[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung der Radsätze von
vorbeifahrenden Schienenfahrzeugen, bestehend aus mindestens einer innerhalb einer
durch Schienenkontakte begrenzten Messstrecke unterhalb jeder Schiene eines Schienenstranges
in einer Schwelle eingesetzten und an eine Auswerteinheit angeschlossenen IR-Empfangseinheit.
[0002] Beispielsweise aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift 20 2005 015 790 ist eine
Vorrichtung bekannt, die es ermöglicht, die Temperatur von Radsatzlagern an Schienenfahrzeugen,
insbesondere an Eisenbahnfahrzeugen, zu überwachen, um sogenannte Heißläufer-Entgleisungen
zu vermeiden. Dazu werden IR-Messsysteme mit mindestens einer IR-Empfangseinheit eingesetzt,
die unterhalb des Schienenstranges in einer Hohlschwelle oder einer besonders ausgebildeten
Messschwelle untergebracht sind. Meistens sind jedoch in einer solchen Schwelle vier
IR-Empfangs-einheiten vorgesehen, über die die Temperaturen aller Radsatzlager eines
Radsatzes erfasst werden können. Die dabei ermittelten Werte werden normalerweise
mit den Werten bzw. Infrarotsignalmustern verglichen, die in einer Auswerteinheit,
beispielsweise einem Rechner, abgespeichert sind. Bei unzulässigen Abweichungen wird
ein Alarmsignal abgegeben.
[0003] Trotz einer Vielzahl derartiger bekannter Vorrichtungen ist es nicht gänzlich auszuschließen,
dass sogenannte Heißläufer von Radsatzlagern an Schienenfahrzeugen, insbesondere an
Eisenbahnfahrzeugen, verhältnismäßig spät erkannt werden, so dass es nach wie vor
zu Heißläufer-Entgleisungen kommen kann.
[0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Vorrichtung zur Überwachung
der Radsätze von vorbeifahrenden Schienenfahrzeugen so weiter zu bilden, dass die
von Heißläufern an Radsatzlagern an Schienenfahrzeugen ausgehende Gefahr weiter reduziert
wird.
[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer eingangs beschriebenen
und als sogenannte Heißläuferortungsanlage ausgebildeten Vorrichtung vorgeschlagen,
dass innerhalb der Messstrecke jeder Schiene mindestens ein an die Auswerteinheit
angeschlossenes Mikrofon zugeordnet ist.
[0006] Es ist zwar grundsätzlich bekannt, Mikrofone zur Überwachung von Radsätzen zu verwenden.
Die gemessene Lautstärke bzw. das gemessene Geräusch ist jedoch, für sich allein gesehen,
keine ausreichende Grundlage, um einen defekten Radsatz festzustellen. Die Kombination
einer sogenannten Heißläuferortungsanlage mit Mikrofonen, die alle an eine Auswerteinheit
angeschlossen sind, stellt jedoch in überraschender Weise sicher, dass ein auch nur
geringfügig defekter und damit eine geringfügig erhöhte Temperatur und ein nur geringfügig
anderes Geräusch aufweisender Radsatz über die Auswerteinheit und damit bei einem
Vergleich mit dort gespeicherten Werten bereits so frühzeitig erkannt wird, dass daraus
entstehende Gefahren ausgeschlossen sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die in
einer Messstelle ermittelten Werte mit den Messwerten vorhergehender Messstellen verglichen
werden.
[0007] Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich dann, wenn jeder
Schiene eines Schienenstranges jeweils eine Kamera zugeordnet wird. Darüber ist es
möglich, die Lokomotive und die einzelnen Waggons eines Zuges genau zu erkennen und
anhand von gemessenen und gespeicherten Werten festzustellen, welche Höhe bzw. Größe
die einzelnen Werte nicht überschreiten dürfen.
[0008] Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich in besonders einfacher Weise komplettieren,
wenn derselben noch eine sogenannte Flachstellenortungseinrichtung zugeordnet wird,
die aus mehreren, jeweils immer einer Schwelle zugeordneten Schwellenreaktionskraftsensoren
gebildet ist.
[0009] Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
[0010] Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben werden nachfolgend anhand eines in
einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
[0011] In dieser Zeichnung ist systemartig eine Vorrichtung zur Überwachung der Radsätze
von vorbeifahrenden Schienenfahrzeugen, insbesondere eines Eisenbahnzuges, dargestellt,
die eine Draufsicht auf einen Schienenstrang 1 zeigt, der aus zwei Schienen 1a und
1b besteht, die ihrerseits auf einer Vielzahl von Schwellen 2 befestigt sind. Dabei
schließen Schwellen 2a und 2b im Bereich der Zeichnung einen Messbereich M ein, der
an beiden Enden jeweils durch mindestens einen Schienenkontakt 3, 4 begrenzt ist.
Diese Schienenkontakte 3, 4 sind in vorteilhafter Weise als Fiberoptiksensoren ausgebildet
und dienen dazu, die innerhalb der Messstrecke M befindliche Überwachungsvorrichtung
an- bzw. abzuschalten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bewegt sich ein nicht dargestellter
Eisenbahnzug in Richtung eines Pfeils 5, so dass der Schienenkontakt 3 die Überwachungsvorrichtung
einschaltet, während sie über den Schaltkontakt 4 wieder abgeschaltet wird.
[0012] Die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung besteht innerhalb der Messstrecke M
zunächst aus einer Auswerteinheit mit einem Rechner und einem Datenspeicher, die zusammen
in einer Art Schalthaus S untergebracht und vorteilhaft zusammen mit weiteren Überwachungsvorrichtungen
verknüpft und an eine überörtliche Überwachungszentrale angeschlossen sind. An diese
Auswerteinheit sind neben den Schaltkontakten 3, 4 zwei IR-Empfangseinheiten 6, 7
angeschlossen, die sich jeweils in einem Gehäuse befinden, welches vorteilhaft über
Dämpfungsglieder in eine Schwelle 2/2 eingesetzt sind. Diese Schwelle 2/2 ist dabei
als Mess- bzw. Hohlschwelle ausgebildet.
[0013] Die erwähnten Dämpfungsglieder haben die Aufgabe, auszuschließen, dass die bei der
Überfahrt eines Eisenbahnzuges über die Schwelle 2/2 zwangsläufig auftretenden Schwingungen
in störender Weise auf das Gehäuse und die darin untergebrachten und für Schwingungen
empfindlichen Bauteile, insbesondere die IR-Empfangseinheiten 6, 7 gelangen und hier
nachteilige Folgen mit sich bringen können. Durch diese IR-Empfangseinheiten 6, 7
werden die Temperaturen der Radsatzlager der darüber hinwegrollenden Fahrzeuge gemessen
und mit vorgegebnen und in der Auswerteinheit gespeicherten Werten bzw. Infrarotsignalmustern
verglichen. Bei unzulässigen Abweichungen wird ein Alarmsignal abgegeben.
[0014] Ferner ist beispielsweise auch der Schwelle 2/2 an jeder Seite außerhalb des Schienenstranges
bzw. außerhalb des Gleisbettes ein Mikrofon 8, 9 zugeordnet, welche vorteilhaft als
besonders empfindliche Richtmikrofone ausgebildet sind. Über diese Mikrofone 8, 9
werden die Laufgeräusche der einzelnen Räder der Radsätze eines jeden Schienenfahrzeuges
erfasst und ebenfalls der Auswerteinheit zugeführt. Hier werden die festgestellten
Geräusche mit vorteilhaft gespeicherten Akustikmustern verglichen. Bei unzulässigen
Abweichungen wird ebenfalls ein Alarmsignal ausgelöst. Gleichzeitig erfolgt aber auch
ein Vergleich mit den Werten, die die IR-Empfangs-Einheiten 6, 7 festgestellt haben.
Bei einem solchen Vergleich ist bereits sehr früh feststellbar, ob sich eventuell
ein Schaden an den Radlagersätzen ankündigen könnte.
[0015] Der Schwelle 2/2 ist beispielsweise außerhalb des Gleisbettes bzw. seitlich der Schiene
1b auch eine durch eine Kamera gebildete Erkennungseinheit 10 zugeordnet. Durch diese
Erkennungseinheit 10 wird die Art der einzelnen Teile, beispielsweise der Lokomotive
und der Waggons, des Schienenfahrzeuges sehr genau erfasst. Dadurch ist es möglich,
die ermittelten Geräusche der einzelnen Radlager den unterschiedlichen Lokomotiv-
und Waggontypen zuzuordnen und in besonders guter Weise mit den entsprechenden Akustikmustern
Akustikmuster den entsprechenden Lokomotiv- und Waggontypen zuzuordnen und für künftige
Messungen zu speichern. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung
aufgrund ihrer Ausgestaltung auch lernfähig ist.
[0016] Schließlich wird die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung noch durch eine Flachstellenortungseinheit
ergänzt. Diese erstreckt sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise
über dreizehn Schwellen 2/01 bis 2/13, von denen jedoch nicht alle dargestellt sind.
Bei dieser Flachstellenortungseinheit befindet sich unter jeder Schiene 1a und 1b
im Bereich jeder Schwelle 2/01 bis 2/13 ein Schwellenreaktionssensor 11. Diese Schwellenreaktionssensoren
11 sind in vorteilhafter Weise ebenfalls als Fiberoptiksensoren ausgebildet. Die Schwellenreaktionssensoren
11 sind vorteilhaft zwischen einer die Schiene 1a, 1b tragenden Auflagerplatte und
der Schwelle 2/01 bis 2/13 untergebracht. Auch die hier ermittelten Werte werden der
Auswerteinheit zugeführt und dort gespeichert. Abweichungen von vorgegebenen Werten
lösen auch hier ein Alarmsignal aus.
[0017] Bei dem Einsatz von Fiberoptiksensoren als Schwellenreaktionssensoren 11 ist es zweckmäßig,
zumindest einer der Schwellen 2/01 bis 2/13 im Bereich jeder Schiene einen Temperatursensor
zuzuordnen. Fiberoptiksensoren haben nämlich die Eigenart, dass sich die Messergebnisse
bei gleicher Kraft bzw. gleichem Gewicht eines Laufrades in Abhängigkeit von der Temperatur
bzw. Umgebungstemperatur der Fiberoptiksensoren verändern, was die Messergebnisse
beeinflusst. Auch die Messergebnisse der Temperatursensoren werden der Auswerteinheit
zugeführt und dort zur Korrektur der ermittelten Werte der Fiberoptiksensoren verwendet.
[0018] Der Abstand zwischen der Schwelle 2/01 und der Schwelle 2/13 hat vorteilhaft die
doppelte Länge wie der Umfang des größtmöglichen, den Schienenstrang befahrenden Laufrades.
Diese Länge beträgt etwa 7,80 m. Eine solche große Länge bringt den Vorteil mit sich,
dass jedes Laufrad zweimal auf eventuell vorhandene Flachstellen überprüft werden
kann.
[0019] Der Abstand zwischen der die Schienenkontakte 3 tragenden Schwelle 2a und der ersten
Schwelle 2/01 mit den Schwellenreaktionssensoren 3 kann etwa 30m bis 80m betragen.
Gleiches gilt auch für den Abstand zwischen der Schwelle 2/2 mit den IR-Empfangseinheiten
6,7 und der Schwelle 2b mit den Schienenkontakten 4.
[0020] In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles können die Mikrofone 8,9 und/oder
die Erkennungseinheit 10 auch im Bereich anderer Schwellen 2 angeordnet sein. Ferner
können die Schienenkontakte 3,4 und/oder die Schwellenreaktionssensoren 11 auch anders
ausgebildet sein. Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass die Reihenfolge der
einzelnen Teile - ausgenommen die Schienenkontakte 3,4 - der Überwachungsvorrichtung
auch anders gewählt werden kann.
1. Vorrichtung zur Überwachung der Radsätze von vorbeifahrenden Schienenfahrzeugen, bestehend
aus mindestens einer innerhalb einer durch Schienenkontakte begrenzten Messstrecke
unterhalb jeder Schiene eines Schienenstranges in einer Schwelle eingesetzten und
an eine Auswerteinheit angeschlossenen IR-Empfangseinheit,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb der Messstrecke (M) seitlich außerhalb des Schienenstranges (1) jeder Schiene
(1a, 1b) mindestens ein an die Auswerteinheit angeschlossenes Mikrofon (8, 9) zugeordnet
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mikrofone (8, 9) als hochempfindliches Richtmikrofone ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb der Messstrecke (M) jeder Schiene (1a, 1b) des Schienenstranges (1) mindestens
eine Erkennungseinheit (10) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erkennungseinheit (10) seitlich außerhalb des Schienenstranges (1) angeordnet
ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und/oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erkennungseinheit (10) vor oder hinter den IR-Empfangseinheiten (6, 7)und/oder
den Mikrofonen (8, 9) und/oder den Schwellenreaktionskraftsensoren (11) angeordnet
ist.
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erkennungseinheit (10) durch eine Kamera gebildet ist.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb der Messstrecke (M) über mindestens die Länge des Umfanges des größtmöglichen,
den Schienenstrang befahrenden Laufrades jeder Schwelle (2) ein an die Auswerteinheit
angeschlossener Schwellenreaktionskraftsensor (11) zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruche 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Schwellenreaktionskraftsensoren (11) über mindestens die doppelte Länge
des Umfanges des größtmöglichen, den Schienenstrang (1) befahrenden Laufrades erstrecken.
9. Vorrichtung nach Ansprüche 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwellenreaktionskraftsensoren (11) vor oder hinter den IR-Empfangseinheiten
(6, 7) und/oder den Mikrofonen (8, 9) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwellenreaktionskraftsensoren (11) als Fiberoptiksensoren ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb der Messstrecke (M) jeder Schiene (1a, 1b) des Schienenstranges (1) zumindest
ein ebenfalls an die Auswerteinheit angeschlossener Temperatursensor zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Temperatursensoren vor oder hinter den Schwellenreaktionskraftsensoren (11) angeordnet
sind.