WO2012146491A1 - Schienenfahrzeug mit einer heissläuferüberwachung - Google Patents

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WO2012146491A1
WO2012146491A1 PCT/EP2012/056719 EP2012056719W WO2012146491A1 WO 2012146491 A1 WO2012146491 A1 WO 2012146491A1 EP 2012056719 W EP2012056719 W EP 2012056719W WO 2012146491 A1 WO2012146491 A1 WO 2012146491A1
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WO
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limit
temperature
signal
speed
continuous operating
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/056719
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Armin Luzi
Original Assignee
Bombardier Transportation Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bombardier Transportation Gmbh filed Critical Bombardier Transportation Gmbh
Priority to EP12715690.9A priority Critical patent/EP2701962B1/de
Publication of WO2012146491A1 publication Critical patent/WO2012146491A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/04—Detectors for indicating the overheating of axle bearings and the like, e.g. associated with the brake system for applying the brakes in case of a fault
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems

Definitions

  • the present invention relates to a method for the method for monitoring hot runner in a rail vehicle, wherein in a first step at least one temperature signal is determined which is representative of a current temperature of a component of a unit of the rail vehicle, in particular a wheel bearing unit of the rail vehicle, and in a second step, comparing the at least one temperature signal with at least one threshold temperature signal representative of a threshold temperature relevant to safe operation of the unit, and generating a component state signal in response to the result of the comparison.
  • the invention further relates to a method for operating a rail vehicle, a corresponding device for monitoring hot runners and a rail vehicle, in which such a hot runner monitoring is implemented.
  • Critical driving situations can occur, among other things, if individual components of a wheel unit overheat (for whatever reason) and therefore, with continued operation, a failure of the relevant component occurs. For example, in the area of the wheel bearings of the wheel units, such overheating may occur, which can then lead to failure of the wheel bearing and, for example, to blockage of the wheel unit, which can lead to extremely critical driving situations, especially at high driving speeds. Furthermore, of course, the overheating caused by blocking a brake or the like can lead to similarly critical situations.
  • Rail vehicles prescribe only a vehicle-based hot runner monitoring.
  • Temperature level of a wheel bearing issued a warning to the driver that the wheel bearing has reached a critical first limit temperature.
  • a correspondingly more critical hazard message is issued to the driver.
  • the driver can then or must initiate appropriate countermeasures. It is also possible that corresponding countermeasures are automatically initiated.
  • rated operating speed ie the maximum speed with which the vehicle can be operated in normal operation
  • comparatively low limit temperatures must be set here, so that the vehicle driver or the vehicle reacts even at lower, less critical speeds even at these comparatively low limit temperatures and possibly brings the vehicle to a standstill or has to bring it to a halt.
  • hot runner monitoring fuses or the like are used, which melt or fail at a critical temperature limit and thereby trigger an automatic braking of the vehicle.
  • the present invention is therefore based on the object, a method, a
  • the present invention solves this problem starting from a method according to the preamble of claim 1 by the features stated in the characterizing part of claim 1. It solves this problem further starting from a device according to the preamble of claim 9 by the features stated in the characterizing part of claim 9.
  • the present invention is based on the technical teaching that a reliable and more flexible hot runner monitoring can be realized in a simple manner if the temperature limit value which is to trigger a corresponding reaction is selected as a function of the driving speed. This advantageously makes it possible to achieve a higher one at lower speeds at which a failure of the relevant hot-started component can lead to less critical situations
  • Temperature limit is allowed to increase the driving speed again.
  • the relevant unit of the rail vehicle can not be just one wheel unit. Rather, other units of the relevant unit of the rail vehicle, the component of which is monitored in the context of such a hot runner monitoring, can not be just one wheel unit. Rather, other units of the relevant unit of the rail vehicle, the component of which is monitored in the context of such a hot runner monitoring, can not be just one wheel unit. Rather, other units of the relevant unit of the rail vehicle, the component of which is monitored in the context of such a hot runner monitoring, can not be just one wheel unit. Rather, other units of the relevant unit of the rail vehicle, the component of which is monitored in the context of such a hot runner monitoring, can not be just one wheel unit. Rather, other units of the relevant unit of the rail vehicle, the component of which is monitored in the context of such a hot runner monitoring, can not be just one wheel unit. Rather, other units of the relevant unit of the rail vehicle, the component of which is monitored in the context of such a hot runner monitoring, can not be just one wheel unit
  • Rail vehicles are monitored, which can come to such hot runners. These include, for example, gearboxes, motors, brake systems (eg brake discs, brake pads, etc.), actuators, dampers, etc. In some circumstances, this may also be the case
  • the invention therefore relates to a method for monitoring hot runner in a rail vehicle, wherein in a first step at least one
  • Temperature signal is determined, which for a current temperature of a component of a unit of the rail vehicle, in particular a wheel bearing unit of the
  • the at least one temperature signal is compared with at least one threshold temperature signal representative of a threshold temperature relevant to safe operation of the unit, and a component state signal is generated in response to the result of the comparison.
  • the at least one limit temperature signal is dependent on a current driving speed of the rail vehicle
  • the limit temperature represented can have any suitable course. Typically, the limit temperature increases with reduced speed of the vehicle. It is understood that several limit temperatures are monitored or can be taken into account in order to realize different warning levels or escalation levels of the reaction to such conditions.
  • the at least one temperature signal is compared with a first limit temperature signal, which is representative of a first limit temperature, which then preferably increases with decreasing vehicle speed.
  • the at least one temperature signal is compared with a second limit temperature signal, which is representative of a second limit temperature, which then preferably also increases with decreasing vehicle speed, the second limit temperature is above the first limit temperature.
  • the course of the limit temperature as a function of the driving speed can basically be designed arbitrarily.
  • the respective limit temperature also has an at least partially progressively rising gradient as the driving speed decreases.
  • the variation of the relevant limit temperature can basically be arbitrarily large. This depends in particular on the circumstances of the monitored component, in particular its temperature sensitivity. In this case, it can be considered in particular that the component in question is particularly sensitive to certain loads in certain temperature ranges, while the relevant temperature range is uncritical under other load. This may for example be due to the material properties of the component. In particular, the behavior of materials in which in a certain temperature range under a given load situation leaps and bounds
  • Component be taken into account at the respective operating temperature. For example, for a certain period of time, the exceeding of a Continuous operating temperature limit of the monitored component (ie the
  • Threshold temperature limit up to which the component in question can be operated permanently) to a certain extent. If this predetermined period is exceeded, then the limit temperature can be lowered to
  • the predefined period of time may extend to a predetermined service life for the relevant component at the respective operating temperature or a predetermined operating temperature range.
  • thermal inertias in the system can be taken into account.
  • the change in the relevant limit temperature increases with increasing driving speed in order to be able to initiate notifications or countermeasures in good time before critical situations arise.
  • the distance between the first limit temperature and the second limit temperature with increasing
  • the component comprises at least one temperature-sensitive element, which defines a continuous operating temperature limit of the component.
  • the first limit temperature and / or the second limit temperature between a lower
  • Speed limit of the driving speed in particular a speed equal to zero, and an upper speed limit of the driving speed
  • Continuous operating temperature limit preferably at least 15% of
  • Continuous operating temperature limit more preferably 15% to 30% of
  • each limit temperature is preferred to the
  • Driving speed is at least 85% of the continuous operating temperature limit, preferably at least 95% of the continuous operating temperature limit, more preferably 90% to 100% of the continuous operating temperature limit.
  • Driving speed not more than 80% of the continuous operating temperature limit, preferably at most 70% of the continuous operating temperature limit, more preferably 65% to 75% of the continuous operating temperature limit.
  • the second limit temperature at the lower speed limit of the driving speed is at least 95% of the continuous operating temperature limit, preferably at least 105% of the continuous operating temperature limit, more preferably 100% to 1 10% of the continuous operating temperature limit.
  • the second limit temperature at the upper speed limit of the travel speed is at most 90% of the continuous operating temperature limit, preferably at most 80% of the continuous operating temperature limit, more preferably 75% to 85% of the continuous operating temperature limit.
  • Limit temperatures can be monitored or taken into account in order to enable a correspondingly finely graded alarm or response to the current state of the component in question.
  • the assessment of the condition of the component in question can basically be any one of the components in question.
  • Component state signal in response to a time course of the at least one temperature signal and / or the at least one limit temperature signal is carried out.
  • the variation of the limit temperature in dependence on the rate of change in temperature of the component can be made.
  • the generation of the component state signal takes place as a function of a
  • Rate of change of the at least one temperature signal is a parameter indicative of the at least one temperature signal. Additionally or alternatively, the limit temperature signal depending on a
  • Rate of change of the at least one temperature signal can be varied.
  • the temperature gradient of the at least one temperature signal (thus expressed, for example, in K / min), that is to say the first time derivative or the slope of the temperature curve, can be taken into account.
  • Information for the current temperature development can be used and taken into account. From this it can be derived, in particular, whether an increase in temperature accelerates or delays. On the basis of these derived variables (gradient and curvature), the effectiveness of an initiated countermeasure (eg a speed reduction) can be assessed very quickly and simply. In particular, depending on this evaluation, it is then possible to influence the countermeasure (that is, for example, to slow down more if the effect to be achieved does not occur to the desired extent).
  • the at least one temperature signal and / or the at least one limit temperature signal and / or the component state signal is logged in a protocol. This makes it possible, at a later time, a corresponding evaluation of the state of the component and to derive further measures from this (maintenance, replacement, etc.).
  • the present invention further relates to a method for operating a
  • Component state signal is generated and the component state signal is output to the driver, so that he is able, if necessary
  • Rail vehicle controlled directly in response to the component state signal in particular, it may be provided that depending on the component state signal, a drive device of the rail vehicle and / or a braking device of the rail vehicle is controlled.
  • the present invention further relates to a device for monitoring hot runner in a rail vehicle with a detection device, which is designed to detect at least one temperature signal, which is representative of a current temperature of a component of a unit of the rail vehicle, in particular a wheel bearing unit of the rail vehicle, and a Processing device, which is adapted to the at least one temperature signal with at least one
  • limit temperature signal which is representative of a limit temperature that is relevant for safe operation of the unit, and to generate a component state signal depending on the result of the comparison.
  • Processing device designed to be as the at least one limit temperature signal dependent on a current travel speed of the rail vehicle
  • the present invention finally relates to a rail vehicle with a
  • the rail vehicle as a vehicle for high-speed traffic with a
  • the current temperature signal can be determined in any suitable manner.
  • sensors such as
  • Thermocouples or the like be provided for the respective component, so for example the respective wheel bearing.
  • a multi-channel (eg a two-channel) temperature measurement can be provided for each component to be monitored, whereby the measuring system is naturally optimized with regard to possible redundancies, measured value differences or contradictory measurement data and the behavior in the event of sensor failure in order to produce erroneous results. To exclude reactions as far as possible.
  • Figure 1 is a schematic view of a portion of a preferred embodiment of the rail vehicle according to the invention with a preferred embodiment of the device according to the invention for hot runner monitoring, with a preferred embodiment of the method according to the invention for hot runner monitoring can be performed.
  • Figure 2 is a diagram of a preferred speed-dependent course of
  • FIG. 3 shows a diagram of a further preferred speed-dependent profile of the temperature limits which can be used in the vehicle from FIG.
  • the vehicle 101 comprises an end car 102 with a car body 102.1, which is supported in the region of both ends in a conventional manner in each case on a chassis in the form of a bogie 103. It is understood, however, that the present
  • Invention can also be used in conjunction with other configurations in which the car body is supported only on a chassis. At the end car further middle car 104 close, the car bodies 104.1 are also supported on bogies 103.
  • FIG. 1 a vehicle coordinate system x, y, z (predefined by the wheel contact plane of the bogie 103) is indicated, in which the x-coordinate is the longitudinal direction, the y-coordinate is the
  • Transverse direction and the z-coordinate indicate the height direction of the rail vehicle 101.
  • the bogie 103 has conventionally two wheel units in the form of
  • Wheel sets 103.1 each comprising two wheel bearings 103.2.
  • the bogies 103 are partly driven engine bogies and partly non-driven bogies.
  • the wheelsets 103.1 of motor bogies are about a
  • Braking devices 106 can be braked.
  • the vehicle 101 has in the end car 102 a processing device in the form of a central vehicle control 107, which in the present example. with removed
  • components are connected via a communication link extending in the form of a vehicle bus 108 through the entire vehicle 101. It is understood that in other variants of the invention, another
  • Communication connection can be selected.
  • a fixed wiring with the removed components may additionally or alternatively be provided (inter alia, depending on the specifications of certain safety guidelines or the like).
  • a hot runner monitoring is implemented in the present example, which monitors the condition of each of the wheel bearings 103.2 to see whether a temperature situation exists, which corresponding messages to the driver or possibly automatic reactions, eg. B. automatic intervention in the operation of the vehicle 101 requires.
  • the vehicle controller 107 analyzes the signals of a
  • the current temperature Ti of the respective wheel bearing 103.2 representative actual temperature signals TSi of i wheelsets 103.1.
  • Temperature signals TSi of the temperature sensors 110 are each transmitted to the vehicle controller 107 via the vehicle bus 108 by a communication unit 11 associated with the respective chassis 103 and connected to the temperature sensors 110.
  • the vehicle controller 107 compares the respective temperature signal TSi in the present example with a first one in a second step
  • the first limit temperature signal TGS1 is for a first limit temperature TG1
  • the second limit temperature signal TGS2 is representative of a second limit temperature TG2, which is above the first limit temperature TG1 and when exceeded, a so-called hot alarm is triggered, which will also be described in more detail below.
  • the first limit temperature signal TGS1 or the first limit temperature TG1, as well as the second limit temperature signal TGS2 and the second limit temperature TG2, respectively, are dependent on the current driving speed V of the vehicle 101.
  • this is one of the first limit temperature TG1 associated first characteristic curve LTG1 and the second characteristic LTG2 associated with the second limit temperature TG2, as shown in Figure 2.
  • FIG. 2 shows the respective first and second limit temperatures TG1 and TG2, which are related to a continuous operating temperature limit DTG, as a function of time
  • the continuous operating temperature limit DTG is the
  • this temperature-sensitive weakest element is a polymer cage of the wheel bearing 103.2, whose
  • Continuous operating temperature limit DTG is 120 ° C. It is understood, however, that in other variants of the invention, other elements of the wheel bearing may be relevant. In particular, a lubricant of the wheel bearing can represent the extent limiting part of the wheel bearing.
  • the progression of the respective limit temperature TG1 or TG2 as a function of the driving speed is selected such that the respective
  • Limit temperature TG1 or TG2 with decreasing speed has a gradually increasing course.
  • the first limit temperature TG1 varies between a lower limit
  • Nominal operating speed VN about 25% of the continuous operating temperature limit DTG, while the second limit temperature TG2 between the lower speed limit below the upper speed limit varies by about 20% of the continuous operating temperature limit DTG. This can be good results. In particular, frequent unnecessary temporary shutdowns of the vehicle 101 can be reliably avoided.
  • the first limit temperature TG1 at the lower speed limit V0 is 96% of the continuous operating temperature limit DTG, while at the upper speed limit VN at 71% of the
  • Continuous operating temperature limit DTG is.
  • the second limit temperature TG2 is at the lower speed limit VO at 104% of the continuous operating temperature limit DTG, while at the upper speed limit VN at 83% of the
  • the vehicle 101 may possibly also be operated beyond its upper speed limit VN, in which case
  • the vehicle controller 107 determines that the current temperature T of the relevant wheel bearing 103.2 exceeds the first limit temperature TG1, the described warm alarm is triggered.
  • the vehicle controller 107 generates in the present example, a component state signal in the form of a corresponding Warmaiarmmeldung and outputs this via an output unit 1 12 to the driver.
  • This warm alert message can basically be designed in any suitable manner, in particular it can identify the relevant wheel bearing and / or directly provide the driver with guidelines or instructions for the further procedure, in particular measures to be initiated.
  • the vehicle controller 107 determines that the current temperature T of the respective wheel bearing 103.2 also exceeds the second limit temperature TG2, the described hot alarm is triggered.
  • the vehicle controller 107 on the one hand in the present example, a component state signal in the form of a corresponding hot alarm message via the output unit 1 12 to the driver.
  • Hot alarm message can basically be designed in any suitable manner.
  • the hot alarm includes automatic intervention in the operation of the vehicle 101.
  • the vehicle controller 107 may output another component state signal to the drive devices 105 and the brake devices 106. As a result, they can be controlled accordingly, for example to reduce the driving speed V accordingly. It is understood that it may be provided to check the second limit temperature signal TGS2 only when the first limit temperature TG1 has been exceeded in order to save computing time. It is also understood that the warm alarm can be suppressed when a hot alarm is triggered to avoid irritation of the driver by a flood of different information.
  • the correspondingly increased temperature limit value TG2 is again undershot, so that the vehicle 101 with the moderately reduced
  • Speed can be operated and is not forced to a standstill until the temperature of the respective wheel bearing has 103.2 again reduced accordingly.
  • the vehicle controller 107 takes the judgment of the state of the respective wheel bearing 103.2 on the basis of a (short) history of the current one
  • Temperature T namely on the basis of several temperature readings of the current temperature T before, which were detected over a sufficiently long detection period. As a result, short-term measurement errors, malfunctions or the like caused incorrect reactions can be avoided.
  • Limit temperature TG1 or TG2 for example, an average of the current temperature can be used. Likewise, additionally or alternatively, it can also be provided that the exceeding of the respective limit temperature TG1 or TG2 is ascertained if, for a predetermined number of successive measurements, an exceeding of the limit temperature and / or an exceeding of the limit temperature with a predetermined frequency is detected.
  • the vehicle controller 107 the assessment of the state of the respective wheel bearing 103.2 in dependence on the Speed at which the temperature T of the radiator 103.2 changes.
  • the vehicle controller 107 may respond differently to a rapid increase in temperature of the component (for example, other messages may be sent to the user)
  • Vehicle drivers are issued or other automatic reactions are initiated) than with a slow increase in temperature.
  • Vehicle controller 107 at a first temperature gradient GRT1> 5 K / min asks the driver in an appropriate message on the output unit 1 12 to observe this temperature of this specific wheel bearing 103.2 and monitor, for example, at constant speed V, the further increase in the temperature of the respective wheel bearing 103.2 , It is further provided that at a second temperature gradient GRT1> 5 K / min asks the driver in an appropriate message on the output unit 1 12 to observe this temperature of this specific wheel bearing 103.2 and monitor, for example, at constant speed V, the further increase in the temperature of the respective wheel bearing 103.2 , It is further provided that at a second
  • Temperature gradient GRT2> 8 K / min the driving speed is preventively reduced, for example, to a maximum of 200 km / h.
  • Collection period (eg of the order of one minute).
  • the vehicle controller 107 makes the variation of the limit temperature TG1 or TG2 as a function of the speed of the temperature change of the relevant wheel bearing 103.2.
  • the vehicle control system continues to log both the course of the temperature signals TSi, the limit temperature signals TGSi and the corresponding reactions or the generated component status signals (hence the warm alarms and hot alarms) in a corresponding protocol.
  • This makes it possible to carry out a corresponding evaluation of the state of the respective radiator 103.2 at a later time and to derive further measures from this (maintenance, replacement, etc.).
  • this history of the state of the respective wheel bearing in the variation of the limit temperatures TG1 and TG2 and the generation of the Component state signal hence the resulting from the monitoring
  • FIG. 3 shows a variant of the method according to the invention for
  • Hot runner monitoring which can likewise be implemented in the vehicle control 107, has three characteristic curves LTG1 to LTG3 for different limit temperatures TG1 to TG3, whose exceeding has different reactions or alarms as a consequence.
  • this variant differs from the variant described above only in that the two curves LTG2 and LTG3 for the first hot alarm and the second hot alarm with increasing
  • the present invention can not be used only for vehicles composed of multiple cars. Rather, it can of course also be used on a vehicle that consists of a single car.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Heißläuferüberwachung in einem Schienenfahrzeug, bei dem in einem ersten Schritt wenigstens ein Temperatursignal ermittelt wird, welches für eine aktuelle Temperatur einer Komponente (103.2) einer Einheit (103.1) des Schienenfahrzeugs (101), insbesondere einer Radlagereinheit (103.2) des Schienenfahrzeugs (101), repräsentativ ist, in einem zweiten Schritt das wenigstens eine Temperatursignal mit wenigstens einem Grenztemperatursignal verglichen wird, welches für eine Grenztemperatur repräsentativ ist, die für einen sicheren Betrieb der Einheit (103.1) relevant ist, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ein Komponentenzustandssignal generiert wird. Dabei wird in dem zweiten Schritt als das wenigstens eine Grenztemperatursignal ein von einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs (101) abhängiges Grenztemperatursignal verwendet wird.

Description

Schienenfahrzeug mit einer Heißläuferüberwachung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfahren zur Heißläuferüberwachung in einem Schienenfahrzeug, bei dem in einem ersten Schritt wenigstens ein Temperatursignal ermittelt wird, welches für eine aktuelle Temperatur einer Komponente einer Einheit des Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Radlagereinheit des Schienenfahrzeugs, repräsentativ ist, und in einem zweiten Schritt das wenigstens eine Temperatursignal mit wenigstens einem Grenztemperatursignal verglichen wird, welches für eine Grenztemperatur repräsentativ ist, die für einen sicheren Betrieb der Einheit relevant ist, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ein Komponentenzustandssignal generiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs, eine entsprechende Vorrichtung zur Heißläuferüberwachung sowie ein Schienenfahrzeug, bei dem eine solche Heißläuferüberwachung implementiert ist.
Bei modernen Schienenfahrzeugen, insbesondere solchen Fahrzeugen, die mit
vergleichsweise hohen Nennbetriebsgeschwindigkeiten betrieben werden, besteht unter Sicherheitsgesichtspunkten ein erheblicher Bedarf, kritische Fahrsituationen, insbesondere Situationen, in denen die Funktionsfähigkeit der Radeinheiten (z. B. Radsätze oder Radpaare aber auch Einzelräder) beeinträchtigt ist, möglichst frühzeitig und zuverlässig zu erkennen, um entsprechende Gegenmaßnahmen (wie beispielsweise eine Notbremsung oder dergleichen) einleiten zu können.
Kritische Fahrsituationen können unter anderem eintreten, wenn einzelne Komponenten einer Radeinheit (aus welchen Gründen auch immer) überhitzen und es daher bei fortdauernden Betrieb zu einem Versagen der betreffenden Komponente kommt. So kann es beispielsweise im Bereich der Radlager der Radeinheiten zu einer solchen Überhitzung kommen, was dann zum Versagen des Radlagers und beispielsweise zu einem Blockieren der Radeinheit führen kann, was insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten zu äußerst kritischen Fahrsituationen führen kann. Weiterhin kann natürlich auch das durch Überhitzung bedingte Blockieren einer Bremse oder dergleichen zu ähnlich kritischen Situationen führen.
Um eine derartige Überhitzung von Radlagern frühzeitig zu erkennen, ist es hinlänglich bekannt, an der befahrenen Strecke stationäre Messeinrichtungen vorzusehen, welche den thermischen Zustand der passierenden Radlager eines Fahrzeugs, typischerweise deren Temperatur, erfassen und ein entsprechendes Warnsignal generieren, wenn ein entsprechend hohes Temperaturniveau an einem der Radlager detektiert wird.
Problematisch hierbei ist, dass derartige stationäre Einrichtungen aufgrund der räumlichen Gegebenheiten in der Regel nur für die Erfassung der thermischen Situation außen liegender Radlager geeignet sind, während Fahrzeuge mit innen liegenden Radlagern nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit überprüft werden können. Ein weiteres Problem besteht darin, dass insbesondere bei sehr schnell fahrenden Fahrzeugen die Erfassungsgenauigkeit sinkt und daher erheblicher Aufwand für derartige stationäre Einrichtungen betrieben werden müsste, um diesen Nachteil zu kompensieren.
Nicht zuletzt aus diesem Grund existieren insbesondere für den Schienenverkehr im
Hochgeschwindigkeitsbereich Vorschriften, wie beispielsweise in der Europäischen Union die so genannte„Technische Spezifikation Interoperabilität" (TSI), welche für derartige
Schienenfahrzeuge eine ausschließlich fahrzeuggebundene Heißläuferüberwachung vorschreiben.
Bei solchen Systemen wird in der Regel ab einem bestimmten vorgegebenen ersten
Temperaturniveau eines Radlagers eine Warnung an den Fahrzeugführer ausgegeben, dass das Radlager eine kritische erste Grenztemperatur erreicht hat. Wird ein weiteres
vorgegebenes und noch höheres zweites Temperaturniveau erreicht, wird eine entsprechend kritischere Gefahrenmeldung an den Fahrzeugführer ausgegeben. In beiden Fällen kann bzw. muss der Fahrzeugführer dann entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten. Ebenso ist es möglich, dass automatisch entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
Problematisch ist hierbei insbesondere, dass die festgelegten Grenztemperaturen für den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs gelten, sodass letztlich zu deren
Ermittlung die Nennbetriebsgeschwindigkeit (also die Höchstgeschwindigkeit mit der das Fahrzeug im Normalbetrieb betrieben werden kann) herangezogen werden muss, da bei dieser Geschwindigkeit die kritischsten Fahrsituationen auftreten und daher sichergestellt sein muss, dass auch bei dieser Geschwindigkeit ausreichend früher reagiert werden kann, um das Fahrzeug sicher zum Stillstand zu bringen. Demgemäß müssen hier vergleichsweise niedrige Grenztemperaturen angesetzt werden, sodass der Fahrzeugführer bzw. das Fahrzeug auch bei niedrigeren, weniger kritischen Geschwindigkeiten schon bei diesen vergleichsweise niedrigen Grenztemperaturen reagiert und gegebenenfalls das Fahrzeug zum Stillstand bringt bzw. bringen muss. Bei weiteren Varianten einer solchen Heißläuferüberwachung werden Schmelzelemente oder dergleichen eingesetzt, weiche bei einer kritischen Grenztemperatur schmelzen oder versagen und hierdurch eine automatische Bremsung des Fahrzeugs auslösen. Auch diese Elemente müssen für den kritischsten Betriebszustand, also den Betrieb bei der
Nennbetriebsgeschwindigkeit ausgelegt sein, sodass auch hier die soeben erwähnten Nachteile bestehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren, eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches bzw. welche die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere auf einfache Weise eine Heißläuferüberwachung bei erhöhter Flexibilität der Reaktion auf einen solchen Heißläufer ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Sie löst diese Aufgabe weiterhin ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 9 angegebenen Merkmale.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise eine zuverlässige und flexiblere Heißläuferüberwachung realisieren kann, wenn der Temperaturgrenzwert, welcher eine entsprechende Reaktion auslösen soll, abhängig von der Fahrgeschwindigkeit gewählt wird. Hiermit ist es in vorteilhafter Weise möglich, bei niedrigeren Geschwindigkeiten, bei denen ein Ausfall der betreffenden heißgelaufenen Komponente zu weniger kritischen Situationen führen kann, einen höheren
Temperaturgrenzwert vorzusehen.
Dies hat den großen Vorteil, dass beispielsweise für den Fall, dass bei einer hohen
Geschwindigkeit der betreffende Temperaturgrenzwert überschritten wurde und
entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet wurden, in der Regel das Fahrzeug abgebremst wurde, bei der nunmehr vorliegenden reduzierten Geschwindigkeit der entsprechend erhöhte Temperaturgrenzwert wieder unterschritten wird, sodass das Fahrzeug mit der verringerten Geschwindigkeit weiterbetrieben werden kann und nicht zum Stillstand gezwungen wird, bis die Temperatur der betreffenden Komponente wieder unter den
(vorherigen) Temperaturgrenzwert fällt. Dies kann insbesondere entscheidend sein, wenn sich das Fahrzeug in einem Streckenabschnitt befindet, in dem keine einfache und sichere Evakuierung der Passagiere möglich ist (z. B. Tunnel, Brücken etc.). Hier kann es die vorliegende Erfindung ermöglichen, dass Fahrzeug zwar mit verringerter Geschwindigkeit aber dennoch zuverlässig aus diesem Gefahrenbereich heraus zu fahren.
Der Weiterbetrieb bei verringerter Geschwindigkeit kann zudem sogar dazu führen, dass die betreffende Komponente sich (nicht zuletzt durch den Fahrtwind) wieder entsprechend abkühlt, sodass gegebenenfalls nach Unterschreiten einer entsprechenden unteren
Temperaturgrenze eine erneute Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit zugelassen wird.
Hierbei versteht es sich, dass es sich bei der betreffenden Einheit des Schienenfahrzeugs, deren Komponente im Rahmen einer solchen Heißläuferüberwachung überwacht wird, nicht nur um eine Radeinheit handeln kann. Vielmehr können auch andere Einheiten des
Schienenfahrzeugs überwacht werden, bei denen es zu solchen Heißläufern kommen kann. Hierzu zählen beispielsweise Getriebe, Motoren, Bremssysteme (z. B. Bremsscheiben, Bremsbeläge, etc.), Aktuatoren, Dämpfer etc. Dabei können unter Umständen auch
Komponenten überwacht werden, deren Ausfall kein unmittelbares Sicherheitsrisiko darstellt. Vielmehr können in diesem Fall eventuelle Wartungsaspekte oder Reparaturaspekte überwiegen, um durch die rechtzeitige Erfassung eines drohenden Ausfalls und
gegebenenfalls die Vermeidung eines solchen Ausfalls der überwachten Komponente eine Steigerung der Verfügbarkeit bzw. der Zuverlässigkeit des gesamten Fahrzeugs zu erzielen.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung daher ein Verfahren zur Heißläuferüberwachung in einem Schienenfahrzeug, bei dem in einem ersten Schritt wenigstens ein
Temperatursignal ermittelt wird, welches für eine aktuelle Temperatur einer Komponente einer Einheit des Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Radlagereinheit des
Schienenfahrzeugs, repräsentativ ist. In einem zweiten Schritt wird das wenigstens eine Temperatursignal mit wenigstens einem Grenztemperatursignal verglichen, welches für eine Grenztemperatur repräsentativ ist, die für einen sicheren Betrieb der Einheit relevant ist, und es wird in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ein Komponentenzustandssignal generiert. Dabei wird in dem zweiten Schritt als das wenigstens eine Grenztemperatursignal ein von einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abhängiges
Grenztemperatursignal verwendet.
Die Geschwindigkeitsabhängigkeit des Grenztemperatursignals und der dadurch
repräsentierten Grenztemperatur kann grundsätzlich einen beliebigen geeigneten Verlauf aufweisen. Typischerweise nimmt die Grenztemperatur mit verringerter Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu. Es versteht sich, dass hierbei mehrere Grenztemperaturen überwacht bzw. berücksichtigt werden können, um unterschiedliche Warnstufen bzw. Eskalationsstufen der Reaktion auf derartige Zustände zu realisieren. Vorzugsweise ist daher vorgesehen, dass das wenigstens eine Temperatursignal mit einem ersten Grenztemperatursignal verglichen wird, welches für eine erste Grenztemperatur repräsentativ ist, welche dann vorzugsweise mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit ansteigt. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Temperatursignal mit einem zweiten Grenztemperatursignal verglichen wird, welches für eine zweite Grenztemperatur repräsentativ ist, welche dann vorzugsweise ebenfalls mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit ansteigt, wobei die zweite Grenztemperatur oberhalb der ersten Grenztemperatur liegt.
Der Verlauf der Grenztemperatur in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein. Vorzugsweise weist die erste Grenztemperatur und/oder die zweite Grenztemperatur einen mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit zumindest abschnittsweise stetig ansteigenden Verlauf auf. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die jeweilige Grenztemperatur mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit auch einen zumindest abschnittsweise stufenweise ansteigenden Verlauf aufweist.
Die Variation der betreffenden Grenztemperatur kann grundsätzlich beliebig groß ausfallen. Dies richtet sich insbesondere nach den Gegebenheiten der überwachten Komponente, insbesondere deren Temperatursensitivität. Hierbei kann insbesondere berücksichtigt werden, dass die betreffende Komponente bei bestimmten Belastungen in bestimmten Temperaturbereichen besonders empfindlich ist, während der betreffende Temperaturbereich bei anderer Belastung unkritisch ist. Dies kann beispielsweise von den Materialeigenschaften der Komponente herrühren. Insbesondere das Verhalten von Materialien, in denen in einem bestimmten Temperaturbereich unter einer bestimmten Lastsituation sprunghafte
Phasenübergänge oder Gefügeänderungen etc. stattfinden, kann mit der vorliegenden Erfindung berücksichtigt werden.
Weiterhin ist es zusätzlich oder alternativ möglich, die betreffende Grenztemperatur insoweit in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf der Temperatursignals zu variieren, als die
Grenztemperatur nach einer gewissen Zeitspanne, in der eine vorgegebene
Betriebstemperaturgrenze der überwachten Komponente überschritten wurde, abgesenkt wird. Auf diese Weise ist es möglich, für bestimmte vorgegebene Zeiträume eine
Überschreitung von vorgegebenen Betriebstemperaturgrenzen der überwachten
Komponente zuzulassen. Mithin kann also die jeweilige Standzeit der überwachten
Komponente bei der jeweiligen Betriebstemperatur berücksichtigt werden. So kann beispielsweise für einen gewissen Zeitraum die Überschreitung einer Dauerbetriebstemperaturgrenze der überwachten Komponente (also der
Bethebstemperaturgrenze, bis zu der die betreffende Komponente dauerhaft betrieben werden kann) bis zu einem gewissen Grad zugelassen werden. Wird dieser vorgegebene Zeitraum überschritten, kann dann die Grenztemperatur abgesenkt werden, um
gegebenenfalls entsprechende Reaktionen auszulösen. Der vorgegebene Zeitraum kann dabei gegebenenfalls bis zu einer für die betreffende Komponente vorgegebenen Standzeit bei der jeweiligen Betriebstemperatur bzw. einem vorgegebenen Betriebstemperaturbereich reichen.
Weiterhin können thermische Trägheiten im System (insbesondere sowohl im Bereich der überwachten Komponente als auch Erfassung des Temperatursignals) berücksichtigt werden. Hierbei ist es auch möglich, den Umstand zu berücksichtigen, dass bei höheren Fahrgeschwindigkeiten die Erwärmung der überwachten Komponente (in der Regel infolge der erhöhten Reibleistung) schneller abläuft. Insbesondere kann folglich vorgesehen sein, dass die Änderung der betreffenden Grenztemperatur mit steigender Fahrgeschwindigkeit zunimmt, um rechtzeitig Benachrichtigungen bzw. Gegenmaßnahmen einleiten zu können, bevor kritische Situationen entstehen. Insbesondere kann hierbei auch der Abstand zwischen der ersten Grenztemperatur und der zweiten Grenztemperatur mit steigender
Fahrgeschwindigkeit zunehmen.
Bei bevorzugten Varianten der Erfindung wird die Variation der betreffenden
Grenztemperatur auf die Dauerbetriebstemperaturgrenze des schwächsten Elementes der betreffende Komponente abgestimmt, welches für einen sicheren Betrieb der Komponente relevant ist bzw. dessen Versagen in ausreichend hoher Wahrscheinlichkeit ein Versagen der Komponente nach sich zieht. Bei bevorzugten Varianten der Erfindung, die in einem
Schienenfahrzeug mit einer vorgegebenen Nennbetriebsgeschwindigkeit zum Einsatz kommt, umfasst die Komponente wenigstens ein temperatursensitives Element, welches eine Dauerbetriebstemperaturgrenze der Komponente definiert. In diesem Fall wird die erste Grenztemperatur und/oder die zweite Grenztemperatur zwischen einer unteren
Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere einer Geschwindigkeit gleich Null, und einer oberen Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit,
insbesondere der Nennbetriebsgeschwindigkeit, um wenigstens 10% der
Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise um wenigstens 15% der
Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise um 15% bis 30% der
Dauerbetriebstemperaturgrenze, variiert. Hiermit lassen sich gute Ergebnisse erzielen.
Insbesondere können häufige unnötige temporäre Stilliegungen des Fahrzeugs zuverlässig vermieden werden. Auch die Höhe jeweiligen Grenztemperatur wird bevorzugt auf die
Dauerbetriebstemperaturgrenze dieses schwächsten, sicherheitsrelevanten Elementes abgestimmt. Vorzugsweise ist daher für den unteren Geschwindigkeitsbereich vorgesehen, dass die erste Grenztemperatur an der unteren Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit wenigstens 85% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise wenigstens 95% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 90% bis 100% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt.
Zusätzlich oder alternativ kann für den oberen Geschwindigkeitsbereich vorgesehen sein, dass die erste Grenztemperatur an der oberen Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit höchstens 80% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise höchstens 70% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 65% bis 75% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt.
Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ für den unteren Geschwindigkeitsbereich vorgesehen sein, dass die zweite Grenztemperatur an der unteren Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit wenigstens 95% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise wenigstens 105% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 100% bis 1 10% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt.
Schließlich kann zusätzlich oder alternativ für den oberen Geschwindigkeitsbereich vorgesehen sein, dass die zweite Grenztemperatur an der oberen Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit höchstens 90% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise höchstens 80% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 75% bis 85% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass neben der vorstehend beschriebenen Überwachung von einer oder zwei Grenztemperaturen grundsätzlich beliebig viele weitere
Grenztemperaturen überwacht bzw. berücksichtigt werden können, um eine entsprechend fein abgestufte Alarmierung bzw. Reaktion auf den aktuellen Zustand der betreffenden Komponente zu ermöglichen.
Die Beurteilung des Zustands der betreffenden Komponente kann grundsätzlich
ausschließlich auf der Basis der aktuell erfassten Temperaturwerte der Komponente erfolgen. Um durch kurzfristige essfehier, Fehlfunktionen oder dergleichen verursachte Fehlreaktionen zu vermeiden, ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass die Beurteilung des Zustands der betreffenden Komponente auf den Daten bzw. Signalen mehrerer Messungen, mithin also auf einem ausreichend langen Erfassungszeitraum basieren. Hierbei kann auch die Entwicklung der jeweiligen Grenztemperatur entsprechenden Einfluss finden.
Vorzugsweise ist daher vorgesehen, dass die Generierung des
Komponentenzustandssignals in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf des wenigstens einen Temperatursignals und/oder des wenigstens einen Grenztemperatursignals erfolgt.
Weiterhin kann bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens die
Beurteilung des Zustands der Komponente in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit erfolgen, mit der sich die Temperatur der Komponente ändert. So kann beispielsweise bei einer rapiden Temperaturerhöhung der Komponente anders reagiert werden (andere
Nachrichten an den Fahrzeugführer ausgegeben werden oder andere automatische
Reaktionen eingeleitet werden) als bei einer langsamen Temperaturerhöhung. Insbesondere kann auch die Variation der Grenztemperatur in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Temperaturänderung der Komponente vorgenommen werden. Vorzugsweise erfolgt daher die Generierung des Komponentenzustandssignals in Abhängigkeit von einer
Änderungsgeschwindigkeit des wenigstens einen Temperatursignals. Zusätzlich oder alternativ kann das Grenztemperatursignal in Abhängigkeit von einer
Änderungsgeschwindigkeit des wenigstens einen Temperatursignals variiert werden. insbesondere kann also der (beispielsweise in K/min ausgedrückte) Temperaturgradient des wenigstens einen Temperatursignals, mithin also die erste zeitliche Ableitung bzw. die Steigung der Temperaturkurve, berücksichtigt werden. Es versteht sich jedoch, dass zusätzlich oder alternativ auch die zweite zeitliche Ableitung des wenigstens einen
Temperatursignals (mithin also die Krümmung der Temperaturkurve) als relevante
Information für die aktuelle Temperaturentwicklung verwendet und berücksichtigt werden kann. Hieraus kann insbesondere abgeleitet werden, ob sich eine Temperatursteigerung beschleunigt oder verzögert. Anhand dieser abgeleiteten Größen (Gradient und Krümmung) kann sehr schnell und einfach die Wirksamkeit einer eingeleiteten Gegenmaßnahme (z. B. einer Geschwindigkeitsreduktion) bewertet werden. Insbesondere kann dann in Abhängigkeit von dieser Bewertung Einfluss auf die Gegenmaßnahme genommen werden (also beispielsweise also stärker abgebremst werden, wenn der zu erzielende Effekt nicht in dem gewünschten Maße eintritt).
Bei weiteren vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das wenigstens eine Temperatursignal und/oder das wenigstens eine Grenztemperatursignal und/oder das Komponentenzustandssignal in einem Protokoll protokolliert. Hiermit ist es möglich, zu einem späteren Zeitpunkt eine entsprechende Auswertung des Zustands der Komponente vorzunehmen und hieraus weitere Maßnahmen abzuleiten (Wartung, Austausch etc.). Zudem ist es hiermit möglich, die Historie des Zustands der Komponente in die Variation des Grenztemperatursignals und/oder die Generierung des Komponentenzustandssignals einfließen zu lassen, indem diese jeweils in Abhängigkeit von dem Protokoll erfolgen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines
Schienenfahrzeugs, bei dem mit einem erfindungsgemäßen Verfahren ein
Komponentenzustandsignal generiert wird und das Komponentenzustandsignal an den Fahrzeugführer ausgegeben wird, sodass dieser in der Lage ist, gegebenenfalls
entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Zusätzlich oder alternativ kann auch das
Schienenfahrzeug unmittelbar in Abhängigkeit von dem Komponentenzustandsignal gesteuert, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass in Abhängigkeit von dem Komponentenzustandssignal eine Antriebseinrichtung des Schienenfahrzeugs und/oder eine Bremseinrichtung des Schienenfahrzeugs angesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Heißläuferüberwachung in einem Schienenfahrzeug mit einer Erfassungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, wenigstens ein Temperatursignal zu erfassen, welches für eine aktuelle Temperatur einer Komponente einer Einheit des Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Radlagereinheit des Schienenfahrzeugs, repräsentativ ist, und einer Verarbeitungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Temperatursignal mit wenigstens einem
Grenztemperatursignal zu vergleichen, welches für eine Grenztemperatur repräsentativ ist, die für einen sicheren Betrieb der Einheit relevant ist, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ein Komponentenzustandssignal zu generieren. Hierbei ist die
Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet, als das wenigstens eine Grenztemperatursignal ein von einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abhängiges
Grenztemperatursignal zu verwenden. Hiermit lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass insoweit lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich ein Schienenfahrzeug mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Heißläuferüberwachung. Auch hiermit lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass diesbezüglich ausdrücklich auf die obigen Ausführungen verwiesen wird. Bevorzugt ist das Schienenfahrzeug als Fahrzeug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer
Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 300 km/h bis 380 km/h, ausgebildet, da hier die beschriebenen Vorteile besonders stark zum Tragen kommen.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass das aktuelle Temperatursignal auf beliebige geeignete Weise ermittelt werden kann. So können beispielsweise Sensoren, wie
Thermoelemente oder dergleichen, für die jeweilige Komponente, also beispielsweise das jeweilige Radlager vorgesehen sein. Pro zu überwachender Komponente kann eine mehrkanalige (z. B. eine zweikanalige) Temperaturmessung vorgesehen sein, wobei das Messsystem natürlich im Hinblick auf mögliche Redundanzen, Messwertunterschiede bzw. widersprüchliche Messdaten und das Verhalten bei Sensorausfall durch entsprechende Maßnahmen optimiert wird, um fehlerhafte Ergebnisse bzw. Reaktionen möglichst auszuschließen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Heißläuferüberwachung, mit der eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Heißläuferüberwachung ausgeführt werden kann.
Figur 2 ein Diagramm eines bevorzugten geschwindigkeitsabhängigen Verlaufs der
Temperaturgrenzen, welcher in dem Fahrzeug aus Figur 1 verwendet werden kann;
Figur 3 ein Diagramm eines weiteren bevorzugten geschwindigkeitsabhängigen Verlaufs der Temperaturgrenzen, welcher in dem Fahrzeug aus Figur 1 verwendet werden kann.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figur 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 101 beschrieben. Bei dem Schienenfahrzeug 101 handelt es sich um einen Triebzug für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, dessen Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, nämlich bei VN = 380 km/h, liegt. Das Fahrzeug 101 umfasst einen Endwagen 102 mit einem Wagenkasten 102.1 , der im Bereich seiner beiden Enden in herkömmlicher Weise jeweils auf einem Fahrwerk in Form eines Drehgestells 103 abgestützt ist. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende
Erfindung auch in Verbindung mit anderen Konfigurationen eingesetzt werden kann, bei denen der Wagenkasten lediglich auf einem Fahrwerk abgestützt ist. An den Endwagen schließen sich weitere Mittelwagen 104, deren Wagenkästen 104.1 ebenfalls jeweils auf Drehgestellen 103 abgestützt sind.
Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in der Figur 1 ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells 103 vorgegebenes) Fahrzeug-Koordinatensystem x,y,z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung, die y-Koordinate die
Querrichtung und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bezeichnen.
Das Drehgestell 103 weist in herkömmlicher Weise zwei Radeinheiten in Form von
Radsätzen 103.1 auf, die jeweils zwei Radlager 103.2 umfassen. Bei den Drehgestellen 103 handelt es sich teils um angetriebene Triebdrehgestelle und teils um nicht angetriebene Laufdrehgestelle. Die Radsätze 103.1 von Triebdrehgestellen werden über eine
Antriebseinrichtung 105 angetrieben, während die Radsätze aller Drehgestelle über
Bremseinrichtungen 106 gebremst werden können.
Das Fahrzeug 101 weist in dem Endwagen 102 eine Verarbeitungseinrichtung in Form einer zentralen Fahrzeugsteuerung 107 auf, die im vorliegenden Beispie! mit entfernten
Komponenten unter anderem über eine sich durch das gesamte Fahrzeug 101 erstreckende Kommunikationsverbindung in Form eines Fahrzeugbusses 108 verbunden ist. Es versteht sich hierbei, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine andere
Kommunikationsverbindung gewählt sein kann. Insbesondere kann (unter anderem je nach den Vorgaben bestimmter Sicherheitsrichtlinien oder dergleichen) zusätzlich oder alternativ eine feste Verdrahtung mit den entfernten Komponenten vorgesehen sein.
In der Fahrzeugsteuerung 107 ist im vorliegenden Beispiel eine Heißläuferüberwachung implementiert, welche den Zustand jedes der Radlager 103.2 dahingehend überwacht, ob eine Temperatursituation vorliegt, welche entsprechende Mitteilungen an den Fahrzeugführer oder gegebenenfalls automatische Reaktionen, z. B. automatische Eingriffe in den Betrieb des Fahrzeugs 101 , erfordert. Zu diesem Zweck analysiert die Fahrzeugsteuerung 107 die Signale einer
Erfassungseinrichtung mit Erfassungseinheiten in Form von Temperatursensoren 1 10, die jedem Radsatz 103.1 , genauer jedem Raglager 103.2, zugeordnet sind und in einem ersten Schritt ein für die aktuelle Temperatur Ti des jeweiligen Radlagers 103.2 repräsentativen aktuellen Temperatursignale TSi von i Radsätzen 103.1 liefern. Die aktuellen
Temperatursignale TSi der Temperatursensoren 1 10 werden jeweils von einer dem jeweiligen Fahrwerk 103 zugeordneten und mit den Temperatursensoren 1 10 verbundenen Kommunikationseinheit 1 1 1 über den Fahrzeugbus 108 an die Fahrzeugsteuerung 107 übermittelt.
Hierbei versteht es sich, dass durch geeignete, hinlänglich bekannte Mittel auf Messfehlern oder defekten Sensoren etc. basierende Ausreißer unter den Messwerten der einzelnen Temperatursensoren 1 10 eliminiert werden können.
Im vorliegenden Beispiel werden die Signale sämtlicher n Radlager 103.2 des Fahrzeugs 101 verwendet (d. h. i = 1 bis n). Es versteht sich jedoch, dass der anderen Varianten der Erfindung gegebenenfalls auch nur ein Teil der vorhandenen Radlager überwacht werden kann. Insbesondere können nur solche Radlager bzw. Radeinheiten überwacht werden, die an für die Fahrsicherheit kritischen Positionen im Fahrzeug angeordnet sind.
Um die Temperatursituation und damit den Zustand des jeweiligen Radlagers 103.2 beurteilen zu können, vergleicht die Fahrzeugsteuerung 107 in einem zweiten Schritt das jeweilige Temperatursignal TSi im vorliegenden Beispiel mit einem ersten
Grenztemperatursignal TGS1 und gegebenenfalls noch einem zweiten
Grenztemperatursignal TGS2.
Das erste Grenztemperatursignal TGS1 ist für eine erste Grenztemperatur TG1
repräsentativ, bei deren Überschreitung ein so genannter Warmalarm ausgelöst wird, der nachfolgenden noch näher beschrieben wird. Das zweite Grenztemperatursignal TGS2 ist für eine zweite Grenztemperatur TG2 repräsentativ, die oberhalb der ersten Grenztemperatur TG1 liegt und bei deren Überschreitung ein so genannter Heißalarm ausgelöst wird, der nachfolgend ebenfalls noch näher beschrieben wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das erste Grenztemperatursignal TGS1 bzw. die erste Grenztemperatur TG1 ebenso wie das zweite Grenztemperatursignal TGS2 bzw. die zweite Grenztemperatur TG2 von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs 101 abhängig. In der Fahrzeugsteuerung 107 sind hierzu eine der ersten Grenztemperatur TG1 zugeordnete erste Kennlinie LTG1 und eine der zweiten Grenztemperatur TG2 zugeordnete zweite Kennlinie LTG2 abgelegt, wie sie in Figur 2 dargestellt sind.
Die Figur 2 zeigt die jeweilige auf eine Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG bezogene erste und zweite Grenztemperatur TG1 bzw. TG2 in Abhängigkeit von der auf die
Nennbetriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugs VN bezogenen aktuellen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs.
Bei der Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG handelt es sich um die
Dauerbetriebstemperaturgrenze des unter thermischen Gesichtspunkten schwächsten Elementes des Radlagers 103.2, welches für einen sicheren Betrieb der Komponente relevant ist bzw. dessen Versagen in ausreichend hoher Wahrscheinlichkeit ein Versagen des Radlagers 103.2 nach sich zieht.
Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei diesem temperatursensitiven schwächsten Element um einen Polymerkäfig des Radlagers 103.2, dessen
Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG bei 120°C liegt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch andere Elemente des Radlagers maßgeblich sein können. Insbesondere kann auch ein Schmiermittel des Radlagers den insoweit limitierenden Bestandteil des Radlagers darstellen.
Wie der Figur 2 zu entnehmen ist, ist der Verlauf der jeweiligen Grenztemperatur TG1 bzw. TG2 in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit so gewählt, dass die jeweilige
Grenztemperatur TG1 bzw. TG2 mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit einen stufenweise ansteigenden Verlauf aufweist.
Hierbei variiert die erste Grenztemperatur TG1 zwischen einer unteren
Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit, nämlich der Geschwindigkeit V0 = 0 km/h, und einer oberen Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit, nämlich der
Nennbetriebsgeschwindigkeit VN, um etwa 25% der Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG, während die zweite Grenztemperatur TG2 zwischen der unteren Geschwindigkeitsgrenze unter oberen Geschwindigkeitsgrenze um etwa 20% der Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG variiert. Hiermit lassen sich gute Ergebnisse erzielen. Insbesondere können häufige unnötige temporäre Stilllegungen des Fahrzeugs 101 zuverlässig vermieden werden.
Wie der Figur 2 weiterhin zu entnehmen ist, liegt die erste Grenztemperatur TG1 an der unteren Geschwindigkeitsgrenze V0 bei 96% der Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG, während sie an der oberen Geschwindigkeitsgrenze VN bei 71 % der
Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG liegt. Die zweite Grenztemperatur TG2 liegt an der unteren Geschwindigkeitsgrenze VO bei 104% der Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG, während sie an der oberen Geschwindigkeitsgrenze VN bei 83% der
Dauerbetriebstemperaturgrenze DTG liegt.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass das Fahrzeug 101 gegebenenfalls auch über seine obere Geschwindigkeitsgrenze VN hinaus betrieben werden kann, wobei dann
gegebenenfalls ein weiterer Abfall der jeweiligen Grenztemperatur TG1 bzw. TG2
vorgesehen sein kann.
Stellt die Fahrzeugsteuerung 107 fest, dass die aktuelle Temperatur T des betreffenden Radlagers 103.2 die erste Grenztemperatur TG1 überschreitet, wird der beschriebene Warmalarm ausgelöst. Hierfür generiert die Fahrzeugsteuerung 107 im vorliegenden Beispiel ein Komponentenzustandssignal in Form einer entsprechenden Warmaiarmmeldung und gibt diese über eine Ausgabeeinheit 1 12 an den Fahrzeugführer aus. Diese Warmalarmmeldung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein, insbesondere kann sie das betreffende Radlager identifizieren und/oder dem Fahrzeugführer unmittelbar Richtlinien oder Hinweise für das weitere Vorgehen, insbesondere einzuleitenden Maßnahmen, liefern.
Stellt die Fahrzeugsteuerung 107 fest, dass die aktuelle Temperatur T des betreffenden Radlagers 103.2 darüber hinaus auch die zweite Grenztemperatur TG2 überschreitet, wird der beschriebene Heißalarm ausgelöst. Hierfür gibt die Fahrzeugsteuerung 107 zum einen im vorliegenden Beispiel ein Komponentenzustandssignal in Form einer entsprechenden Heißalarmmeldung über die Ausgabeeinheit 1 12 an den Fahrzeugführer aus. Diese
Heißalarmmeldung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein.
Insbesondere kann sie das betreffende Radlager identifizieren und/oder dem Fahrzeugführer unmittelbar Richtlinien oder Hinweise für das weitere Vorgehen, insbesondere einzuleitenden Maßnahmen, liefern.
Weiterhin umfasst der Heißalarm im vorliegenden Beispiel einen automatischen Eingriff in den Betrieb des Fahrzeugs 101. So kann die Fahrzeugsteuerung 107 im vorliegenden Beispiel ein weiteres Komponentenzustandssignal an die Antriebseinrichtungen 105 und die Bremseinrichtungen 106 ausgeben. Hierdurch können diese entsprechend angesteuert werden, um beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit V entsprechend zu verringern. Hierbei versteht es sich, dass vorgesehen sein kann, das zweite Grenztemperatursignal TGS2 nur dann zu überprüfen, wenn die erste Grenztemperatur TG1 überschritten wurde, um Rechenzeit einzusparen. Ebenso versteht sich, dass der Warmalarm unterdrückt werden kann, wenn ein Heißalarm ausgelöst wird, um eine Irritation des Fahrzeugführers durch eine Flut an unterschiedlichen Informationen zu vermeiden.
Die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Grenztemperaturen TG1 bzw. TG2, insbesondere der zweiten Grenztemperatur TG2, hat den großen Vorteil, dass beispielsweise für den Fall, dass in einem ersten Betriebspunkt P1 bei einer ersten Geschwindigkeit V1 = VN der betreffende Temperaturgrenzwert TG2 überschritten wurde, entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet wurden, wobei das Fahrzeug 101 auf eine zweite Geschwindigkeit V2 < V1 abgebremst wurde. In dem nunmehr vorliegenden zweiten Betriebspunkt P2 mit der moderat reduzierten Geschwindigkeit V2 wird der entsprechend erhöhte Temperaturgrenzwert TG2 wieder unterschritten, sodass das Fahrzeug 101 mit der moderat verringerten
Geschwindigkeit weiterbetrieben werden kann und nicht zum Stillstand gezwungen wird, bis sich die Temperatur des betreffenden Radlagers 103.2 wieder entsprechend verringert hat. Hiermit ist es unter anderem in vorteilhafter Weise möglich, das Fahrzeug vergleichsweise schnell aus einem Streckenabschnitt heraus zu fahren, in dem keine einfache und sichere Evakuierung der Passagiere möglich ist (z. B. Tunnel, Brücken etc.).
Im vorliegenden Beispiel nimmt die Fahrzeugsteuerung 107 die Beurteilung des Zustands des betreffenden Radlagers 103.2 auf der Basis einer (kurzen) Historie der aktuellen
Temperatur T, nämlich auf Basis mehrerer Temperaturmesswerte der aktuellen Temperatur T vor, die über einen ausreichend langen Erfassungszeitraum erfasst wurden. Hierdurch können kurzfristige Messfehler, Fehlfunktionen oder dergleichen verursachte Fehlreaktionen vermieden werden.
Hierbei kann in der Fahrzeugsteuerung 107 für den Vergleich mit der jeweiligen
Grenztemperatur TG1 bzw. TG2 beispielsweise ein Mittelwert der aktuellen Temperatur verwendet werden. Ebenso kann zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein, dass die Überschreitung der jeweiligen Grenztemperatur TG1 bzw. TG2 festgestellt wird, wenn für eine vorgegebene Anzahl von aufeinander folgenden Messungen eine Überschreitung der Grenztemperatur und/oder eine Überschreitung der Grenztemperatur mit einer vorgegebenen Frequenz festgestellt wird.
Weiterhin ist im vorliegenden Beispiel vorgesehen, dass die Fahrzeugsteuerung 107 die Beurteilung des Zustands der jeweiligen Radlagers 103.2 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit vornimmt, mit der sich die Temperatur T des Radiagers 103.2 ändert. So kann die Fahrzeugsteuerung 107 beispielsweise bei einer rapiden Temperaturerhöhung der Komponente anders reagieren (beispielsweise können andere Nachrichten an den
Fahrzeugführer ausgegeben werden oder andere automatische Reaktionen eingeleitet werden) als bei einer langsamen Temperaturerhöhung.
Hiermit kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass ein schnelles Ansteigen der Temperatur des betreffenden Radlagers 103.2 schon vor dem Erreichen der betreffenden Grenztemperatur TG1 bzw. TG2 ein starkes Indiz für einen beginnenden Warmläufer bzw. Heißläufer sein kann. So ist im vorliegenden Beispiel vorgesehen, dass die
Fahrzeugsteuerung 107 bei einem ersten Temperaturgradienten GRT1 > 5 K/min den Fahrzeugführer in einer entsprechenden Meldung über die Ausgabeeinheit 1 12 auffordert, diese Temperatur dieses spezifischen Radlagers 103.2 zu beobachten und beispielsweise bei konstanter Fahrgeschwindigkeit V den weiteren Anstieg der Temperatur des betreffenden Radlagers 103.2 zu überwachen. Weiterhin ist vorgesehen, dass bei einem zweiten
Temperaturgradienten GRT2 > 8 K/min die Fahrgeschwindigkeit präventiv reduziert wird, beispielsweise auf maximal 200 km/h.
Um auch hier zu vermeiden, dass kurzzeitige, lokale Temperaturänderungen zu unnötigen Fehlalarmen bzw. Fehleingriffen führen, ist auch für diese Gradientenbestimmung vorgesehen, dass die Beurteilung auf Messungen eines ausreichend langen
Erfassungszeitraums (z. B. in der Größenordnung von einer Minute) beruht.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass gegebenenfalls auch vorgesehen sein kann, dass die Fahrzeugsteuerung 107 die Variation der Grenztemperatur TG1 bzw. TG2 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Temperaturänderung des betreffenden Radlagers 103.2 vornimmt.
Im vorliegenden Beispiel protokolliert die Fahrzeugsteuerung weiterhin sowohl den Verlauf der Temperatursignale TSi, der Grenztemperatursignale TGSi als auch die entsprechenden Reaktionen bzw. die generierten Komponentenzustandssignale (mithin also die Warmalarme und Heißalarme) in einem entsprechenden Protokoll. Hiermit ist es möglich, zu einem späteren Zeitpunkt eine entsprechende Auswertung des Zustands des jeweiligen Radiagers 103.2 vorzunehmen und hieraus weitere Maßnahmen abzuleiten (Wartung, Austausch etc.). Zudem ist es hiermit möglich, diese Historie des Zustands des jeweiligen Radlagers in die Variation der Grenztemperaturen TG1 bzw. TG2 sowie die Generierung des Komponentenzustandssignals, mithin also die aus der Überwachung resultierenden
Reaktionen, einfließen zu lassen.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass neben der vorstehend beschriebenen Überwachung von einer oder zwei Grenztemperaturen TG1 bzw. TG2 grundsätzlich beliebig viele weitere Grenztemperaturen TGi überwacht bzw. berücksichtigt werden können, um eine
entsprechend fein abgestufte Alarmierung bzw. Reaktion auf den aktuellen Zustand der betreffenden Komponente zu ermöglichen.
Die Figur 3 zeigt für eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Heißläuferüberwachung, die ebenfalls in der Fahrzeugsteuerung 107 implementiert sein kann, drei Kennlinien LTG1 bis LTG3 für unterschiedliche Grenztemperaturen TG1 bis TG3, deren Überschreitung unterschiedliche Reaktionen bzw. Alarme zur Konsequenz hat.
Abgesehen von der Überwachung einer weiteren Grenztemperatur TG3 (bei deren
Überschreitung ein weiterer Heißalarm ausgelöst wird) unterscheidet sich diese Variante von der vorstehend beschriebenen Variante lediglich dadurch, dass die beiden Kennlinien LTG2 und LTG3 für den ersten Heißalarm und den zweiten Heißalarm mit zunehmender
Fahrgeschwindigkeit keine stufenweise sondern einen stetig fallenden Verlauf aufweisen.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand eines Triebzugs im Hochgeschwindigkeitsverkehr beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch im Zusammenhang mit anderen Schienenfahrzeugen zum Einsatz kommen kann.
Weiterhin versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht nur für aus mehreren Wagen zusammengesetzte Fahrzeuge eingesetzt werden kann. Vielmehr kann sie natürlich auch an einem Fahrzeug, dass aus einem einzigen Wagen besteht zum Einsatz kommen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Heißläuferüberwachung in einem Schienenfahrzeug, bei dem
- in einem ersten Schritt wenigstens ein Temperatursignal ermittelt wird, welches für eine aktuelle Temperatur einer Komponente (103.2) einer Einheit (103.1 ) des Schienenfahrzeugs (101 ), insbesondere einer Radlagereinheit (103.2) des Schienenfahrzeugs (101 ), repräsentativ ist,
- in einem zweiten Schritt das wenigstens eine Temperatursignal mit wenigstens einem Grenztemperatursignal verglichen wird, welches für eine Grenztemperatur repräsentativ ist, die für einen sicheren Betrieb der Einheit (103.1 ) relevant ist, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ein
Komponentenzustandssignal generiert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- in dem zweiten Schritt als das wenigstens eine Grenztemperatursignal ein von einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs (101 ) abhängiges Grenztemperatursignal verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine Temperatursignal mit einem ersten Grenztemperatursignal verglichen wird, welches für eine erste Grenztemperatur repräsentativ ist, welche insbesondere mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit ansteigt,
und/oder
- das wenigstens eine Temperatursignal mit einem zweiten Grenztemperatursignal verglichen wird, welches für eine zweite Grenztemperatur repräsentativ ist, welche insbesondere mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit ansteigt, wobei die zweite Grenztemperatur oberhalb der ersten Grenztemperatur liegt, und
wobei
- die erste Grenztemperatur und/oder die zweite Grenztemperatur insbesondere mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit einen zumindest abschnittsweise stetig ansteigenden Verlauf und/oder einen zumindest abschnittsweise stufenweise ansteigenden Verlauf aufweist. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Komponente (103.2) wenigstens ein temperatursensitives Element aufweist, welches eine Dauerbetriebstemperaturgrenze der Komponente (103.2) definiert,
- das Schienenfahrzeug (101 ) eine Nennbetriebsgeschwindigkeit aufweist, und
- die erste Grenztemperatur und/oder die zweite Grenztemperatur zwischen einer unteren Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere einer Geschwindigkeit gleich Null, und einer oberen Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere der Nennbetriebsgeschwindigkeit, um wenigstens 10% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise um wenigstens 15% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise um 15% bis 30% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, variiert.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- die erste Grenztemperatur an der unteren Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit wenigstens 85% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise wenigstens 95% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 90% bis 100% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt und/oder
- die erste Grenztemperatur an der oberen Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit höchstens 80% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise höchstens 70% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 65% bis 75% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt und/oder
- die zweite Grenztemperatur an der unteren Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit wenigstens 95% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise wenigstens 105% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 100% bis 1 10% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt und/oder
- die zweite Grenztemperatur an der oberen Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit höchstens 90% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise höchstens 80% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 75% bis 85% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Generierung des Komponentenzustandssignals in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf des wenigstens einen Temperatursignals und/oder des wenigstens einen Grenztemperatursignals erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Generierung des Komponentenzustandssignals in Abhängigkeit von einer Änderungsgeschwindigkeit des wenigstens einen Temperatursignals erfolgt, und/oder
- das Grenztemperatursignal in Abhängigkeit von einer Änderungsgeschwindigkeit des wenigstens einen Temperatursignals variiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das wenigstens eine Temperatursignal und/oder das wenigstens eine
Grenztemperatursignal und/oder das Komponentenzustandssignal in einem Protokoll protokolliert wird und
- insbesondere das Grenztemperatursignal und/oder das
Komponentenzustandssignal in Abhängigkeit von dem Protokoll generiert wird.
Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs, bei dem
- mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ein
Komponentenzustandsignal generiert wird und
- das Komponentenzustandsignal an den Fahrzeugführer ausgegeben wird und/oder
- das Schienenfahrzeug (101 ) in Abhängigkeit von dem Komponentenzustandsignal gesteuert wird, wobei
- in Abhängigkeit von dem Komponentenzustandssignal insbesondere eine
Antriebseinrichtung (105) des Schienenfahrzeugs (101 ) und/oder eine
Bremseinrichtung (106) des Schienenfahrzeugs (101 ) angesteuert wird. Vorrichtung zur Heißläuferüberwachung in einem Schienenfahrzeug mit
- einer Erfassungseinrichtung (1 10), die dazu ausgebildet ist, wenigstens ein
Temperatursignal zu erfassen, welches für eine aktuelle Temperatur einer
Komponente (103.2) einer Einheit (103.1 ) des Schienenfahrzeugs (101 ), insbesondere einer Radlagereinheit (103.2) des Schienenfahrzeugs (101 ), repräsentativ ist, und
- einer Verarbeitungseinrichtung (107), die dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Temperatursignal mit wenigstens einem Grenztemperatursignal zu
vergleichen, welches für eine Grenztemperatur repräsentativ ist, die für einen sicheren Betrieb der Einheit (103.1 ) relevant ist, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ein Komponentenzustandssignal zu generieren, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist, als das wenigstens eine Grenztemperatursignal ein von einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des
Schienenfahrzeugs (101 ) abhängiges Grenztemperatursignal zu verwenden.
0. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine
Temperatursignal mit einem ersten Grenztemperatursignal zu vergleichen, welches für eine erste Grenztemperatur repräsentativ ist, weiche insbesondere mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit ansteigt,
und/oder
- die Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine
Temperatursignal mit einem zweiten Grenztemperatursignal zu vergleichen, welches für eine zweite Grenztemperatur repräsentativ ist, welche insbesondere mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit ansteigt, wobei die zweite Grenztemperatur oberhalb der ersten Grenztemperatur liegt, und
wobei
- die erste Grenztemperatur und/oder die zweite Grenztemperatur insbesondere mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit einen zumindest abschnittsweise stetig ansteigenden Verlauf und/oder einen zumindest abschnittsweise stufenweise ansteigenden Verlauf aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Komponente (103.2) wenigstens ein temperatursensitives Element aufweist, welches eine Dauerbetriebstemperaturgrenze der Komponente (103.2) definiert,
- das Schienenfahrzeug (101 ) eine Nennbetriebsgeschwindigkeit aufweist, und
- die Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist, die erste Grenztemperatur und/oder die zweite Grenztemperatur zwischen einer unteren
Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere einer
Geschwindigkeit gleich Null, und einer oberen Geschwindigkeitsgrenze der Fahrgeschwindigkeit, insbesondere der Nennbetriebsgeschwindigkeit. um wenigstens 10% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise um
wenigstens 15% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise um 15% bis 30% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, zu variieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die erste Grenztemperatur an der unteren Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit wenigstens 85% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise wenigstens 95% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 90% bis 100% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt und/oder
- die erste Grenztemperatur an der oberen Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit höchstens 80% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise höchstens 70% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 65% bis 75% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt und/oder
- die zweite Grenztemperatur an der unteren Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit wenigstens 95% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise wenigstens 105% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 100% bis 1 10% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt und/oder
- die zweite Grenztemperatur an der oberen Geschwindigkeitsgrenze der
Fahrgeschwindigkeit höchstens 90% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, vorzugsweise höchstens 80% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, weiter vorzugsweise 75% bis 85% der Dauerbetriebstemperaturgrenze, beträgt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist, das
Komponentenzustandssignal in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf des wenigstens einen Temperatursignals und/oder des wenigstens einen
Grenztemperatursignals zu generieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist, das
Komponentenzustandssignal in Abhängigkeit von einer Änderungsgeschwindigkeit des wenigstens einen Temperatursignals zu generieren,
und/oder
- die Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist, das
Grenztemperatursignal in Abhängigkeit von einer Änderungsgeschwindigkeit des wenigstens einen Temperatursignals zu variieren.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine
Temperatursignal und/oder das wenigstens eine Grenztemperatursignal und/oder das Komponentenzustandssignal in einem Protokoll zu protokollieren und
- insbesondere das Grenztemperatursignal und/oder das
Komponentenzustandssignal in Abhängigkeit von dem Protokoll zu generieren.
Schienenfahrzeug, insbesondere für den Hochgeschwindigkeitsverkehr mit einer Nennbetriebsgeschwindigkeit oberhalb von 250 km/h, insbesondere oberhalb von 350 km/h, mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Verarbeitungseinrichtung (107) dazu ausgebildet ist,
- das Komponentenzustandsignal an den Fahrzeugführer auszugeben
und/oder
- das Schienenfahrzeug (101 ) in Abhängigkeit von dem Komponentenzustandsignal zu steuern, insbesondere in Abhängigkeit von dem Komponentenzustandssignal eine Antriebseinrichtung (105) des Schienenfahrzeugs (101 ) und/oder eine Bremseinrichtung ( 106) des Schienenfahrzeugs (101 ) anzusteuern.
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