassungen an den Typ des Schienenfahrzeugs erforderlich sind.In summary, when implementing the Invention a defect on one of the drives 13 In particular, due to the direction-differentiating or drive differentiating evaluation of the sensor sizes are detected particularly reliable, with at most minor adjustments to the type of rail vehicle are required.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19837476 A1 [0003]

Claims

Procedure ( 53 ) to check at least one drive ( 13 ) one on a track ( 19 ) mobile rail vehicle ( 11 ) to a defect, the method ( 53 ) comprises the following steps: detecting at least one sensor variable (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ), the vibrations of at least one part ( 15 ) of the drive ( 13 ), by means of a sensor device ( 27 ) and checking as a function of the sensor size (a _s , a _v , a _l , x _k and x _l ), whether the defect is present, characterized in that as sensor size by means of at least one sensor element ( 31 . 33 . 35 ) of the sensor device ( 27 ) a component (a _s , a _v , a _l ) running in a certain direction of an acceleration of the part ( 15 ) is detected.

Procedure ( 53 ) according to claim 1, characterized in that as a component of the acceleration a transverse to a longitudinal direction ( 21 ) of the track ( 19 ) and at least substantially horizontally extending shear acceleration (a _s ) of the part is detected.

Procedure ( 53 ) according to claim 1 or 2, characterized in that as a component of the acceleration, a vertical acceleration (a _v ) of the part is detected.

Procedure ( 53 ) according to one of the preceding claims, characterized in that as the sensor size one of the part ( 15 ) of the drive ( 13 ) produced body sound (x _k ) within the part ( 15 ) and / or the part ( 15 ) produced airborne sound (x _l ) in the vicinity of the part ( 15 ) is detected.

Procedure ( 53 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor size (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ) for different drives ( 13 ) of the rail vehicle ( 11 ), whereby for a particular drive ( 13 ) generated sensor size (A _s , a _v , a _l , x _k , x _l ) the vibrations of the part ( 15 ) of this particular drive ( 13 Characterized.

Procedure ( 53 ) according to claim 5, characterized in that for a time characteristic of at least a part of the sensor quantities (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ; s ₁ , s ₂ , s ₃ ) one of a distance (d) of each of the drives with one another herrührender temporal offset (at _12, .DELTA.t ₁₃₎ between the time characteristics of these sensor sizes (a _s, a _v, a _l, x _k, x _l; s _1, s _2, s ₃₎ is determined.

Procedure ( 53 ) according to one of the preceding claims, characterized in that, for checking whether the defect is present, a travel speed variable (v) representing a travel speed of the rail vehicle ( 11 ), is determined.

Procedure ( 53 ) according to claim 7, characterized in that the travel speed variable (v) in dependence on the time offset (.DELTA.t ₁₂ , .DELTA.t ₁₃ ) between the sensor sizes (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ; s ₁ , s ₂ , s ₃ ) is determined.

Procedure ( 53 ) according to one of claims 5 to 8, characterized in that for checking whether the defect is present, the sensor quantities (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ; s ₁ , s ₂ , s ₃ ) of different drives ( 13 ) are compared.

Procedure ( 53 ) according to claim 9, characterized in that prior to comparing the sensor variables (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ; s ₁ , s ₂ , s ₃ ) with each other, the time profile of at least a portion of the sensor sizes (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ; s ₁ , s ₂ , s ₃ ) is corrected in such a way that correspondingly corrected sensor quantities (u ₁ , u ₂ , u ₃ ) determine the time offset (Δt ₁₂ , Δt ₁₃ ) no longer have.

Procedure ( 53 ) according to one of the preceding claims, characterized in that from the sensor size (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ; s ₁ , s ₂ , s ₃ ), preferably from the corrected sensor sizes (u ₁ , u ₂ , u ₃ ), a first part-size (y ₁ , y ₂ , y ₃ ) is calculated, which is characterized by oscillations that depend on the nature of the drive ( 13 ).

A method according to claim 11, characterized in that from the first part size (y ₁ , y ₂ , y ₃ ), preferably by subtracting the first part size (y ₁ , y ₂ , y ₃ ) from the sensor size (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ; s ₁ , s ₂ , s ₃ ) or the corrected sensor size (u ₁ , u ₂ , u ₃ ), a second part size (z ₁ ) is calculated, which depends on the nature of the track ( 19 ) and / or a substructure of the track ( 19 ) characterized oscillations.

Procedure ( 53 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a quality profile (Q) of the track ( 19 ) or the substructure is determined by a current position (p) of the rail vehicle ( 11 ) and the second part size (z ₁ ) is linked to the position (p) and stored as the quality profile (Q).

Tester ( 23 ) to check at least one drive ( 13 ) one on a track ( 19 ) mobile rail vehicle ( 11 ) to a defect, the test apparatus ( 23 ) at least one sensor device ( 27 ) for detecting at least one sensor size (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ), the vibrations of at least one part ( 15 ) of the drive ( 13 ), and evaluation means ( 25 ) for checking as a function of the sensor size (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ), whether the defect is present, characterized in that the sensor device ( 27 ) mindes at least one sensor element ( 31 . 33 . 35 ) for detecting a component (a _s , a _v , a _l ) running in a specific direction of an acceleration of the part ( 15 ) having.

Tester ( 23 ) according to claim 14, characterized in that the test device ( 23 ) for carrying out a method ( 53 ) is arranged according to one of claims 1 to 13.

Tester ( 23 ) according to claim 14 or 15, characterized in that the part of the drive ( 13 ) around a bogie ( 15 ).

Tester ( 23 ) according to one of claims 14 to 16, characterized in that the sensor device ( 27 ) a first sensor element ( 31 ) for detecting a transversal to the longitudinal direction of the track and at least substantially horizontally extending shear acceleration (a _s ) of the part ( 15 ) and / or a second sensor element ( 33 ) for detecting a vertical acceleration (a _v ) of the part ( 15 ) having.

Tester ( 23 ) according to one of claims 14 to 17, characterized in that the evaluation means a central evaluation device ( 25 ) and the test apparatus ( 23 ) a communication network, preferably a wireless ad hoc network ( 51 ), for transmitting the sensor size (a _s , a _v , a _l , x _k , x _l ), preferably as a sensor signal (s ₁ , s ₂ , s ₃ ), from the sensor device ( 27 ) to the evaluation device ( 25 ) having.