[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose und Zustandsüberwachung
eines Verschleiß- und Funktionszustandes einer Weiche und/oder einer Kreuzung und/oder
einer Kreuzungsweiche und/oder von Schienenstößen eines Schienenverkehrsweges, der
aus mehreren Fahrschienen besteht. Das Verfahren und die Vorrichtung sind über die
beanspruchten Merkmale hinausgehend auch geeignet, den Verschleiß- und Funktionszustand
von Gleisinhomogenitäten zu diagnostizieren und zu überwachen.
[0002] Weichen, Kreuzungen und Kreuzungsweichen führen mehrere Gleise des Schienenverkehrs
zu einem Gleis zusammen und verbinden diese miteinander oder führen bei einer Kreuzung
ein Gleis durch ein anderes Gleis hindurch. Einen ungehinderten und nahezu spurstabilen
Lauf eines Rades eines Schienenfahrzeuges, das über eine Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche
hinwegrollt, gewährleistet ein sog. Herzstück, das sich an einer Durchschneidungsstelle
der sich kreuzenden Gleise befindet. Hierbei werden starre und bewegliche Herzstücke
unterschieden. Bei einem starren Herzstück ist eine planmäßige Unterbrechung einer
Fahrkante an der Durchschneidungsstelle vorhanden, die sog. Herzstücklücke. Diese
Herzstücklücke führt dazu, dass das Rad während des Hinwegrollens über die Weiche,
Kreuzung oder Kreuzungsweiche über eine Rille fährt, wodurch stoßartige Erschütterungen
und Belastungen sowohl am Rad als auch am starren Herzstück auftreten. Dies führt
längerfristig zu einer Abnutzung und einem erhöhten Verschleiß des starren Herzstückes
sowie der gesamten Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche. Zur Lösung dieses Problems
wird bei Weichen, Kreuzungen oder Kreuzungsweichen, die durch Züge mit höheren Geschwindigkeiten
befahren werden, ein bewegliches Herzstück verwendet, das für das jeweilige Gleis
eine durchgehende Fahrkante herstellt. Die überwiegende Anzahl von Weichen, Kreuzungen
oder Kreuzungsweichen weist jedoch aus Gründen verminderter Herstellungs- und Unterhaltungskosten
sowie eingeschränkten Einbauraumes ein starres Herzstück auf.
[0003] Die Messungen zur Ermittlung des Verschleiß- und Funktionszustandes von Weichen,
Kreuzungen oder Kreuzungsweichen sind personalintensiv und werden oftmals aus werkstofftechnischer
Sicht zu selten und/oder zu spät durchgeführt, so dass insbesondere ein Vermessen
von Herzstücken nach Regelinspektionen erst dann erfolgt, wenn diese bereits visuell
auffällig sind. Visuelle Einschätzungen bei Regelinspektionen können den tatsächlichen
Verschleiß von Weichen, Kreuzungen oder Kreuzungsweichen nur unzureichend beschreiben.
[0004] Als Stand der Technik ist bekannt, dass eine Diagnose von Weichen, Herzstücken und
Kreuzungen durch eine visuelle Begutachtung und Beurteilung nach Methoden der bahninternen
Vorschrift DS 820.06 05 B5 und Norm BN 821.2005 durchgeführt wird. Dies sind händische
Messmethoden mit Linealen, Messlehren, Messschnüren, Messkeilen, Spiegel und Fühllehren.
Insbesondere werden Rampenverläufe am Herzstück ermittelt, eine Ebenheit und Richtung
der Schienen geprüft sowie eine Höhenlage des Herzstückes und der Flügelschienen ermittelt.
Hierfür ist ein Personenaufwand von 3 Personen, ein Zeitaufwand von bis zu etwa einer
halben Stunde sowie ein teilweise sehr platzzehrendes 8-teiliges Messmittelset erforderlich.
[0005] Desweiteren stehen hierdurch lediglich geometrische Daten über den Verschleißzustand
an Herzstück und Flügelschiene zum Zeitpunkt der Vermessung zur Verfügung ohne weitere
Aussagen über den zugehörigen Ober- und Unterbau. Ebenso werden Schwellenhohllagen
nicht erkannt und bis dato mit keinem System erfasst.
[0006] Nachteil dieser Lösung ist somit insbesondere ein großer personeller und zeitlicher
Messaufwand, d.h. seltene und nur unzureichende Beschreibung des tatsächlichen Verschleiß-
und Funktionszustandes. Das Voraussagen und Veranlassen rechtzeitiger Instandhaltungstermine
sind daher schwer möglich. Eingriffsschwellwerte insbesondere für den Überlaufbereich
fehlen bisher.
[0007] Aus
DE 10 2004 014 282 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose und Zustandsüberwachung im Überlaufbereich
einer Weiche, einer Kreuzung oder einer Kreuzungsweiche eines Schienenverkehrsweges
bekannt. Hierbei werden am starren Herzstück oder dem Kreuzungspunkt Schwingungsbeschleunigungen
des Herzstückes oder des Kreuzungspunktes an mindestens einem Ort des Herzstückes
oder Kreuzungspunktes in mindestens einer Raumrichtung gemessen, die durch die Überfahrt
eines Fahrzeuges über das Herzstück/den Kreuzungspunkt erzeugt werden. Bei diesem
Verfahren wird somit der Verschleiß von Bauteilen direkt an den entsprechenden Bauteilen
der Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche ermittelt. Sollen nacheinander mehrere verschiedene
Weichen, Kreuzungen oder Kreuzungsweichen untersucht werden, so muss die entsprechende
Messvorrichtung durch Messpersonal bei der einen Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche
demontiert, zur nächsten Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche transportiert und dort
montiert werden. Eine Diagnose mehrerer verschiedener Weichen, Kreuzungen oder Kreuzungsweichen
nacheinander ist somit mit einem größeren zeitlichen und personellen Aufwand verbunden.
[0008] In
WO 00/60322 ist ein von den Rückwirkungen von Fahrbahn bzw. Schiene unabhängiges Verfahren und
eine Vorrichtung zur Überwachung der Fahrgestelle von mehrachsigen Fahrzeugen beschrieben,
bei dem unzulässige Abweichungen vom normalen mechanischen Betriebsverhalten eines
Fahrgestells festgestellt werden. Hierfür messen Beschleunigungssensoren die Beschleunigungen
von wenigstens zwei Achsen des Fahrgestells, die mit einer FourierTransformation ausgewertet
werden. So kann unter Auswertung der über einen längeren Zeitraum gebildeten Mittelwertprofile
eine über längere Zeit entstehende Abweichung vom ursprünglichen Zustand festgestellt
und automatisch eine entsprechende Korrekturmaßnahme am Radsatz angefordert werden.
[0009] Da der Einfluss von der Schiene auf das Verhalten des Drehgestells ausgefiltert werden
muss, ist es mit diesem Verfahren bzw. dieser Vorrichtung auch möglich, Aussagen über
den Zustand des Gleises, insbesondere dessen Schadhaftigkeit zu machen.
[0010] Nachteil der beschriebenen Verfahren bzw. Vorrichtungen ist, dass es nicht möglich
ist, bei der Überfahrt eines Schienenfahrzeuges über die Weiche, Kreuzung, Kreuzungsweiche,
oder den Schienenstoß deren tatsächlichen Verschleißzustand mit solcher Genauigkeit
zu ermitteln, dass auch ohne Vorliegen eines Defektzustandes ein eventuell erforderlicher
Instandhaltungstermin mit dem zugehörigen zu erwartenden Instandhaltungsaufwand prognostiziert
werden kann.
[0011] Es ist lediglich möglich festzustellen, dass bei Überschreiten bestimmter Grenzwerte
die entsprechenden Bereiche des Schienenweges bereits defekt sind.
[0012] Weiterhin kann nach nur einmaliger Überfahrt über einen Schienenweg ebenfalls keine
Aussage über den tatsächlichen Verschleiß des Gleisweges und die damit verbundenen
Gleisinhomogenitäten getroffen werden. Die bei Weichen, Kreuzungen, Kreuzungsweichen
oder Schienenstößen auftretenden Schwingungen sind kurzwelliger als die Schwingungen,
die bei Gleisinhomogenitäten auftreten. Zur Beurteilung dieser vergleichsweise langwelligen
Schwingungen müssen die Messreihen mehrerer Überfahrten miteinander verglichen werden.
[0013] Aus
EP 1 236 633 A2 ist ein Verfahren zur Erkennung entgleister Zustände von Rädern eines Schienenfahrzeuges
bekannt. Hierbei werden charakteristische Kennwerte ermittelt und bei Überschreiten
eines vorgegebenen Wertes ein Hinweissignal und/oder eine Notbremsung ausgelöst. Mit
diesem Verfahren ist es nicht möglich, Aussagen über den Verschleiß- und Funktionszustand
von Weichen, Weichenkreuzungen, Kreuzungen, Schienenstößen oder der Gleise zu treffen.
[0014] Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen,
mit dem mit geringem Aufwand eine Bewertung des Gesamtsystems Weiche, Kreuzung oder
Kreuzungsweiche sowie Schienenstößen und Gleisinhomogenitäten noch vor einer visueller
Auffälligkeit durchgeführt werden kann ohne die Nachteile des Standes der Technik
aufzuweisen.
[0015] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren durch die in Anspruch 1 angegebenen
Merkmale sowie für die Vorrichtung durch die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.
[0016] Anspruch 1 gibt ein Verfahren an zur Diagnose und Zustandsüberwachung eines Verschleiß-
und Funktionszustandes einer Weiche und/oder einer Kreuzung und/oder einer Kreuzungsweiche
sowie von Schienenstößen und Gleisinhomogenitäten eines Schienenverkehrsweges. Hierbei
werden bei Überfahrt eines Schienenfahrzeuges über die Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche
sowie Schienenstößen oder Gleisinhomogenitäten an mindestens einem Bauteil des Schienenfahrzeuges
Schwingungsbeschleunigungen in mindestens einer Raumrichtung gemessen und abgespeichert,
die an dem Bauteil des Schienenfahrzeuges durch die Überfahrt des Schienenfahrzeuges
über die Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche sowie Schienenstöße und Gleisinhomogenitäten
erzeugt werden.
[0017] Erfindungsgemäß werden somit insbesondere Schwingungsbeschleunigungen bei Überfahrten
eines Schienenfahrzeuges gemessen und ortsgenau beurteilt. Diese stehen in einem direkten
Zusammenhang mit dem Verschleiß und Funktionszustand der Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche,
Schienenstoßes und Gleisinhomogenitäten, da ansteigende Schwingungsbeschleunigungen
insbesondere durch anwachsende Abweichungen deren Geometrie von ihrer Sollform und
deren Lage von ihrer Solllage hervorgerufen werden. Insbesondere ein Überrollen eines
Eisenbahnrades über die Herzstücklücke bei starren Herzstücken geschieht demzufolge
mit zunehmendem Verschleiß immer "unsanfter". Gleichzeitig bedeuten hohe Schwingungsbeschleunigungen
hohe Energieeinträge in einzelne Bauteile der Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche
sowie des Schienenstoßes und Gleisinhomogenitäten die ein Voranschreiten des Verschleißes
noch zusätzlich fördern und beschleunigen.
[0018] Das Überrollen von konstruktionsbedingten Unstetigkeiten der Weiche, Kreuzung oder
Kreuzungsweiche, des Schienenstoßes und Gleisinhomogenitäten erzeugt mit deren zunehmendem
Verschleiß bzw. schlechter Einstellung, sich charakteristisch verändernde Werte einer
Schwingungsbeschleunigung an einem Rad oder Radsatz des überrollenden Fahrzeuges.
Diese Schwingungsbeschleunigungen breiten sich entsprechend konstruktionsbedingter
Dämpfungen der Konstruktion des Fahrzeuges auf das gesamte Fahrzeug aus. So erzeugen
anwachsende Abweichungen der Geometrie, von Einstellungen und Befestigungen von Bauteilen
der Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche sowie des Schienenstoßes und Gleisinhomogenitäten
ansteigende Schwingungsbeschleunigungen im Fahrzeug und umgekehrt.
[0019] Erfindungsgemäß wird zusätzlich die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges gemessen
und abgespeichert sowie die Befahrrichtung und der Ort der Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche
sowie des Schienenstoßes und Gleisinhomogenitäten ermittelt und abgespeichert.
[0020] Eine signaltechnische Vorverarbeitung der Messsignale an Bord des Fahrzeuges wird
vorteilhaft nachfolgend durchgeführt, so dass nur extrahierte Daten wie Befahrrichtung,
Radsatzbeschleunigungen, Fahrgeschwindigkeit, Ortsposition des Zuges über Schnittstellen
des Fahrzeuges übertragen werden müssen.
[0021] Von einer im Schienenfahrzeug angeordneten Datenerfassungsanlage werden die Messsignale
der Beschleunigungssensoren, der Geschwindigkeitsmessvorrichtung und der Ortungsvorrichtung
aufbereitet, abgespeichert und ausgewertet. Dabei werden ein notwendiger Instandhaltungstermin
und der zugehörige Instandhaltungsaufwand prognostiziert.
[0022] Darüber hinaus wird eine Kontrolle durchgeführt, ob charakteristische, vorgegebene
Grenzwerte der gemessenen Schwingungsbeschleunigungen überschritten werden. Für den
Fall, dass vorgegebene Grenzwerte der Schwingungsbeschleunigung überschritten werden,
wird eine nachfolgende weitergehende Vermessung eines Zustandes von Bauteilen der
Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche insbesondere gemäß den Vorschriften DS 820 06
05 B5 bzw. BN 824.9005 veranlasst.
[0023] Besonders vorteilhaft wird eine Messung der Schwingungsbeschleunigung mit Hilfe von
Beschleunigungssensoren durchgeführt, die nach Anspruch 2 in der Nähe des Kontaktpunktes
von Rad und Schienen, insbesondere nach Anspruch 3 an einem Radsatzlagerdeckel, bzw.
nach Anspruch 4 soweit wie möglich am Rad-Schiene-Kontaktpunkt, insbesondere eines
besonders dafür ausgewählten Messradsatzes, angebracht sind.
[0024] Gemäß Anspruch 5 wird zur Bestimmung der Ortsposition des Zuges vorteilhaft eine
satellitengestützte Positionsangabevorrichtung, insbesondere GPS, DGPS oder Gallileo
verwendet. Hiermit ist vorteilhaft auch eine Positionsangabe auf Strecken möglich,
die nicht über Zugleitsysteme verfügen, die dem Schienenfahrzeug seine Position auf
der Strecke mitteilen.
[0025] Anspruch 6 gibt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens aus Anspruch 1 an.
[0026] Bei Überfahrt eines Schienenfahrzeuges mit einer bestimmten Geschwindigkeit und einer
bestimmten Befahrrichtung über die Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche, den Schienenstoß
oder die Gleisinhomogenität ermittelt mindestens ein Beschleunigungssensor an mindestens
einem Bauteil des Schienenfahrzeuges eine Schwingungsbeschleunigung, die das Schienenfahrzeug
durch die Überfahrt über das Herzstück oder die Unstetigkeit erzeugt. Die Beschleunigungssensoren
ermitteln die Schwingungsbeschleunigung entweder lediglich in einer Raumrichtung oder
besonders vorteilhaft in mehreren, insbesondere allen drei zueinander senkrechten
Raumrichtungen. Zusätzlich können auch spezielle Beschleunigungssensoren zur Ermittlung
von Dreh- und/oder Nickbewegungen an mindestens einem Bauteil des Schienenfahrzeuges
verwendet werden.
[0027] Als Beschleunigungssensor werden hierbei nach Anspruch 7 insbesondere piezoelektrische
Beschleunigungsaufnehmer verwendet. Diese zeichnen sich durch ein geringes Gewicht,
eine kompakte Bauform sowie ihre Robustheit und Langlebigkeit aus.
[0028] Eine Geschwindigkeitsmessvorrichtung ermittelt die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges.
Hierbei wird insbesondere eine im Schienenfahrzeug vorhandene Geschwindigkeitsmessvorrichtung
verwendet, die auch dem Fahrzeugführer die Geschwindigkeit anzeigt. Alternativ ist
insbesondere ein Einsatz von Radar-, Ultraschall oder Lasermessgeräten möglich.
[0029] Eine Ortungsvorrichtung ermittelt den Ort der vermessenen Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche
sowie Schienenstöße und Gleisinhomogenitäten, so dass eine örtliche Zuordnung der
ermittelten Schwingungsbeschleunigungen zu der entsprechenden vermessenen Weiche,
Kreuzung oder Kreuzungsweiche, Schienenstoßes und Gleisinhomogenität erfolgen kann.
Vorteil ist hierbei, dass bei Auftreten von Unregelmäßigkeiten oder Überschreitung
charakteristischer, vorgegebener Grenzwerte der Schwingungsbeschleunigung Wartungspersonal
zielgenau zu der entsprechenden auffälligen Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche,
Schienenstoßes und Gleisinhomogenität geführt wird. Als Ortungsvorrichtung wird vorteilhaft
eine im Schienenfahrzeug vorhandene Positionsangabe des Schienenfahrzeuges verwendet
in Verbindung mit der Position der Beschleunigungsaufnehmer innerhalb des Schienenfahrzeuges.
Diese Positionsangabe des Schienenfahrzeuges erfolgt insbesondere über Zugleitsysteme
der befahrenen Strecke, die dem Schienenfahrzeug seine Position auf der Strecke mitteilen,
insbesondere eine Linienzugbeeinflussung (LZB) oder ein European Train Control System
(ETCS), oder über eine satellitengestützte Positionsangabevorrichtung aus Anspruch
5.
[0030] Besonders vorteilhaft wird eine Ortungsvorrichtung verwendet, die zusätzlich zu einer
Positionsangabe auch eine Angabe der Geschwindigkeit und der Befahrrichtung des Schienenfahrzeuges
liefert, wie dies insbesondere bei einer satellitengestützten Positionsangabevorrichtung
möglich ist. Hierdurch wird die Geschwindigkeitsmessvorrichtung und die Ortungsvorrichtung
in einer einzigen Vorrichtung vereinigt, so dass sich eine separate Geschwindigkeitsmessvorrichtung
erübrigt.
[0031] Eine Datenerfassungsanlage bereitet die Messsignale der Beschleunigungssensoren,
der Geschwindigkeitsmessvorrichtung sowie der Ortungsvorrichtung auf, speichert diese
insbesondere elektronisch oder magnetisch ab und wertet sie entsprechend aus. Dabei
prognostiziert die Datenerfassungsanlage einen notwendigen Instandhaltungstermin und
den zugehörigen Instandhaltungsaufwand. Desweiteren kontrolliert die Datenerfassungsanlage,
ob charakteristische, vorgegebene Grenzwerte überschritten werden. Werden vorgegebene
Grenzwerte überschritten, wird mit Hilfe der Datenerfassung eine nachfolgende, weitergehende
Vermessung des Zustandes der Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche insbesondere gemäß
den Vorschriften DS 820 06 05 B5 bzw. BN 824.9005 veranlasst. Somit ist eine unterstützende
Nutzung von herkömmlichen Messmitteln erst dann erforderlich, wenn die erfindungsgemäße
Vorrichtung einen "Wartungsbedarf" detektiert bzw. das Regelwerk dieses verlangt
[0032] Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen
insbesondere bei der Diagnose und Zustandsüberwachung einer Weiche, Kreuzung oder
Kreuzungsweiche, Schienenstoßes und Gleisinhomogenitäten zwischen Regelinspektionen
oder Wartungsarbeiten. Hierbei wird eine erste genauere Aussage über den Zustand der
Weiche, Kreuzung oder Kreuzungsweiche durch eine schnelle und einfache Prüfung getroffen.
Es wird somit besonders frühzeitig ein Verschleiß festgestellt und aus dessen Daten
ein notwendiger Instandhaltungstermin und Instandhaltungsaufwand prognostiziert, wodurch
insbesondere bessere Mittelplanbarkeit und eine Optimierung der Lebenszykluskosten
gewährleistet wird. Zusätzlich besteht die Möglichkeit einer Vergleichbarkeit mit
früheren Messwerten.
[0033] Besonders vorteilhaft
- ist durch die Erfindung insbesondere bei einem vollautomatischen Mess- und Auswerteablauf
kein Personal- und kein Zeitaufwand erforderlich,
- werden durch die Erfindung aktuelle automatische Trendanalyen ermöglicht,
- kann durch die Erfindung ein Inspektionsaufwand vor Ort angepasst, optimiert und reduziert
werden,
- wird durch die Erfindung ein Fahrkomfort für Reisende erhöht.
- können Schallemissionen gesenkt werden.
[0034] Es ist vorgesehen, dass auch entsprechend ausgestattete Regelzüge mit handelsüblichen
Radsätzen (bei entsprechender signaltechnischen Berücksichtigung) diese Messaufgabe
übernehmen.
[0035] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer Zeichnung
mit einer Figur näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
- Fig.1
- schematisch ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung, das
eine Unstetigkeit einer Schiene überfährt.
[0036] Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel betrifft gemäß Fig. 1 ein Schienenfahrzeug
1, das eine Unstetigkeit 3 einer Schiene 2 überfährt. Die Unstetigkeit 3 der Schiene
2 stellt hierbei beispielhaft eine Herzstücklücke einer Weiche mit einem starren Herzstück
dar.
[0037] Bei Überfahrt des Schienenfahrzeuges mit einer bestimmten Geschwindigkeit und einer
bestimmten Befahrrichtung über die Unstetigkeit 3 ermittelt ein Beschleunigungssensor
4, der an einem Radsatzlagerdeckel 5 angebracht ist (bzw. so nah wie möglich in Kontaktpunktnähe
von Rad und Schienen), Schwingungsbeschleunigungen, die das Schienenfahrzeug durch
die Überfahrt erfährt. Zusätzlich ermittelt eine Ortungsvorrichtung 7, insbesondere
eine satellitengestützte Positionsangabevorrichtung die Position, die Geschwindigkeit
und die Befahrrichtung des Schienenfahrzeuges.
[0038] Eine Datenerfassungsanlage 6 führt eine Signalaufbereitung und Signalspeicherung
der Messsignale des Beschleunigungssensors 4 sowie der Ortungsvorrichtung 7 durch
und wertet sie entsprechend aus. Desweiteren kontrolliert die Datenerfassungsanlage
6, ob charakteristische, vorgegebene Grenzwerte der Schwingungsbeschleunigung überschritten
werden. Werden die vorgegebenen Grenzwerte überschritten, veranlasst die Datenerfassungsanlage
6 eine nachfolgende weitergehende Vermessung einer Lage und eines Zustandes von Bauteilen
der Weiche, insbesondere gemäß den Vorschriften DS 820 06 05 B5 bzw. BN 824.9005.
Daraufhin werden ermittelte verschlissene Bauteile gewartet und eine erneute erfindungsgemäße
Überprüfung durchgeführt, mit der eine Qualität einer Bauteilwartung überprüft und
kontrolliert wird.
Bezugszeichenliste
[0039]
- 1
- Schienenfahrzeug
- 2
- Schiene
- 3
- Unstetigkeit der Schiene
- 4
- Beschleunigungssensor
- 5
- Radsatzlagerdeckel
- 6
- Datenerfassungsanlage
- 7
- Ortungsvorrichtung
1. Verfahren zur Diagnose und Zustandsüberwachung eines Verschleiß- und Funktionszustandes
einer Weiche und/oder einer Kreuzung und/oder einer Kreuzungsweiche und/oder eines
Schienenstoßes eines Schienenverkehrsweges, wobei bei Überfahrt eines Schienenfahrzeuges
über die Weiche, Kreuzung, Kreuzungsweiche oder den Schienenstoß
- an mindestens einem Bauteil des Schienenfahrzeuges Schwingungsbeschleunigungen in
mindestens einer Raumrichtung gemessen und abgespeichert werden, die an dem Bauteil
des Schienenfahrzeuges durch die Überfahrt des Schienenfahrzeuges über die Weiche,
Kreuzung, Kreuzungsweiche oder den Schienenstoß erzeugt werden,
- die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges gemessen und abgespeichert und die Befahrrichtung
ermittelt und abgespeichert wird,
- der Ort der Weiche, Kreuzung, Kreuzungsweiche oder des Schienenstoßes ermittelt
und abgespeichert wird,
- von einer im Schienenfahrzeug angeordneten Datenerfassungsanlage die Messsignale
der Beschleunigungssensoren, der Geschwindigkeitsmessvorrichtung und der Ortungsvorrichtung
aufbereitet, abgespeichert und ausgewertet werden, wobei ein notwendiger Instandhaltungstermin
und der zugehörige Instandhaltungsaufwand prognostiziert werden,
- eine Kontrolle durchgeführt wird, ob charakteristische, vorgegebene Grenzwerte der
gemessenen Schwingungsbeschleunigungen überschritten werden und für den Fall, dass
vorgegebene Grenzwerte der Schwingungsbeschleunigung überschritten werden, eine nachfolgende
weitergehende Vermessung eines Zustandes von Bauteilen der Weiche, Kreuzung, Kreuzungsweiche
oder des Schienenstoßes veranlasst wird.
2. Verfahren zur Diagnose und Zustandsüberwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung von Schwingungsbeschleunigungen in der Nähe des Kontaktpunktes von Rad
und Schienen durchgeführt wird.
3. Verfahren zur Diagnose und Zustandsüberwachung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung von Schwingungsbeschleunigungen im Bereich eines Radsatzlagerdeckels
des Schienenfahrzeuges durchgeführt wird.
4. Verfahren zur Diagnose und Zustandsüberwachung nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung von Schwingungsbeschleunigungen an einem Eisenbahnrad im Bereich eines
Rad-Schiene-Kontaktpunktes durchgeführt wird.
5. Verfahren zur Diagnose und Zustandsüberwachung nach mindestens einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort der Weiche, Kreuzung, Kreuzungsweiche oder des Schienenstoßes durch eine
satellitengestützte Positionsangabevorrichtung ermittelt wird.
6. Vorrichtung zur Diagnose und Zustandsüberwachung einer Weiche und/oder einer Kreuzung
und/oder einer Kreuzungsweiche und/oder eines Schienenstoßes eines Schienenverkehrsweges,
bei Überfahrt eines Schienenfahrzeuges über die Weiche, Kreuzung, Kreuzungsweiche
oder den Schienenstoß, wobei
- mindestens ein Beschleunigungssensor an mindestens einem Bauteil des Schienenfahrzeuges
angeordnet ist,
- eine Geschwindigkeitsmess- und eine Ortungsvorrichtung im Schienenfahrzeug angeordnet
ist,
- eine im Schienenfahrzeug angeordnete Datenerfassungsanlage Messsignale der Beschleunigungssensoren,
der Geschwindigkeitsmessvorrichtung und der Ortungsvorrichtung aufbereitet, abspeichert,
auswertet, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenerfassungsanlage derart eingerichtet ist, daß sie einen notwendigen Instandhaltungstermin
und den zugehörigen Instandhaltungsaufwand prognostiziert.
7. Vorrichtung zur Diagnose und Zustandsüberwachung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor als piezoelektrischer Beschleunigungsaufnehmer ausgeführt
ist.
1. A method for the diagnosis and condition monitoring of a wear and function condition
of a point and/or a junction and/or a slip point and/or a rail butt joint of a railroad,
wherein upon passage of a rail vehicle over the point, junction, slip point or the
rail butt joint
- on at least one component of the rail vehicle, vibration accelerations in at least
one space direction are measured and stored which are generated on the component of
the rail vehicle through the passage of the rail vehicle over the point, junction,
slip point or the rail butt joint,
- the speed of the rail vehicle is measured and stored and the travelling direction
is determined and stored,
- the location of the point, junction, slip point or the rail butt joint is determined
and stored,
- the measured signals of the acceleration sensors, the speed measuring device and
the locating device of a data acquisition system arranged in the rail vehicle are
prepared, stored and evaluated, while a necessary maintenance date and the relevant
maintenance effort are forecast,
- a check is conducted as to whether characteristic, predetermined limit values of
the measured vibration accelerations are exceeded and in the event that predetermined
limit values of the vibration acceleration are exceeded, a subsequent more comprehensive
measurement of a condition of components of the point, junction, slip point or the
rail butt joint is initiated.
2. The method for diagnosis and condition monitoring, according to Claim 1, characterized in that the measurement of vibration accelerations is conducted near the contact point of
wheel and rails.
3. The method for diagnosis and condition monitoring according to Claim 2, characterized in that the measurement of vibration accelerations is conducted in the region of a wheel
set bearing cover of the rail vehicle.
4. The method for diagnosis and condition monitoring according to at least one of the
Claims 1 to 3 characterized in that the measurement of vibration accelerations is conducted on a railway wheel in the
region of a wheel-rail contact point.
5. The method for diagnosis and condition monitoring according to at least one of the
Claims 1 to 4, characterized in that the location of the point, junction, slip point or the rail butt joint is determined
through a satellite-supported position indicating device.
6. A device for the diagnosis and condition monitoring of a point and/or a junction and/or
a slip point and/or a rail butt joint of a railroad when a rail vehicle travels over
the point, junction, slip point or the rail butt joint, wherein
- at least one acceleration sensor is arranged on at least one component of the rail
vehicle,
- a speed measuring and a locating device are arranged in the rail vehicle,
- a data acquisition system arranged in the rail vehicle prepares, stores, evaluates
measured signals of the acceleration sensors, the speed measuring device and the locating
device, characterized in that the data acquisition system is equipped in such a manner that it forecasts a necessary
maintenance date and the corresponding maintenance effort.
7. The device for the diagnosis and condition monitoring according to Claim 5, characterized in that the acceleration sensor is embodied as piezoelectric acceleration pickup.
1. Procédé de diagnostic et de surveillance d'état d'usure et de fonctionnement d'un
aiguillage et/ou d'un croisement et/ou d'une traversée-jonction et/ou d'un joint de
rail d'une voie de circulation ferroviaire par lequel, lors d'un passage d'un véhicule
ferroviaire sur l'aiguillage, le croisement, la traversée-jonction ou le joint de
rail,
- on mesure et on enregistre au niveau d'au moins une composante dans au moins un
sens axial les accélérations vibratoires qui sont générées par le passage du véhicule
ferroviaire sur l'aiguillage, le croisement, la traversée-jonction ou le joint de
rail,
- on détermine et on enregistre la vitesse du véhicule ferroviaire et le sens de circulation,
- on détermine et on enregistre la localisation de l'aiguillage, du croisement, de
la traversée-jonction ou du joint de rail,
- les signaux de mesure des capteurs d'accélération sont élaborés, enregistrés et
exploités par une installation d'enregistrement de données disposée dans le véhicule
ferroviaire, une date de maintenance indispensable et les moyens de maintenance corrélatifs
étant prévus,
- on contrôle si les valeurs limites caractéristiques prédéfinies des accélérations
vibratoires mesurées n'ont pas été dépassées et, pour le cas où les valeurs limites
prédéfinies des accélérations vibratoires sont dépassées, on procède à une mesure
consécutive plus approfondie d'un état de composantes de l'aiguillage, du croisement,
de la traversée-jonction ou du joint de rail.
2. Procédé de diagnostic et de surveillance d'état selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mesure des accélérations vibratoires est effectuée à proximité du point de contact
de la roue et des rails.
3. Procédé de diagnostic et de surveillance d'état selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mesure des accélérations vibratoires est effectuée au niveau d'un couvercle de
palier de jeu de roues du véhicule ferroviaire.
4. Procédé de diagnostic et de surveillance d'état selon au moins une des revendications
1 à 3, caractérisé en ce que la mesure des accélérations vibratoires est effectuée sur une roue ferroviaire au
niveau d'un point de contact roue-rail.
5. Procédé de diagnostic et de surveillance d'état selon au moins une des revendications
1 à 4, caractérisé en ce que la localisation de l'aiguillage, du croisement, de la traversée-jonction ou du joint
de rail est déterminée par un dispositif indicateur de position assisté par satellite.
6. Dispositif de diagnostic et de surveillance d'état d'un aiguillage et/ou un croisement
et/ou d'une traversée-jonction et/ou d'un joint de rail d'une voie de circulation
ferroviaire lors d'un passage d'un véhicule ferroviaire sur l'aiguillage, le croisement,
la traversée-jonction ou le joint de rail, dans lequel
- au moins un capteur d'accélération est disposé au niveau d'au moins une composante
du véhicule ferroviaire,
- un dispositif de mesure de vitesse et de localisation est disposé dans le véhicule
ferroviaire,
- une installation d'enregistrement de données disposée dans le véhicule ferroviaire
élabore, enregistre, exploite des signaux de mesure des capteurs d'accélération, du
dispositif de mesure de vitesse et du dispositif de localisation, caractérisé en ce que l'installation d'enregistrement de données est aménagée de manière à prévoir une
date de maintenance indispensable et les moyens de maintenance corrélatifs.
7. Dispositif de diagnostic et de surveillance d'état selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur d'accélération est réalisé sous forme d'un détecteur d'accélération piézoélectrique.