EP4711232A1 - Verfahren zum zustandsbasierten warten einer kupplungsanordnung eines spurgeführten fahrzeugs sowie überwachungssystem - Google Patents

Verfahren zum zustandsbasierten warten einer kupplungsanordnung eines spurgeführten fahrzeugs sowie überwachungssystem

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Publication number
EP4711232A1
EP4711232A1 EP25201076.4A EP25201076A EP4711232A1 EP 4711232 A1 EP4711232 A1 EP 4711232A1 EP 25201076 A EP25201076 A EP 25201076A EP 4711232 A1 EP4711232 A1 EP 4711232A1
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EP
European Patent Office
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coupling
data
coupling arrangement
maintenance
arrangement
Prior art date
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Pending
Application number
EP25201076.4A
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English (en)
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Inventor
Dr. Matheus Habets
Peter Robert Winter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Publication date
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Publication of EP4711232A1 publication Critical patent/EP4711232A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081On-board diagnosis or maintenance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61GCOUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeugs, bei welchem Kupplungsanordnungsdaten in Form von Betriebsdaten und optional Zustandsdaten der Kupplungsanordnung bereitgestellt werden, und bei welchem die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten zu einem Datenverarbeitungssystem (6) übertragen werden, um eine Sollvorgabe für eine Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung zu bestimmen. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten eine Zeitreihe von direkt oder indirekt ermittelten Betriebsdaten der Kupplungsanordnung sind, wobei zum Bestimmen der Sollvorgabe für die Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung die Zeitreihe von Betriebsdaten extrapoliert wird und ermittelt wird, zu welchem Zeitpunkt die extrapolierte Zeitreihe einen vorab festgelegten oder festlegbaren kritischen Datenwert erreicht, wobei der ermittelte Zeitpunkt als Referenzzeitpunkt oder als Wartungszeitpunkt für eine notwendige Wartung der Kupplungsanordnung herangezogen wird.

Description

  • Das technische Gebiet der spurgeführten Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verfahren zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung für spurgeführte Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein entsprechendes Überwachungssystem.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese eine Energieabsorptionsvorrichtung für ein spurgeführtes Fahrzeug, wobei die Energieabsorptionsvorrichtung auf einem destruktivarbeitenden Prinzip basiert.
  • Unter dem hierin verwendeten Begriff "spurgeführtes Fahrzeug" sind unter anderem Züge, Wagons und Triebwägen zu verstehen, die auf einer oder mehreren Schienen fahren oder geführt werden. Dabei handelt es sich insbesondere um mit Treibstoff betriebene oder elektrische Züge oder Straßenbahnen.
  • Unter dem hierin verwendeten Begriff "Kupplungsanordnung" ist primär zumindest der Teil eines Kupplungssystems von spurgeführten Fahrzeugen zu verstehen, welcher die mechanische Verbindung zwischen den beiden Fahrzeugen ermöglicht. Die Kupplungsanordnung erlaubt es, sowohl Stoß- als auch Zugkräfte aufzunehmen und weiterzugeben. Dabei sind diese derart an den Schienenfahrzeugen montiert bzw. ausgebildet, dass diese in einer Kurve oder Steigung versetz- und schwenkbar sind, um deren Ausrichtung und somit die mechanische Kupplung stabil aufrechtzuerhalten. Die Kupplungsanordnung umfasst dabei insbesondere einen Kupplungskopf mit Kuppelelementen zum Kuppeln mit einem Kupplungskopf einer Gegenkupplung, ferner je nach Ausführung eine Kupplungsstange, eine Anlenkung bzw. Lagerung und gegebenenfalls Energieverzehrelemente. Der Begriff Kupplungsanordnung umfasst hier insbesondere alle Elemente von der Schnittstelle zum Wagenkasten bis zur Schnittstelle zur Kupplung mit der Gegenkupplung.
  • Die Kupplungsanordnungen und deren einzelne Komponenten werden üblicherweise für einen konkreten Einsatzfall ausgelegt, um miteinander in unterschiedlichsten Situationen mechanisch stabil und zuverlässig verkuppelt zu werden; unabhängig von Schienenfahrzeugtyp und/oder geraden oder gekrümmten Gleisabschnitten auf horizontaler Ebene oder mit Steigung. Ferner erfolgt die Auslegung, um vordefinierte Zugkräfte über eine vordefinierte Betriebsdauer übertragen zu können sowie Stoßkräfte vordefinierter Größe zu kompensieren.
  • Dazu ist es aus der Schienenfahrzeugtechnik bekannt, Energieabsorptionsvorrichtungen insbesondere als Stoßsicherung einzusetzen. In der Regel besteht eine solche Stoßsicherung aus einer Kombination einer regenerativ arbeitenden Energieabsorptionsvorrichtung/Dämpfungseinrichtung beispielsweise in Gestalt eines Federapparats und einer destruktiv ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung. Die regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung bzw. Dämpfungseinrichtung dient dazu, die in normalen Fahrbetrieb auftretenden Zug- und Stoßkräfte abzudämpfen, während mit der destruktiv ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung das Fahrzeug insbesondere bei größeren Auffahrgeschwindigkeiten geschützt wird.
  • Üblicherweise ist dabei vorgesehen, dass die als Dämpfungseinrichtung dienende regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung Zug- und Stoßkräfte bis zu einer definierten Größe aufnimmt und darüber hinaus gehende Kräfte in das Fahrzeuguntergestell weiterleitet. Dadurch werden Zug- und Stoßkräfte, welche während des normalen Fahrbetriebs beispielsweise bei einem mehrgliedrigen Schienenfahrzeug zwischen den einzelnen Wägen auftreten, in dieser regenerativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung absorbiert.
  • Bei Überschreiten der Betriebslast der regenerativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung hingegen, wie in etwa beim Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis oder beim abrupten Abbremsen des Fahrzeugs, oder bei einem Kupplungsvorgang mit überhöhter Geschwindigkeit, besteht die Gefahr, dass die als Dämpfungseinrichtung dienende regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung und ggf. vorgesehene Gelenk- oder Kupplungsverbindung zwischen den einzelnen Wägen bzw. allgemein ausgedrückt die Schnittstelle zwischen den einzelnen Wägen möglicherweise beschädigt oder sogar zerstört wird. In jedem Fall reicht die als Dämpfungseinrichtung dienende regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung nicht zum Abdämpfen der insgesamt anfüllenden Energie aus. Dadurch ist die regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung dann nicht mehr in das Energieverzehrkonzept des Gesamtfahrzeuges eingebunden.
  • Um zu verhindern, dass in solch einem Crash-Fall die anfallende Stoßenergie direkt auf das Fahrzeuguntergestell weitergeleitet wird, ist es aus der Schienenfahrzeugtechnik allgemein bekannt, der als Dämpfungseinrichtung dienenden regenerativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung eine nach einem destruktivarbeitenden Prinzip basierende Energieabsorptionsvorrichtung nachzuschalten. Diese Energieabsorptionsvorrichtung spricht üblicherweise nach Überschreiten der Betriebslast der als Dämpfungseinrichtung dienenden regenerativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung an und dient dazu, die anfallende Stoßenergie zumindest teilweise "zu verzehren", d.h. in beispielsweise Wärmeenergie und Verformungsarbeit umzuwandeln. Das Vorsehen einer derartigen destruktivarbeitenden Energieabsorptionsvorrichtung ist aus Gründen der Entgleisungssicherheit grundsätzlich empfehlenswert, um zu verhindern, dass die in einem Crash-Fall anfallende Stoßenergie direkt auf das Fahrzeuguntergestell übertragen wird, und insbesondere um zu verhindern, dass das Fahrzeuguntergestell extremen Belastungen ausgesetzt und unter Umständen oder gar zerstört wird.
  • Um sicherzustellen, dass in dem Energieverzehrkonzept des Gesamtfahrzeugs sowohl im normalen Fahrbetrieb auftretende Situationen als auch Crash-Situationen wirksam berücksichtig werden können, ist dafür Sorge zu tragen, dass alle in das Energieverzehrkonzept eingebundenen Energieabsorptionsvorrichtungen noch nicht angesprochen haben bzw. ordnungsgemäß funktionieren.
  • Die Kupplungsanordnungen sind im Betrieb des jeweiligen schienengebundenen Fahrzeuges ferner weiteren vielfältigen Bedingungen ausgesetzt, welche einen nicht unerheblichen Einfluss auf die theoretisch vorgesehene Lebensdauer der einzelnen Komponenten der Kupplungsanordnung haben können. So kann sich der Verschleiß der Kupplungsanordnung beim Kuppelvorgang bei erschwerter Selbstzentrierung der miteinander zu kuppelnden Kupplungsanordnungen bei größerer Entfernung oder Versatz der Kupplungen zueinander erhöhen.
  • Auch eine zu schnelle Annäherung der miteinander zu kuppelnden Schienenfahrzeuge und ein damit verbundener Zusammenstoß der Kupplungsanordnungen kann zu einem verstärkten Verschleiß und Verformungen und somit zu einer kürzeren Betriebslaufzeit der Kupplungen führen.
  • In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die Druckschrift WO 2016/193063 A1 verwiesen, welche ein automatisches Kupplungssystem zwischen Schienenfahrzeugen beschreibt.
  • Des Weiteren können die meteorologischen Randbedingungen des Einsatzfalles, insbesondere Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Art, Beschaffenheit und Geschwindigkeit bzw. Intensität des Niederschlages einen nicht unerheblichen Einfluss auf die Funktionsfähigkeit der Kupplungsanordnung und deren Komponenten sowie die Alterung der Materialien einzelner Bauteile haben, welche wiederum einen Einfluss auf die Gesamtkomponenten haben.
  • Im Betrieb eines Schienenfahrzeuges ist jedoch eine maximale Zuverlässigkeit der Kupplungsanordnung unumgänglich. Dies impliziert, dass alle Komponenten der Kupplungsanordnung ordnungsgemäß ausgebildet und funktionsfähig sind.
  • "Ordnungsgemäß funktionsfähig" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass sich die Eigenschaft und das Verhalten der einzelnen Komponenten der Kupplungsanordnung nicht oder nicht im Wesentlichen im Vergleich zur ursprünglichen Auslegung verändert haben.
  • Um eine hohe Fahrsicherheit sicherstellen zu können, ist von daher eine genaue Einschätzung und Vorhersage von technischen Zuständen von Kupplungsanordnungen wichtig. In diesem Zusammenhang ist eine effektive und effiziente Wartung und Instandhaltung der Kupplungsanordnung und deren Komponenten bedeutend.
  • Aufgrund der kompakten Bauform von üblicherweise eingesetzten Kupplungsanordnungen ist jedoch eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der einzelnen Komponenten der Kupplungsanordnung in der Regel nur im Rahmen einer turnusmäßig anzusetzenden Inspektion und Wartung möglich, bei welcher die einzelnen Komponenten in der Kupplungsanordnung entsprechend inspiziert und gegebenenfalls ausgetauscht werden. Derartige Inspektionen müssen derzeit regelmäßig durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass sämtliche Komponenten der Kupplungsanordnung ordnungsgemäß funktionieren. Diese sind jedoch sehr aufwändig und zeitintensiv, da eine umfassende Sichtprüfung der Komponenten der Kupplungsanordnung häufig nicht möglich ist.
  • Bezüglich der Vornahme einer Inspektion und Wartung sind unterschiedliche Ansätze denkbar.
  • Üblicherweise erfolgt eine Inspektion und Wartung in festen Intervallen. Die Intervalle werden im Hinblick auf die Auslegung der Kupplungsanordnung derart vordefiniert, dass ein Ausfall einzelner Komponenten aufgrund von Verschleiß unter normalen Bedingungen mit Sicherheit vor Erreichen des Wartungszeitpunktes vermieden wird. Üblicherweise wird eine vordefinierte Zeitdauer fest vorgegeben oder die Wartungsanforderung wird über eine die Betriebsdauer beschreibende zurückgelegte Strecke des Schienenfahrzeuges definiert.
  • Durch intervallbasierten Service sollen die Ausfallwahrscheinlichkeiten möglichst gering gehalten werden. Dadurch wird oftmals aber auch ein Service durchgeführt, der eigentlich noch nicht notwendig wäre. Um die Lebenszykluskosten möglichst gering zu halten, ohne das Risiko von Ausfällen und Beeinträchtigungen im Betrieb zu erhöhen, werden teilweise Diagnose- und Überwachungssysteme eingesetzt. Diese sind auch die Grundlage für eine zustandsorientierte Wartung.
  • Gängige Diagnose- und Überwachungssysteme für Schienenfahrzeuge, wie etwa für dessen Drehgestell inklusive Antriebssystem, gibt es in unterschiedlichen Ausprägungen. So sind beispielsweise stationäre Systeme bekannt, welche insbesondere eine Diagnose ermöglichen. Darunter gibt es beispielsweise Systeme, die entlang der Strecke platziert sind und etwa Vibrationssensoren und Mikrophone beinhalten. Des Weiteren sind mobile Systeme bekannt und somit solche, die fest im Zug installiert werden und mitfahren.
  • Diagnose wird meist über Beschleunigungssensoren umgesetzt. Überwachung wird nach dem Stand der Technik mit Temperatursensoren an den Lagern ausgeführt. Schließlich sind Handgeräte bekannt, die meist vibrationsbasiert sind und insbesondere als Geräte zum Messen des Zustands im Depot bei einem Service dienen.
  • Beispielsweise ist aus der Druckschrift AT 523 862 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Diagnose und Überwachung für Fahrzeuge, insbesondere für Fahrwerke, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bekannt, wobei ein erster Sensor und eine Recheneinheit vorgesehen sind, welche miteinander signalübertragend verbunden sind und an oder in einem Fahrzeug anordenbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Sensor als akustischer Sensor ausgebildet ist und eine Datenübertragungseinheit zur Übertragung von in der Recheneinheit verarbeiteten Daten vorgesehen ist. Dadurch wird eine Analyse eines akustischen Verhaltens des Fahrzeugs oder von Fahrzeugkomponenten bezüglich großer Frequenzbereiche ermöglicht, wobei Analyseergebnisse zur Bewertung weitergeleitet werden können.
  • Auch ist es bekannt, dass die aus den Kupplungsanordnungen zugeordneten Überwachungssystemen gewonnenen Informationen zur Betriebsweise und Zustand der Kupplungsanordnung unterstützend bei einer Inspektion und Wartung Verwendung finden. Ein derartiges Überwachungssystem zum Monitoring ist beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2013 206 977 A1 beschrieben. Mittels diesem werden neben den, den normalen Betrieb der Kupplungsanordnung beschreibenden Daten der Kupplungsanordnung auch besondere Vorfälle, beispielsweise schwere Kuppelstöße erfasst, die einen Einfluss auf die Lebensdauer einzelner Komponenten und Baugruppen haben können.
  • Derartige Lösungen weisen jedoch noch weiteres Verbesserungspotential auf.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, durch welche eine Diagnose und Überwachung einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, verbessert werden kann.
  • Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Wartung von Kupplungsanordnungen anzugeben, welches mit möglichst geringem zusätzlichem konstruktivem Aufwand an der Kupplungsanordnung selbst relativ sichere Aussagen hinsichtlich einer erforderlichen Wartung/Instandhaltung ermöglicht, wobei unnötige Ausfallzeiten vermieden werden sollen. Es ist sicherzustellen, dass die einzelnen Komponenten der Kupplungsanordnung - auch nach einer längeren Betriebszeit - ordnungsgemäß funktionieren und entsprechend in das Gesamt-Kupplungskonzept des Fahrzeugs eingebunden sind, ohne dass hierzu die einzelnen Komponenten der Kupplungsanordnung individuell und regelmäßig im Rahmen einer klassischen Inspektion zu überprüfen sind.
  • Im Hinblick auf das Verfahren wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens in den abhängigen Ansprüche 2 bis 15 angegeben sind. Im Hinblick auf das Überwachungssystem wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 16 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des Überwachungssystems in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
  • Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere ein Verfahren zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeugs, wobei die Kupplungsanordnung mindestens einen Kupplungskopf zum Kuppeln mit einem gegengleichen Kupplungskopf einer Gegen-Kupplung und optional mindestens eine Leitungskupplung zum Kuppeln mit einer Leitungskupplung einer GegenKupplung zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder Daten und/oder flüssigen oder gasförmigen Medien aufweist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum zustandsbasierten Warten einer solchen Kupplungsanordnung ist vorgesehen, dass Kupplungsanordnungsdaten in Form von Betriebsdaten und optional Zustandsdaten der Kupplungsanordnung bereitgestellt werden, und dass die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten zu einem Datenverarbeitungssystem übertragen werden, wobei in dem Datenverarbeitungssystem eine Sollvorgabe für eine Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung bestimmt wird.
  • Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten eine Zeitreihe von direkt oder indirekt ermittelten Betriebsdaten der Kupplungsanordnung sind.
  • Weiterhin ist charakterisierend für die Erfindung, dass zum Bestimmen der Sollvorgabe für die Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung die Zeitreihe von Betriebsdaten extrapoliert wird. Dabei wird insbesondere ermittelt, zu welchem Zeitpunkt die extrapolierte Zeitreihe einen vorab festgelegten oder festlegbaren kritischen Datenwert erreicht, wobei der ermittelte Zeitpunkt als Referenzzeitpunkt oder als Wartungszeitpunkt für eine notwendige Wartung der Kupplungsanordnung herangezogen wird oder werden kann.
  • Unter dem hierin verwendeten Begriff "Kupplungsanordnungsdaten" werden insbesondere Daten verstanden, welche geeignet sind, zumindest mittelbar die Betriebsweise der Kupplungsanordnung und deren einzelnen Komponenten und/oder die Umgebungsbedingungen zu beschreiben. Diese Daten beinhalten Betriebsdaten, Umfelddaten und optional, aber nicht zwingend, auch Zustandsdaten.
  • "Betriebsdaten" sind insbesondere Daten, welche die Funktionsweise der Kupplungsanordnung beschreiben. Insbesondere gehören dazu: Anzahl der Kuppelvorgänge in einem definierbaren Zeitraum; Zustand - gekuppelt/ungekuppelt; Kuppelgeschwindigkeit; Kuppelstöße; Betriebsdauer (Zeitraum, gefahrene Kilometer); GPS-Daten, etc.
  • "Zustandsdaten" sind insbesondere Daten, welche die physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Kupplungsanordnung und deren Komponente beschreiben.
  • Unter "Umfelddaten" im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Daten verstanden, welche Umgebungsinformationen beinhalten, welche insbesondere als chemische oder physikalische Größen vorliegen, die einen Einfluss auf die Alterung und den Verschleiß der Komponenten der Kupplungsanordnung haben können. Zu diesen gehören physikalische und chemische Größen, wie beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Art, Intensität und Beschaffenheit des Niederschlags, etc.
  • Unter einer "Sollvorgabe einer Wartungsanforderung" wird insbesondere eine, die nächste erforderliche Wartung und/oder den nächsten Austausch einer Komponente betreffende und diese beschreibende Information verstanden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, zum einen insgesamt eine rein auf Daten basierende Vorgabe für eine Wartungsanforderung für die Kupplungsanordnung bereitzustellen und diese durch eine zusätzliche Sichtprüfung zu verifizieren und ggf. flexibel anpassen zu können. Dabei erlaubt die Berücksichtigung der die Betriebsweise der Kupplungsanordnung charakterisierenden Daten sowie die Informationen über Umgebungseinflüsse beinhaltenden Umweltdaten, welche Auswirkungen auf die Lebensdauer haben können, sehr präzise Sollvorgaben, die sich eng an den tatsächlichen Belastungen, denen die Kupplungsanordnung ausgesetzt ist, orientieren. Dadurch werden unnötige Stillstandzeiten, die zum einen durch einen frühzeitigen Ausfall bzw. Versagen von einzelnen Komponenten oder zum anderen aber die Vornahme einer bezogen auf den Zustand noch nicht erforderlichen Inspektion und Wartung bedingt sind, vermieden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht damit eine optimale Anpassung der Serviceintervalle an den tatsächlichen Ist-Zustand der Kupplungsanordnung.
  • Die Sollvorgabe für die Wartungsanforderung beinhaltet vorzugsweise eine die theoretisch mögliche, vorzugsweise eine maximal zulässige Restbetriebsdauer der Kupplungsanordnung bis zur nächsten Wartung wenigstens mittelbar charakterisierende Größe als Funktion der erfassten Kupplungsanordnungsdaten und/oder Umfelddaten. Diese Restbetriebsdauer beschreibt dabei das Intervall, in welchem die Kupplungsanordnung noch "ordnungsgemäß funktionsfähig" ist.
  • Im Einzelnen kann die theoretisch mögliche Restbetriebsdauer über a) eine Zeitangabe, insbesondere a1) eine Zeitdauer in Form einer noch zulässigen Restbetriebsdauer bis zur nächsten erforderlichen Wartung, oder a2) eine Datumsangabe oder einen begrenzten Zeitraum oder b) eine Längenangabe, insbesondere eine Angabe über noch zu fahrende km bis zur nächsten erforderlichen Wartung oder c) eine Kombination aus beiden beschrieben werden.
  • Während Variante a) auch Stillstandzeiten einschließt, in welchen die Kupplungsanordnung jedoch auch extremen Witterungsbedingungen ausgesetzt sein kann, beinhaltet Variante b) dabei den tatsächlichen Betriebszeitraum, in welchem die Kupplungsanordnung den Belastungen ausgesetzt ist.
  • Insbesondere Variante c) erlaubt eine sehr präzise Vorausbestimmung der nächsten erforderlichen Wartung und ermöglicht eine gute Planbarkeit dieser, insbesondere im Hinblick auf den Einsatzbereich des die Kupplungsanordnung tragenden Schienenfahrzeuges.
  • In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung werden die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten, die Umfelddaten und/oder Abbilder enthaltenden Daten mit einem Zeitstempel versehen und mit diesem zusammen abgespeichert.
  • Dadurch werden die Änderungen der Daten über die Zeit transparent ersichtlich und das Änderungsverhalten dieser über eine definierte Zeitdauer kann ebenfalls berücksichtigt und aus diesen Schlussfolgerungen für die Restbetriebsdauer gezogen werden.
  • Bezüglich der Bereitstellung der Kupplungsanordnungsdaten und/oder Umfelddaten bestehen mehrere Möglichkeiten. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens werden die Kupplungsanordnungsdaten und/oder die Umfelddaten während des Betriebes des die Kupplungsanordnung tragenden bzw. aufweisenden Fahrzeuges zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig fahrzeugseitig, insbesondere mittels einer dem Fahrzeug ohnehin für andere Aufgaben zugeordneten Datenbereitstellungseinrichtung erfasst. Vorzugsweise werden die ohnehin in der Steuerung des Fahrzeuges selbst erfassten bzw. vorhandenen Daten genutzt.
  • Diese Ausbildung bietet den Vorteil auf ohnehin zu Steuer- und/oder Regelungsaufgaben des Fahrzeuges vorliegende und erforderliche Daten zugreifen zu können und diese zu nutzen. Die zusätzliche Erfassung und damit das Vorsehen entsprechender Erfassungseinrichtungen an der Kupplung selbst kann reduziert oder gar vollständig vermieden werden. Insbesondere für die Kupplungsanordnung selbst kann der Aufwand hinsichtlich zusätzlich vorzusehender Einrichtungen zur Erfassung von bestimmten Daten minimiert bzw. ganz vermieden werden.
  • Insgesamt bietet die Kombination aus ohnehin fahrzeugseitig bereitzustellenden oder zu erfassenden Daten (Daten, die Betriebsweise der Kupplungsanordnung wenigstens mittelbar oder direkt beschreiben und/oder Umfelddaten) und zusätzlicher Sichtprüfung, insbesondere wenn diese nur temporär oder nach gegebener Aufforderung erfolgt, eine aufgrund des Entfalls von an der Kupplungsanordnung vorzusehenden Erfassungseinrichtungen einfache, besonders kostengünstige jedoch durch die zusätzliche Sichtprüfung auch sehr zuverlässig hinsichtlich der daraus ableitbaren Aussage bereitstellbare Möglichkeit zur Optimierung der Wartungsintervalle.
  • In einer alternativen Ausbildung werden die Kupplungsanordnungsdaten und/oder die Umfelddaten während des Betriebes des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeuges zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig mit einer der Kupplungsanordnung zugeordneten Datenbereitsteinrichtung erfasst.
  • Dies erlaubt eine Erfassung unabhängig vom Fahrzeug.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung werden zumindest nachfolgend genannte Kupplungsanordnungsdaten und Umfelddaten für die einzelne Kupplungsanordnung zum Ableiten einer Sollvorgabe einer Wartungsanforderung erfasst und bereitgestellt:
    • Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeuges, insbesondere Kilometer-Stand des Fahrzeuges; und/oder
    • Anzahl der erfolgten Kuppelvorgänge; und/oder
    • ein bei einem Kuppelvorgang oder bei mehreren Kuppelvorgängen in die Kupplungsanordnung eingeleiteter insbesondere mittlerer Impuls; und/oder
    • GPS Koordinaten der Kupplungsanordnung oder des Fahrzeugs; und/oder
    • Kuppelgeschwindigkeit; und/oder
    • Außentemperatur; und/oder
    • Kupplungs-ID.
  • Diese Mindestgrößen sind dabei ausreichend, um eine aussagefähige Sollvorgabe für die Wartungsanforderung abzuleiten. Gemäß einer bereits genannten besonders vorteilhaften Ausbildung werden diese vollständig fahrzeugseitig bereitgestellt, entweder direkt oder als diese Größen wenigstens mittelbar, d.h. in einem funktionalen oder proportionalen Zusammenhang mit diesen stehenden Größen. D.h. jegliche Zusatzmodifikationen, das Vorsehen zusätzlicher Erfassungseinrichtungen kann entfallen.
  • In besonders vorteilhafter Weiterbildung können neben den Mindestdaten noch zusätzliche Betriebs- und Zustandsdaten erfasst werden, welche eine noch stärkere Präzisierung der Sollvorgabe für die Wartungsanforderung ermöglichen. Dazu gehören Kraft-Weg-Angaben sowie Informationen bzgl. des Beschleunigungs- und Verzögerungsverhaltens des Schienenfahrzeuges über eine vordefinierbare Zeitdauer betrachtet. Auch diese können in einer besonders vorteilhaften Ausbildung über die Fahrzeugsteuerung bereitgestellt werden.
  • Mit den erfindungsgemäßen Verfahren zum zustandsbasierten Warten können insbesondere die Wartungszyklen verlängert werden, was zur Kostenreduzierung für Bahnbetreiber führt. Hierzu kommt ein Algorithmus zum Einsatz, der Prognosen zum Zustand der Kupplungsanordnung oder deren Komponenten ermöglicht. Dies führt zu längeren Wartungsintervallen für die Kupplungsanordnung oder deren Komponenten.
  • Insbesondere bietet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit der digitalisierten Zustandsüberwachung und ermöglicht den Bahnbetreibern dadurch ein optimiertes Asset Management über den gesamten Lebenszyklus.
  • Bei dem zum Einsatz kommenden Algorithmus liegen die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten in Gestalt einer Zeitreihe vor.
  • Eine "Zeitreihe" im Sinne der vorliegenden Offenbarung ist eine zeitlich geordnete Folge von Daten (Zahlen oder Beobachtungen), bei der sich die Anordnung der Merkmalsausprägungen zwingend aus dem Zeitverlauf ergibt.
  • Insofern eignet sich eine geeignete Zeitreihenanalyse zum Identifizieren eines notwendigen Wartungszeitpunkts. Mit der Zeitreihenanalyse werden Veränderungen in den bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten erkannt und evaluiert.
  • Durch eine Extrapolation, also einer Fortführung der Zeitreihe über den letzten beobachteten Zeitpunkt oder Wert hinaus, ist anhand der beobachteten Entwicklungstrends im Hinblick auf die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten eine Schätzung möglich, wann die Kupplungsanordnung oder deren Komponenten zu warten sind.
  • Als Merkmal, welches als Referenzpunkt für die Beschaffenheit der Kupplungsanordnung herangezogen werden kann, um einen Wartungszeitpunkt zu ermitteln, eignet sich insbesondere das Kuppelspiel oder Überstand.
  • Üblicherweise wird hierzu bei insbesondere jährlichen Inspektionen der Kupplungsanordnung diese zentralen Daten der Kupplungen ermittelt. Allerdings ist das Messen des Kuppelspiels relativ aufwendig und nur im Rahmen einer umfangreichen Inspektion, die einen längeren Stillstand des entsprechenden Zugs erfordert, möglich.
  • Erfindungsgemäß wurde jedoch unter anderem auch erkannt, dass Sekundärdaten, die relativ einfach auch im Betrieb des spurgeführten Fahrzeugs erfassbar sind, einen Rückschluss auf das an sich nur recht aufwendig erfassbare Kuppelspiel der Kupplungsanordnung liefern, so dass die Sekundärdaten als Referenzpunkt für notwendige Instandhaltungsmaßnahmen der Kupplungsanordnung oder Komponenten hiervon herangezogen werden können.
  • Somit ist gemäß Realisierungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten Kupplungsanordnungsdaten in Form von ersten Betriebsdaten der Kupplungsanordnung sind, welche zum Auswertezeitpunkt ermittelt werden, wobei die ersten Betriebsdaten der Kupplungsanordnung in dem Datenverarbeitungssystem in zweite Betriebsdaten übersetzt werden. Zum Bestimmen der Sollvorgabe für die Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung wird dann eine Zeitreihe von den zweiten Betriebsdaten extrapoliert.
  • Zum Übersetzen der ersten Betriebsdaten der Kupplungsanordnung wird vorzugsweise eine insbesondere über eine cloudbasierte Anwendung ermittelte Relation der ersten Betriebsdaten mit den zweiten Betriebsdaten herangezogen.
  • Beispielsweise ist es denkbar, über eine bestimmte Zeitperiode, beispielsweise über mehrere Monate oder Jahre, zunächst relevante Daten zum Zustand der Kupplungsanordnung gesammelt werden. Bei diesen Daten kann es sich um erste Betriebsdaten handeln, die im laufenden Fahrbetrieb über eine entsprechende Sensorik erfasst werden können. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeugs, insbesondere ein Kilometer-Stand des Fahrzeugs und/oder um eine Anzahl von erfolgten Kupplungsvorgängen.
  • Diese Daten sind ohne großen Aufwand erfassbar. Als Datenpool sollte vorzugsweise eine Vielzahl von Zügen dienen.
  • Bei der jährlichen Inspektion dieser Züge werden dann zentrale Daten der Kupplungen, insbesondere das Kuppelspiel, erfasst.
  • Hierbei wurde überraschend festgestellt, dass die Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeugs und/oder die Anzahl von erfolgten Kupplungsvorgängen in Beziehung mit dem nur aufwendig messbaren Kuppelspiel stehen.
  • Insbesondere wurde festgestellt, dass das Kuppelspiel zeitlich gesehen mit zunehmender Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeugs und/oder mit zunehmender Anzahl von erfolgten Kupplungsvorgängen linear zunimmt. Allerdings gilt dies nur eine anfängliche Zeitperiode von beispielsweise 12 bis 36 Monaten nach Erst-Inbetriebnahme der Kupplungsanordnung bzw. nach einer insbesondere vollständigen Wartung der Kupplungsanordnung. Danach erfolgt eine exponentielle Zunahme des Kuppelspiels.
  • Somit ist gemäß Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen, dass als erste Betriebsdaten die Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeugs und/oder eine Anzahl von erfolgten Kupplungsvorgängen herangezogen werden.
  • Über eine cloudbasierte Anwendung ermittelte Relation werden diese ersten Betriebsdaten in ein Kuppelspiel als zweite Betriebsdaten "übersetzt". Anschließend erfolgt eine Extrapolation der Zeitreihe von zweiten Betriebsdaten mit Hilfe einer Exponentialkurve.
  • Gemäß bevorzugten Realisierungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ferner Abbilder der Kupplungsanordnung oder einer Komponente der Kupplungsanordnung zum optischen Widergeben eines Ist-Zustands und zum Übertragen der Abbilder zu dem Datenverarbeitungssystem aufgenommen. Dabei ist vorgesehen, dass der optische Ist-Zustand der Kupplungsanordnung aus den Abbildern unter Berücksichtigung der aus dem Kupplungsanordnungsdaten gebildeten Sollvorgabe ausgewertet werden. Anschließend wird eine Korrekturvorgabe für die Sollvorgabe der Wartungsanforderung in Abhängigkeit der Auswertung gebildet.
  • In diesem Zusammenhang bietet es sich an, dass hierfür Abbilder einer der Kupplungsanordnung zugordneten Energieabsorptionsvorrichtung aufgenommen werden. Diesbezüglich ist es insbesondere denkbar, dass die Energieabsorptionsvorrichtung eine Anzeige aufweist, welche ausgebildet ist, mindestens ein optisch erfassbares Merkmal zu liefern, welches insbesondere als Referenz für eine notwendige Wartung der Energieabsorptionsvorrichtung und/oder der Kupplungsanordnung herangezogen werden kann.
  • Bei der Energieabsorptionsvorrichtung handelt es sich insbesondere um eine auf einem destruktivarbeitenden Prinzip basierende Energieabsorptionsvorrichtung, welche eine insbesondere zumindest teil- oder bereichsweise als Verformungsrohr ausgeführte erste Komponente und eine mit der ersten Komponente verspannte und als Widerlager zu der ersten Komponente dienende zweite Komponente aufweist. Dabei ist die Energieabsorptionsvorrichtung ausgebildet, bei Überschreiten einer in die Energieabsorptionsvorrichtung eingeleiteten, insbesondere vorabfestgelegten oder festlegbaren kritischen Ansprechkraft anzusprechen, infolgedessen die erste Komponente relativ zu der zweiten Komponente unter gleichzeitiger plastischer Verformung der ersten Komponente bewegt wird.
  • Zum Aufnehmen von entsprechenden Abbildern der Energieabsorptionsvorrichtung als Komponente der Kupplungsanordnung ist die Anzeige vorzugsweise ausgebildet, als optisch erfassbares Merkmal mindestens eines der folgenden Merkmale zu liefern:
    • eine - in Längserstreckungsrichtung der ersten Komponente gesehen - Position der zweiten Komponente relativ zu der ersten Komponente, wobei die Längserstreckungsrichtung der ersten Komponente zumindest im Wesentlichen mit einer Bewegungsrichtung der ersten Komponente relativ zu der zweiten Komponente bei Ansprechen der Energieabsorptionsvorrichtung übereinstimmt;
    • eine - in Drehrichtung der ersten Komponente gesehen - Position der zweiten Komponente relativ zu der ersten Komponente; und/oder
    • einen Verschmutzungsgrad der ersten und/oder zweiten Komponente zumindest in dem Bereich der Anzeige.
  • Denkbar in diesem Zusammenhang ist es insbesondere, dass die Anzeige eine Skala aufweist, welche ausgebildet ist, mit Hilfe einer optisch erfassbaren Ablesemarke eine Position er zweiten Komponente relativ zu der ersten Komponente anzuzeigen.
  • Besonders bevorzugt weist die Anzeige ein optisches Erfassungsmittel, insbesondere in Gestalt einer Kamera, auf, wobei das optische Erfassungssystem ausgebildet ist, kontinuierlich oder zu insbesondere vorab festgelegten oder festlegbaren Zeiten und/oder Ereignissen das mindestens eine von der Anzeige gelieferte, optisch erfassbare Merkmal aufzunehmen und an eine Auswerteeinrichtung und insbesondere an das Datenverarbeitungssystem weiterzuleiten.
  • Gemäß einer Weiterbildung kann die im Datenverarbeitungssystem gebildete Sollvorgabe oder der korrigierte Wert für die Sollvorgabe der Wartungsanforderung ausgelesen werden und an beliebigen externen Einrichtungen angezeigt werden
  • Somit ist die der Energieabsorptionsvorrichtung zugeordnete Anzeige Teil eines Überwachungssystems zum zustandsbasierten Warten der Energieabsorptionsvorrichtung aufweisenden Kupplungsanordnung.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Kupplungsanordnung des spurgeführten Fahrzeugs eine Vielzahl von Kupplungsköpfe aufweist, und wobei die Kupplungsanordnungsdaten von einem Kupplungskopf der Vielzahl von Kupplungsköpfe bereitgestellt werden, welche als Referenz für einen Zustand der übrigen Kupplungsköpfe der Kupplungsanordnung dienen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Überwachungssystem zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeugs, wobei das Überwachungssystem ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
  • Das erfindungsgemäße Überwachungssystem ist insbesondere ein Überwachungssystem zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeuges, wobei die Kupplungsanordnung zumindest einen Kupplungskopf zum Kuppeln mit einem gegengleichen Kupplungskopf einer Gegen-Kupplung und optional eine Leitungskupplung zum Kuppeln mit einer Leitungskupplung einer Gegen-Kupplung zum Übertragen von elektrischer Ladung/Energie und/oder Daten und/oder flüssiger oder gasförmiger Medien aufweist.
  • Das Überwachungssystem umfasst insbesondere:
    • zumindest eine Einrichtung zum Erfassen und Bereitstellen von Kupplungsanordnungsdaten und/oder Umfelddaten;
    • optional eine Einrichtung zum Aufnehmen von Abbildern der Kupplungsanordnung und/oder deren Komponenten;
    • wenigstens einen Datenspeicher zum Speichern der Kupplungsanordnungsdaten, Umfelddaten und Abbilder;
    • ein Datenverarbeitungssystem zum Analysieren, Verarbeiten der Kupplungsanordnungsdaten, Umfelddaten und Abbilder, wobei das Datenverarbeitungssystem mit den Bereitstellungseinrichtungen zum Übertragen von Daten koppelbar ist.
  • Unter einem Datenverarbeitungssystem kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine zentrale oder dezentrale Struktur verstanden werden, welche geeignet ist, Daten zu empfangen, zu speichern, zu analysieren und zu verarbeiten. Bei zentraler Anordnung kann es sich um eine Maschine oder eine elektronische Schaltung oder ein leistungsfähiger Computer verstanden werden.
  • Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc. handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor, eine virtuelle Maschine oder eine Soft-CPU verstanden werden. Es kann sich beispielsweise auch um einen programmierbaren Prozessorhandeln, der mit Konfigurationsschritten zur Ausführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens ausgerüstet wird oder mit Konfigurationsschritten derart konfiguriert ist, dass der programmierbare Prozessor die erfindungsgemäßen Merkmale des Verfahrens, der Komponente, der Module, oder anderer Aspekte und/oder Teilaspekte der Erfindung realisiert. Dies kann beispielsweise in einem dem Fahrzeug zugeordneten Steuergerät integriert sein.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird das Datenverarbeitungssystem jedoch von einer Cloudstruktur zum Cloudcomputing gebildet.
  • Unter einem "Speicher" oder "Speichermodul" und dergleichen kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein flüchtiger Speicher in Form von Arbeitsspeicher (engl. Random-Access Memory, RAM) oder ein dauerhafter Speicher wie eine Festplatte oder ein Datenträger oder beispielsweise ein wechselbares Speichermodul verstanden werden. Dieses kann den Bereitstellungseinrichtungen zugeordnet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Speichermodul aber um eine cloudbasierte Speicherlösung, die mit den einzelnen Bereitstellungseinrichtungen über eine drahtlose Verbindung, beispielsweise Mobilfunkverbindung in Verbindung steht.
  • Das Datenverarbeitungssystem ist vorzugsweise dezentral ausgebildet und in einer besonders vorteilhaften Ausbildung als Cloudstruktur zum Cloudcomputing ausgebildet, welches es erlaubt auf verschiedene externe Ressourcen zurückzugreifen.
  • Das erfindungsgemäße Überwachungssystem ist somit einfach aufgebaut und kann in bereits bestehende Cloudstrukturen eingebunden werden.
  • Nachfolgend werden Aspekte der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • FIG. 1
    eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen den Betriebsdaten "Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeugs" und den Betriebsdaten "Kuppelspiel";
    FIG. 2
    eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen den Betriebsdaten "Anzahl von erfolgten Kupplungsvorgängen" und den Betriebsdaten "Kuppelspiel";
    FIG. 3
    schematisch die Zeitreihe gemäß FIG. 2 nach Extrapolation mit Hilfe einer Exponentialkurve; und
    FIG. 4
    schematisch eine exemplarische Ausführungsform einer Einrichtung zum Aufnehmen und/oder Bereitstellen von Abbildern einer Komponente einer Kupplungsanordnung.
  • In den in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbespielen werden als erste Betriebsdaten einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, entweder die Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeugs, insbesondere ein Kilometer-Stand des Fahrzeugs (vgl. FIG. 1) oder eine Anzahl von erfolgten Kupplungsvorgängen (vgl. FIG. 2) herangezogen.
  • Diese ersten Betriebsdaten werden dann mit zweiten Betriebsdaten in Relation gesetzt. Bei den zweiten Betriebsdaten handelt es sich um ein Kuppelspiel der überwachten Kupplungsanordnung.
  • Im Einzelnen werden die ersten Betriebsdaten (Laufzeit/Kilometer-Stand bzw. Anzahl von erfolgten Kupplungsvorgängen) über einen längeren Zeitraum (hier etwa 4,5 Jahre) und mehreren Zügen gesammelt. Gleichzeitig wird bei den als Datenpool dienenden Zügen im Rahmen einer jährlichen Inspektion das Kuppelspiel ermittelt.
  • Dadurch ergeben sich die in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigten Zeitreihen von Betriebsdaten.
  • Eine Kupplungsanordnung ist dann zu warten, wenn das Kuppelspiel einen vorabfestgelegten kritischen Wert erreicht. Dieser Wert liegt beispielsweise bei 0,8 mm.
  • Im Rahmen der Zustandsüberwachung erfolgt eine Extrapolation der Zeitreihen der Betriebsdaten, und im Einzelnen eine Extrapolation mit Hilfe einer Exponentialkurve, wie in FIG. 3 angedeutet.
  • Mit einer solchen Extrapolation der Zeitreihen ist ein Zeitpunkt bestimmbar, wann das Kuppelspiel der Kupplungsanordnung den kritischen Wert von beispielsweise 0,8 mm erreicht bzw. überschreitet. Dieser Zeitpunkt stellt dann die Sollvorgabe einer Wartungsanforderung der Kupplungsanforderung dar.
  • Vorzugsweise erfolgt zusätzlich hierzu eine Zustandsüberwachung der Kupplungsanordnung bzw. einer Komponente hiervon mit Hilfe eines optischen Verfahrens.
  • In FIG. 4 ist eine Ausführungsform für diese optische Zustandsüberwachung gezeigt. Im Einzelnen wird bei der Ausführungsform gemäß FIG. 4 der Zustand einer Energieabsorptionsvorrichtung 1 einer Kupplungsanordnung überwacht.
  • Die Energieabsorptionsvorrichtung 1 basiert auf einem destruktiv arbeitenden Prinzip und weist hierzu eine als Verformungsrohr ausgeführte erste Komponente 2 und eine mit der ersten Komponente 2 verspannte und als Widerlager zu der ersten Komponente dienende zweite Komponente 3 auf. Die Energieabsorptionsvorrichtung 1 ist ausgebildet, bei Überschreiten einer in die Energieabsorptionsvorrichtung 1 eingeleiteten, insbesondere vorab festgelegten oder festlegbaren kritischen Ansprechkraft anzusprechen, infolgedessen die erste Komponente 2 relativ zu der zweiten Komponente 3 unter gleichzeitiger plastischer Verformung der ersten Komponente 1 bewegt wird.
  • Bei der in FIG. 4 schematisch gezeigten Ausführungsvariante weist die Energieabsorptionsvorrichtung 1 eine Anzeige 4 auf, welche ausgebildet ist, mindestens ein optisch erfassbares Merkmal zu liefern, welches insbesondere als Referenz für eine notwendige Wartung der Energieabsorptionsvorrichtung 1 oder der zugehörigen Kupplungsanordnung heranziehbar ist.
  • Im Einzelnen ist die Anzeige 4 ausgebildet, als optisch erfassbares Merkmal mindestens eines der folgenden Merkmale zu liefern:
    • eine - in Längserstreckungsrichtung der ersten Komponente 2 gesehen - Position der zweiten Komponente 3 relativ zu der ersten Komponente 2, wobei die Längserstreckungsrichtung der ersten Komponente 2 zumindest im Wesentlichen mit einer Bewegungsrichtung der ersten Komponente 2 relativ zu der zweiten Komponente 3 bei ansprechender Energieabsorptionsvorrichtung 1 übereinstimmt; und/oder
    • eine - in Drehrichtung der ersten Komponente 2 gesehen - Position der zweiten Komponente 3 relativ zu der ersten Komponente 2; und/oder
    • einen Verschmutzungsgrad der ersten und/oder zweiten Komponente 2, 3 zumindest in dem Bereich der Anzeige 4.
  • Obgleich in FIG. 4 nicht dargestellt, bietet es sich an, dass die Anzeige 4 eine Skala aufweist, welche ausgebildet ist, mit Hilfe einer optisch erfassbaren Ablesemarke eine Position der zweiten Komponente 3 relativ zu der ersten Komponente 2 anzuzeigen.
  • In FIG. 4 ist angedeutet, dass die Anzeige 4 ein optisches Erfassungssystem 5 in Gestalt einer Kamera aufweist. Das optische Erfassungssystem 5 ist ausgebildet, kontinuierlich oder zu insbesondere vorabfestgelegten oder festlegbaren Zeiten und/oder Ereignissen des mindestens eine von der Anzeige 4 gelieferte, optisch erfassbare Merkmale aufzunehmen und an einer Auswerterichtung bzw. an ein Datenverarbeitungssystem 6 eines Überwachungssystems zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung bzw. Komponenten hiervon weiterzuleiten.
  • Die Anzeige 4 ist Teil des Überwachungssystems zum zustandsbasierten Warten einer die Energieabsorptionsvorrichtung 1 aufweisenden Kupplungsanordnung eines Schienenfahrzeugs.
  • Wenn beispielsweise mit Hilfe der Anzeige 4 erkannt wird, dass sich die erste Komponente 2 in Richtung der zweiten Komponente 3 um eine bestimmte Wegstrecke bewegt hat, spricht dies dafür, dass die Energieabsorptionsvorrichtung 1 angesprochen hat. In diesem Fall wird unabhängig von der mit Hilfe des Algorithmus erfassten Sollvorgabe für die Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung eine möglichst zügige Wartung der Kupplungsanordnung empfohlen.
  • Gleiche Empfehlung wird ausgegeben, wenn beispielsweise ein Klemmring, über den die zweite Komponente gegenüber der ersten Komponente vorgespannt ist, entfernt wurde, was ebenfalls mit Hilfe der Anzeige 4 bzw. dem optischen Erfassungssystem 5 der Anzeige 4 erfassbar ist.
  • Mit der Anzeige 4 ist auch erfassbar, ob die Komponenten beispielsweise die Komponenten der Energieabsorptionsvorrichtung 1, möglicherweise fehlerhaft montiert sind, oder ob die Komponenten stark verschmutzt sind. Auch dies wirkt sich auf die Sollvorgabe für die Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung aus.
  • Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsvariante beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Energieabsorptionsvorrichtung
    2
    erste Komponente/Verformungsrohr
    3
    zweite Komponente
    4
    Anzeige
    5
    optisches Erfassungssystem
    6
    Auswerteeinrichtung/Datenverarbeitungssystem

Claims (18)

  1. Verfahren zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeugs, wobei die Kupplungsanordnung mindestens einen Kupplungskopf zum Kuppeln mit einem gegengleichen Kupplungskopf einer Gegen-Kupplung und optional mindestens eine Leitungskupplung zum Kuppeln mit einer Leitungskupplung einer Gegen-Kupplung zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder Daten und/oder flüssigen oder gasförmigen Medien aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    (a) Bereitstellen von Kupplungsanordnungsdaten in Form von Betriebsdaten und optional Zustandsdaten der Kupplungsanordnung; und
    (b) Übertragen der bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten zu einem Datenverarbeitungssystem (6) und Bestimmen einer Sollvorgabe für eine Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung,
    wobei die bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten eine Zeitreihe von direkt oder indirekt ermittelten Betriebsdaten der Kupplungsanordnung sind, und wobei zum Bestimmen der Sollvorgabe für die Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung die Zeitreihe von Betriebsdaten extrapoliert wird und ermittelt wird, zu welchem Zeitpunkt die extrapolierte Zeitreihe einen vorab festgelegten oder festlegbaren kritischen Datenwert erreicht, wobei der ermittelte Zeitpunkt als Referenzzeitpunkt oder als Wartungszeitpunkt für eine notwendige Wartung der Kupplungsanordnung herangezogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei zum Bestimmen der Sollvorgabe der Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung die Zeitreihe von Betriebsdaten mit Hilfe einer Exponentialkurve extrapoliert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die im Verfahrensschritt (a) bereitgestellten Kupplungsanordnungsdaten erste Betriebsdaten der Kupplungsanordnung sind, welche zum Auswertezeitpunkt ermittelt werden, und wobei die ersten Betriebsdaten der Kupplungsanordnung in dem Datenverarbeitungssystem (6) in zweite Betriebsdaten übersetzt werden, wobei zum Bestimmen der Sollvorgabe für die Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung eine Zeitreihe von den zweiten Betriebsdaten extrapoliert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    wobei zum Übersetzen der ersten Betriebsdaten der Kupplungsanordnung in die zweiten Betriebsdaten eine insbesondere über eine cloudbasierte Anwendung ermittelte Relation zwischen den ersten Betriebsdaten und den zweiten Betriebsdaten herangezogen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
    wobei die ersten Betriebsdaten eine Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeugs, insbesondere ein Kilometer-Stand des Fahrzeugs, und/oder eine Anzahl von erfolgten Kupplungsvorgängen betreffen, und wobei die zweiten Betriebsdaten ein Kuppelspiel der Kupplungsanordnung betreffen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    wobei das Verfahren ferner die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
    (c) Aufnehmen von Abbildern der Kupplungsanordnung oder einer Komponente der Kupplungsanordnung zum optischen Wiedergeben eines Ist-Zustandes und zum Übertragen der Abbilder zu dem Datenverarbeitungssystem (6); und
    (d) Auswerten des optischen Ist-Zustandes der Kupplungsanordnung aus den Abbildern unter Berücksichtigung der aus den Kupplungsanordnungsdaten gebildeten Sollvorgabe für die Wartungsanforderung und Bilden einer Korrekturvorgabe für die Sollvorgabe der Wartungsanforderung in Abhängigkeit der Auswertung.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    wobei im Verfahrensschritt (c) Abbilder einer der Kupplungsanordnung zugeordneten Energieabsorptionsvorrichtung aufgenommen werden, wobei die optischen Abbilder vorzugsweise auf Anforderung zu einem Anforderungszeitpunkt oder in vordefinierten Zeitintervallen aufgenommen und ausgewertet werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    wobei die Energieabsorptionsvorrichtung eine Anzeige aufweist, welche ausgebildet ist, mindestens ein optisch erfassbares Merkmal zu liefern, welches insbesondere als Referenz für eine notwendige Wartung der Energieabsorptionsvorrichtung und/oder der Kupplungsanordnung herangezogen wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    wobei zusätzlich zu den Kupplungsanordnungsdaten Umfelddaten bereitgestellt werden zum Beschreiben von Informationen der Umgebungsbedingungen, denen die Kupplungsanordnung ausgesetzt ist, wobei im Verfahrensschritt (c) die Umfelddaten beim Bestimmen der Sollvorgabe für die Wartungsanforderung der Kupplungsanordnung mit einfließen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    wobei als Sollvorgabe für die Wartungsanforderung eine zulässige Restbetriebsdauer der Kupplungsanordnung bis zur nächsten Wartung wenigstens mittelbar charakterisierende Größe bestimmt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    wobei die Kupplungsanordnungsdaten während des Betriebs des die Kupplungsanordnung tragenden bzw. aufweisenden Fahrzeugs zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig fahrzeugseitig, insbesondere mittels einer dem Fahrzeug zugeordneten Datenbereitstellungseinrichtung erfasst werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    wobei die Kupplungsanordnungsdaten der Kupplungsanordnung und/oder deren Komponenten zumindest teilweise mit einer der Kupplungsanordnung zugeordneten Datenbereitstellungseinrichtung erfasst werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    wobei als Kupplungsanordnungsdaten und/oder Umfelddaten für die einzelne Kupplungsanordnung folgendes erfasst werden/wird:
    - eine Laufzeit des die Kupplungsanordnung tragenden Fahrzeugs, insbesondere ein Kilometer-Stand des Fahrzeugs; und/oder
    - eine Anzahl der erfolgten Kuppelvorgänge; und/oder
    - ein bei einem Kuppelvorgang oder bei mehreren Kuppelvorgängen in die Kupplungsanordnung eingeleiteter insbesondere mittlerer Impuls; und/oder
    - GPS-Koordinaten der Kupplungsanordnung oder des Fahrzeugs; und/oder
    - eine Kuppelgeschwindigkeit; und/oder
    - eine Außentemperatur; und/oder
    - eine Kupplungs-ID.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und zumindest nach Anspruch 6, wobei beim Auswerten des optischen Ist-Zustandes der Kupplungsanordnung der Ist-Zustand mit einem Soll-Zustand verglichen wird, wobei wenn keine Abweichungen des Ist-Zustandes von dem Soll-Zustand ermittelt werden, die Sollvorgabe für die Wartungsanforderung aus den Kupplungsanordnungsdaten und/oder Umfelddaten beibehalten wird, und wobei beim Ermitteln einer Abweichung eine Änderungen der Sollvorgabe für eine Wartungsanforderung in Abhängigkeit der Art, des Umfangs und des direkten oder indirekten Einflusses der Abweichung auf eine Funktionsweise der Kupplungsanordnung und die durch die Sollvorgabe beschreibbare Restbetriebsdauer der Kupplungsanordnung und/oder einzelner Komponenten der Kupplungsanordnung bis zur nächsten Wartung ermittelt und als neue Sollvorgabe gesetzt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
    wobei die Kupplungsanordnung des spurgeführten Fahrzeugs eine Vielzahl von Kupplungsköpfe aufweist, und wobei im Verfahrensschritt (a) die Kupplungsanordnungsdaten von einem Kupplungskopf der Vielzahl von Kupplungsköpfe bereitgestellt werden, welche als Referenz für einen Zustand der übrigen Kupplungsköpfe der Kupplungsanordnung dienen.
  16. Überwachungssystem zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung eines spurgeführten Fahrzeugs, wobei die Kupplungsanordnung mindestens einen Kupplungskopf zum Kuppeln mit einem gegengleichen Kupplungskopf einer Gegen-Kupplung und optional eine Leitungskupplung zum Kuppeln mit einer Leitungskupplung einer Gegen-Kupplung zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder Daten und/oder flüssiger oder gasförmiger Medien aufweist, wobei das Überwachungssystem ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen und hierzu folgendes aufweist:
    - mindestens eine Einrichtung zum Erfassen und Bereitstellen von Kupplungsanordnungsdaten und/oder Umfelddaten;
    - optional eine Einrichtung zum Aufnehmen und/oder Bereitstellen von Abbildern der Kupplungsanordnung und/oder der Komponenten;
    - mindestens einen Datenspeicher zum Speichern der Kupplungsanordnungsdaten, Umfelddaten und Abbilder;
    - ein Datenverarbeitungssystem (6) zum Analysieren, Verarbeiten der Kupplungsanordnungsdaten, Umfelddaten und Abbilder,
    wobei das Datenverarbeitungssystem (6) mit den Bereitstellungseinrichtungen zum Übertragen von Daten koppelbar ist.
  17. Überwachungssystem nach Anspruch 16,
    wobei das Datenverarbeitungssystem (6) als Cloudstruktur zum Cloudcomputing ausgebildet ist.
  18. Überwachungssystem nach Anspruch 16 oder 17,
    wobei die Einrichtung zum Erfassen und Bereitstellen der Kupplungsanordnungsdaten und/oder Umfelddaten von einer dem Fahrzeug zugeordneten Steuerung gebildet wird.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009024506A1 (de) * 2009-06-08 2010-12-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Ermittlung von Wartungsinformationen
DE102013206977A1 (de) 2013-04-18 2014-11-06 Robert Bosch Gmbh Stromregelventilbaugruppe
WO2016193063A1 (fr) 2015-05-29 2016-12-08 Metrolab Système automatique de couplage de véhicules ferroviaires et procédé associé
EP3594084A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-15 Schweizerische Bundesbahnen SBB Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines eisenbahnnetzes und eisenbahnnetz
AT523862A1 (de) 2020-05-27 2021-12-15 Siemens Mobility Austria Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose und Überwachung für Fahrzeuge
DE102022117032A1 (de) * 2021-07-09 2023-01-12 Voith Patent Gmbh Verfahren zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung und Überwachungssystem

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013206997A1 (de) * 2013-04-18 2014-11-06 Voith Patent Gmbh Überwachungssystem
DE102016203921A1 (de) * 2016-03-10 2017-09-14 Voith Patent Gmbh Auslöseüberwachungseinrichtung für ein Verformungsrohr in einer Kupplung; Verformungsrohr für eine Kupplung und Zugkupplung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009024506A1 (de) * 2009-06-08 2010-12-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zur Ermittlung von Wartungsinformationen
DE102013206977A1 (de) 2013-04-18 2014-11-06 Robert Bosch Gmbh Stromregelventilbaugruppe
WO2016193063A1 (fr) 2015-05-29 2016-12-08 Metrolab Système automatique de couplage de véhicules ferroviaires et procédé associé
EP3594084A1 (de) * 2018-07-13 2020-01-15 Schweizerische Bundesbahnen SBB Verfahren und vorrichtung zur überwachung eines eisenbahnnetzes und eisenbahnnetz
AT523862A1 (de) 2020-05-27 2021-12-15 Siemens Mobility Austria Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Diagnose und Überwachung für Fahrzeuge
DE102022117032A1 (de) * 2021-07-09 2023-01-12 Voith Patent Gmbh Verfahren zum zustandsbasierten Warten einer Kupplungsanordnung und Überwachungssystem

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