DE102009043225A1

DE102009043225A1 - Rail vehicle, has sensors i.e. radio sensors, energized by energy sources that are locally provided at position of sensors, where energy sources supply sensors with energy without using external power supply

Info

Publication number: DE102009043225A1
Application number: DE200910043225
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Burg
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-03-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Sensor (S1, S2, S3) im Fahrwerksbereich (R, F), der Messwerte erfasst und über eine Signalverbindung einer wagenkastenseitigen Datenverarbeitungseinrichtung (D) zuleitet, wobei der Sensor (S1, S2, S3) als Funksensor ausgebildet ist und seine Messwerte einer Funkempfangseinrichtung (E) zuleitet, welche mit der Datenverarbeitungseinrichtung (D) verbunden ist, und der Sensor (S1, S2, S3) aus einer lokal am Ort des Sensors (S1, S2, S3) vorhandenen Energiequelle (E1, E2, E3) gespeist ist, die den Sensor (S1, S2, S3) ohne Einbeziehung einer externen Energieversorgung mit Energie versorgt.The invention relates to a rail vehicle with a sensor (S1, S2, S3) in the chassis area (R, F), which acquires measured values and feeds them via a signal connection to a carriage box-side data processing device (D), the sensor (S1, S2, S3) acting as a radio sensor is formed and its measured values to a radio receiving device (E) zuleitet, which is connected to the data processing device (D), and the sensor (S1, S2, S3) from a locally at the location of the sensor (S1, S2, S3) existing energy source (E1 , E2, E3), which supplies the sensor (S1, S2, S3) without the involvement of an external power supply with energy.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit einem Sensor im Fahrwerksbereich, der Messwerte erfasst und diese über eine Signalverbindung einer wagenkastenseitigen Datenverarbeitungseinrichtung zuleitet.The invention relates to a rail vehicle with a sensor in the chassis area, which acquires measured values and feeds them via a signal connection to a cartbox-side data processing device.

Im Fahrwerksbereich eines Schienenfahrzeugs ist häufig eine Vielzahl von Sensoren untergebracht, wobei als Beispiele ein Drehzahlsensor, ein Radsatzlagertemperatursensor und ein Schwingungssensor genannt werden können.In the chassis area of a rail vehicle, a plurality of sensors is often accommodated, examples being a speed sensor, a wheel bearing temperature sensor and a vibration sensor may be mentioned.

Diese sämtlichen Sensoren sind mit elektrischer Energie zu versorgen und es muss sichergestellt werden, dass deren erfasste Messwerte einer zentralen Datenverarbeitungseinrichtung, die beispielsweise Steuerungs- bzw. Sicherheitsüberwachungsfunktionen ausführt oder Diagnosedaten sammelt, auswertet und ausgibt, zugeleitet werden.All of these sensors are to be supplied with electrical energy and it must be ensured that their recorded measured values are fed to a central data processing device which, for example, performs control or safety monitoring functions or collects, evaluates and outputs diagnostic data.

Sensoren im Drehgestell- bzw. Fahrwerksbereich eines Schienenfahrzeugs sind ein bekanntes Problemfeld bei Eisenbahnen. Ein Teil dieser Probleme ist darauf zurückzuführen, dass zur Energieversorgung der Sensoren und zur Übertragung der zu signalisierenden Messwerte eine umfangreiche Verkabelung sowohl im Drehgestell als auch zwischen Drehgestell (Radsatz und Drehgestellrahmen) und Wagenkasten vorgesehen ist. Diese Verkabelung ist aufwendig und störungsanfällig, denn sie ist einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt, wie Schwingungen, Stöße, Vereisung, Feuchtigkeit, Steinschlag, Wildschäden sowie mechanischen Belastungen durch die Relativbewegungen des Drehgestells in Bezug auf den Wagenkasten des Schienenfahrzeugs.Sensors in the bogie or chassis area of a rail vehicle are a known problem area in railways. Part of these problems are due to the fact that extensive wiring is provided both in the bogie and between bogie (wheelset and bogie frame) and car body to power the sensors and transmit the measured values to be signaled. This wiring is complex and prone to failure, because it is exposed to a variety of loads, such as vibrations, shocks, icing, moisture, stone chips, game damage and mechanical stress due to the relative movements of the bogie with respect to the car body of the rail vehicle.

Dies führt insgesamt dazu, dass sich Störungen an den Sensoren bzw. deren Verkabelung oft direkt negativ auf den Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs auswirken.On the whole, this leads to disturbances on the sensors or their wiring often having a direct negative effect on the driving operation of the rail vehicle.

Um die Störanfälligkeit gerade der Verkabelung der Drehgestellsensoren möglichst gering zu halten, wird diese sorgsam ausgelegt, und zwar mit hochwertigen Kabeln und Steckern, sowie Schutzschläuchen. Einzusetzende Bauteile und Kabelführung werden getestet, wobei umfangreiche Material- und Belastungstests sowie Ausdrehversuche vorgenommen werden.In order to minimize the susceptibility of just the cabling of the bogie sensors, this is carefully designed, with high quality cables and connectors, and protective hoses. Components to be used and cable routing are tested, with extensive material and load tests and Ausdrehversuche be made.

Bei der Kabelführung werden verschiedene Varianten genutzt. Es können die einzelnen Sensoren direkt zum Wagenkasten des Schienenfahrzeugs verkabelt werden. Alternativ dazu kann eine drehgestellinterne Verkabelung vorgesehen sein, wobei dann drehgestellmittig die Kabel gebündelt zum Wagenkasten geführt werden. Letztere Variante bedeutet mehr Montageaufwand, jedoch sind die verlegten Kabel auch etwas besser geschützt gegen externe Beschädigung durch die geringeren Relativbewegungen zwischen Drehgestell und Wagenkasten.When cable routing different variants are used. It can be wired directly to the car body of the rail vehicle, the individual sensors. Alternatively, a bogie internal cabling may be provided, then the center of the cable bundled cables are routed to the car body. The latter variant means more installation effort, but the laid cables are also slightly better protected against external damage by the lower relative movements between bogie and car body.

Die Kabel im Fahrwerksbereich werden über eine Diagnose mit Hilfe der oben genannten Datenverarbeitungseinrichtung sowie über Sichtkontrollen überwacht und bei Beschädigung ausgetauscht. Insgesamt wird somit eine Vielzahl von Maßnahmen ergriffen, um die Störanfälligkeit der Verkabelung der Sensoren im Fahrwerksbereich zu vermindern. Trotz dieser Anstrengungen kommt es immer wieder zu Problemen, aus denen entsprechende Betriebsstörungen resultieren.The cables in the chassis area are monitored via a diagnosis with the aid of the above-mentioned data processing device as well as visual checks and replaced in the event of damage. Overall, therefore, a variety of measures is taken to reduce the susceptibility of the wiring of the sensors in the chassis area. Despite these efforts, there are always problems that result in corresponding breakdowns.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass ein Betrieb der Sensoren im Fahrwerksbereich weniger störanfällig wird.Based on this, the invention is based on the object to further develop a rail vehicle of the type mentioned that operation of the sensors in the chassis area is less prone to failure.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Schienenfahrzeug dadurch gelöst, dass der Sensor als Funksensor ausgebildet ist und seine Messwerte einer Funkempfangseinrichtung zuleitet, welche mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, und der Sensor aus einer lokal am Ort des Sensors vorhandenen Energiequelle gespeist ist, die den Sensor mit Energie versorgt, ohne Einbeziehung/Anbindung/Nutzung einer externen Energieversorgung. Zur Aufrechterhaltung der Funktion bei Schwankungen der lokalen Energiequelle kann zusätzlich ein Energiezwischenspeicher, z. B. ein Kondensator, zum Einsatz kommen, der von der lokalen Energiequelle geladen wird.This object is achieved with the aforementioned rail vehicle in that the sensor is designed as a radio sensor and transmits its measured values to a radio receiving device, which is connected to the data processing device, and the sensor is fed from an energy source present locally at the location of the sensor, which sensor supplied with energy, without inclusion / connection / use of an external energy supply. In order to maintain the function in the event of fluctuations in the local energy source, an energy buffer, for. As a capacitor, are used, which is charged by the local power source.

Aufgrund der Ausbildung des Sensors als Funksensor können die von dem Sensor erfassten Messwerte über eine Funkstrecke an eine geeignete Empfangseinrichtung am Wagenkasten des Schienenfahrzeugs gesendet und von da aus an die Datenverarbeitungseinrichtung, die beispielsweise für Diagnosezwecke eingesetzt wird, weitergeleitet werden. Dies bedeutet, dass für die Messwerteübertragung auf etwaige Kabel von dem Sensor aus in Richtung Wagenkasten verzichtet werden kann. Zur Energieversorgung des Sensors wird darauf abgestellt, lokal am Ort des Sensors vorhandene Energiequellen für diese Zwecke zu nutzen. Dabei wird insbesondere auf die Nutzung von externen Energiequellen, z. B. vom Wagen aus, verzichtet, so dass eine unmittelbare Energieversorgung des Sensors vorliegt.Due to the design of the sensor as a radio sensor, the measured values detected by the sensor can be transmitted via a radio link to a suitable receiving device on the car body of the rail vehicle and forwarded therefrom to the data processing device, which is used for diagnostic purposes, for example. This means that for the transmission of measured values, any cables from the sensor to the body can be dispensed with. For energy supply of the sensor is made to use locally at the location of the sensor existing energy sources for these purposes. In particular, the use of external energy sources, eg. B. from the car, waived, so that there is an immediate power supply of the sensor.

Im Fahrwerksbereich eines Schienenfahrzeugs sind mehrere mögliche Energiequellen vorhanden. So treten im Fahrwerksbereich beispielsweise Temperaturdifferenzen zwischen vorhandenen Bauteilen auf. Auch liegen dort Schwingungs- oder Drehbewegungen, sowie auch Rüttelbewegungen vor, die als Energiequelle nutzbar sind. Allgemein kann die lokal am Ort des Sensors vorhandene Energiequelle aus einer Gruppe ausgewählt sein, die eine Quelle für thermische Energie und eine Quelle für aus einer Lateral- oder Drehbewegung stammende kinetische Energie umfasst. Dabei ist es günstig, wenn als Energiequellen verwendete Schwingungs- oder Stoßbewegungen eine Regelmäßigkeit zeigen, so dass eine kontinuierliche Energieversorgung für den Sensor sichergestellt werden kann.In the chassis area of a rail vehicle there are several possible sources of energy. For example, temperature differences between existing components occur in the chassis area. There are also vibration or rotational movements, as well as Rüttelbewegungen ago, which can be used as an energy source. Generally, the energy source present locally at the location of the sensor may be selected from a group that includes a source of thermal energy and a source of latent or rotational kinetic energy. In this case, it is favorable if oscillatory or pushing movements used as energy sources show a regularity, so that a continuous energy supply for the sensor can be ensured.

Abhängig von der Art der lokal am Ort des Sensors vorhandenen Energiequelle, kann mit Hilfe eines Umsetzers der Sensor mit elektrischer Energie versorgt sein, wobei der Umsetzer aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein Piezo-Element, ein Peltier-Element und Induktionsspulen umfasst. Beispielsweise erzeugt ein Piezo-Element aufgrund von Druckbeaufschlagung elektrischer Energie. Diese Druckbeaufschlagung kann beispielsweise bei Schwingungs- und Rüttelbewegungen auftreten. Ein Peltier-Element ist dazu geeignet, aus einer Temperaturdifferenz elektrische Energie zu erzeugen, während Induktionsspulen geeignet sind, Drehbewegungsenergie und Relativbewegungen, d. h. auch Schwingungs- und Rüttelbewegungen, auf den Sensor zu übertragen. Der Umsetzer ist bevorzugt in dem Sensor integriert.Depending on the type of energy source present locally at the location of the sensor, the sensor may be supplied with electrical energy by means of a converter, the converter being selected from a group comprising a piezo element, a Peltier element and induction coils. For example, generates a piezoelectric element due to pressurization of electrical energy. This pressurization can occur, for example, vibration and vibration movements. A Peltier element is adapted to generate electrical energy from a temperature difference while induction coils are suitable, rotational energy of motion and relative motions, i. H. also vibration and vibration movements to transmit to the sensor. The converter is preferably integrated in the sensor.

In einem Beispiel kann der Funksensor als Drehzahlsensor ausgebildet sein, der als die Energiequelle eine auftretende Drehbewegung oder Rüttelbewegung nutzt. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Funksensor als Radsatzlagertemperatursensor ausgebildet sein, der als die Energiequelle eine Temperaturdifferenz, eine Rüttelbewegung oder eine Drehbewegung vorhandener Wälzlager oder Lastwechsel an den Wälzlagern zur Energieversorgung nutzt.In one example, the radio sensor may be configured as a speed sensor, which uses an occurring rotational movement or shaking movement as the energy source. In another embodiment, the radio sensor may be formed as Radsatzlagertemperatursensor, which uses as the energy source, a temperature difference, a shaking movement or a rotational movement of existing bearings or load changes to the bearings for energy supply.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Funksensor als Schwingungssensor ausgebildet sein, der als die Energiequelle Schwingungen oder Rüttelbewegungen zur Energieversorgung nutzt.In a further embodiment, the radio sensor may be formed as a vibration sensor, which uses as the energy source vibrations or shaking movements for energy supply.

Als alternative Energiequelle kann auch vorhandene Druckluft in einem Drehgestell des Schienenfahrzeugs verwendet werden. Wenn das Schienenfahrzeug beispielsweise mit einer pneumatischen Bremse ausgestattet ist, liegt diese Druckluft bereits fahrwerksseitig vor, so dass sie auch als Energiequelle für einen dort anzuordnenden Sensor dienen kann.As an alternative source of energy and existing compressed air can be used in a bogie of the rail vehicle. If the rail vehicle is equipped, for example, with a pneumatic brake, this compressed air is already present on the chassis side, so that it can also serve as an energy source for a sensor to be arranged there.

In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Funksensor als die Energiequelle rückgewonnene Bremsenergie nutzt.In a further embodiment, it may be provided that the radio sensor uses regenerated braking energy as the energy source.

Zusammengefasst ergeben sich folgende Vorteile:

– Zwischen Fahrwerksbereich und Wagenkasten kann jeglicher Aufwand für Kabel, Kabelführung, Kabelschutz sowie deren Test und Instandhaltung fortfallen.
– Ggf., und zwar je nach Funkverfahren, können sich auch Einsparungen von Verkabelung im Wagenkasten ergeben. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn zwischen den Sensoren und einem Empfänger am Wagenkasten eine freie Sichtverbindung vorliegt, so dass eine weitreichende Funkstrecke etabliert werden kann.
– Da auf Verkabelung im Drehgestellbereich wenigstens teilweise verzichtet werden kann, ergeben sich verminderte Schäden an der Verkabelung durch Schwingungen, Stöße, Vereisung, Feuchtigkeit, Steinschlag, Wildschäden sowie mechanische Belastungen durch die Relativbewegung des Drehgestells/Fahrwerks.
– Durch die geringere Störanfälligkeit für die Messwerteübertragung im Bereich des Fahrwerks wird der Betrieb des Schienenfahrzeugs insgesamt verbessert, so dass sich beispielsweise weniger Verspätungen und Störungen ergeben können.
– Die vorgeschlagene Lösung gestattet es, Sensoren im Bereich des Drehgestells/Fahrwerks in einfacher Weise nachzurüsten.
– Auch ist man in der Wahl des Einsatzortes von Sensoren im Bereich des Fahrwerks freier.
– Durch den Fortfall von Kabelmaterial kann sich außerdem ergeben, dass ein Luftwiderstand und das Gewicht des Schienenfahrzeugs reduziert werden.

In summary, the following advantages result:

- Between the chassis area and car body, any expense for cables, cable management, cable protection and their testing and maintenance can be omitted.
- If necessary, depending on the radio procedure, there may also be savings in wiring in the car body. This is possible in particular when there is a free line of sight between the sensors and a receiver on the vehicle body, so that a far-reaching radio link can be established.
- Since cabling in the bogie area can be at least partially eliminated, resulting in reduced damage to the wiring by vibrations, shocks, icing, moisture, stone chips, game damage and mechanical stress due to the relative movement of the bogie / chassis.
- Due to the lower susceptibility to transmission of measured values in the area of the chassis, the operation of the rail vehicle is improved overall, so that, for example, fewer delays and failures may result.
- The proposed solution makes it possible to retrofit sensors in the bogie / chassis in a simple manner.
- Also, one is in the choice of the location of sensors in the area of the suspension free.
- The elimination of cable material can also result in air resistance and the weight of the rail vehicle being reduced.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Blockdiagrammdarstellung von Komponenten eines Schienenfahrzeugs, die an einer Messwerteerfassung und – signalisierung aus dem Fahrwerksbereich beteiligt sind.Exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The sole FIGURE shows a schematic block diagram representation of components of a rail vehicle, which are involved in a measured value acquisition and signaling from the chassis area.

Aus der Blockdiagrammdarstellung geht der allgemeine Aufbau von Komponenten bei einem Schienenfahrzeug im Fahrwerksbereich hervor, der zur Übertragung von aktuell erfassten Messwerten aus dem Fahrwerksbereich zum Wagenkasten eingesetzt wird. Dabei gehören zum Fahrwerksbereich ein beispielhafter Radsatz R und ein Fahrwerksrahmen F. Am Radsatz R ist ein erster Sensor S1, bei dem es sich um einen Drehzahlsensor handelt, vorgesehen, während der Fahrwerksrahmen F einen als Schwingungssensor ausgeführten zweiten Sensor S2 aufweist. Beide Sensoren S1, S2 sind als Funksensoren ausgeführt und übermitteln ihre Messwerte über zugehörige Funkstrecken an einen wagenkastenseitigen Empfänger E. Von dem Empfänger E aus werden die übermittelten Messwerte einer beispielsweise im Führerhaus eines Schienenfahrzeugs vorgesehenen Diagnoseeinrichtung zugeführt, welche die Messwerte verarbeitet und anzeigt. Für die jeweiligen Funkstrecken ist es günstig, wenn die zurückzulegende Strecke zwischen den Sensoren S1, S2 einerseits und dem Empfänger E andererseits eine freie Sichtverbindung gestattet, denn in diesem Fall lässt sich eine drahtlose Übermittlung der Messwerte vom Fahrwerksbereich zum Wagenkasten W energiesparend realisieren.The block diagram depicts the general structure of components in a rail vehicle in the chassis area, which is used to transmit currently measured values from the chassis area to the vehicle body. An exemplary wheel set R and a chassis frame F belong to the chassis area. A first sensor S1, which is a speed sensor, is provided on the wheel set R, while the chassis frame F has a second sensor S2 designed as a vibration sensor. Both sensors S1, S2 are designed as radio sensors and transmit their measured values via corresponding radio links to a carcass-side receiver E. From the receiver E, the transmitted measured values are fed to a diagnostic device provided, for example, in the cab of a rail vehicle, which processes and displays the measured values. For the respective radio links, it is favorable if the distance to be covered between the sensors S1, S2 on the one hand and the receiver E permits a free line of sight, because in this case, a wireless transmission of the measured values from the chassis area to the car body W can be realized in an energy-saving manner.

Die Energieversorgung der Sensoren S1, S2 erfolgt unter Nutzung der lokalen Situation im Drehgestell/Fahrwerk. Als Beispiele für lokal nutzbare Energiequellen sind folgende anzugeben:

– In einem Lager des Radsatzes R ergibt sich Wärmeentwicklung, so dass sich Temperaturdifferenzen ergeben. Diese Temperaturdifferenzen können zur Erzeugung elektrischer Energie beispielsweise mit Hilfe eines Peltier-Elementes ausgenutzt werden.
– Bei den Radsätzen und Radsatzlagern handelt es sich um sich drehende Komponenten. Die hier vorliegende kinetische Energie kann ebenfalls in elektrische Energie umgesetzt werden, beispielsweise mit Hilfe von Induktionsspulen.
– Am Radsatzlager und am Fahrwerksrahmen ergeben sich regelmäßige Schwingungen und Stöße, die ebenfalls, beispielsweise mit Hilfe von Piezo-Elementen, zur Erzeugung elektrischer Energie herangezogen werden können. Eine weitere Möglichkeit ergibt sich mit Hilfe von einer Spule, in der ein Magnet hin und her schwingt. Dabei empfiehlt sich die Projektierung einer Eigenschwingung im Bereich von häufig auftretenden Frequenzen.
– Auch rückgewonnene Bremsenergie kann zur elektrischen Versorgung der Sensoren S1, S2 verwendet werden.
– Zwischen Radsatz R und Fahrwerksrahmen F, der auch als Drehgestellrahmen bezeichnet werden kann, bzw. zwischen Drehgestell und Wagenkasten W treten Relativbewegungen auf, die ebenfalls in elektrische Energie umsetzbar sind, z. B. mit Hilfe von einer Spule in der sich ein Magnet hin und her bewegt mit den auftretenden Relativbewegungen. Eine weitere Möglichkeit ergibt sich mit Hilfe von Piezoelementen an den Verbindungsstellen zwischen Radsatz und Fahrwerksrahmen (z. B. Feder, Dämpfer), die die Druckschwankungen an den Auflageflächen bzw. im Dämpfer in elektrische Energie umwandeln.
– In dem Fall, wenn das Schienenfahrzeug mit einer pneumatischen Bremse ausgestattet ist, steht im Bereich des Radsatzes R Druckluft zur Verfügung, die auch zur Energieversorgung beispielsweise des Sensors S1 zum Einsatz kommen kann.
– Auch ergeben sich im Fahrbetrieb sich ändernde Belastungen der tragenden Bauteile, die ebenfalls zur Energiegewinnung ausgenutzt werden können z. B. mit Hilfe von Piezoelementen, die die Verformung von Bauteilen in elektrische Energie umwandeln.

The energy supply of the sensors S1, S2 takes place using the local situation in the bogie / chassis. As examples of locally usable energy sources, the following must be stated:

- In a bearing of the wheel set R results in heat development, so that there are temperature differences. These temperature differences can be exploited for generating electrical energy, for example by means of a Peltier element.
- The wheelsets and wheelset bearings are rotating components. The kinetic energy present here can also be converted into electrical energy, for example by means of induction coils.
- At the wheelset and the chassis frame, there are regular vibrations and shocks, which can also be used, for example with the aid of piezoelectric elements, to generate electrical energy. Another possibility arises with the help of a coil in which a magnet oscillates back and forth. It is advisable to configure a natural oscillation in the range of frequently occurring frequencies.
- Also recovered braking energy can be used to supply power to the sensors S1, S2.
- Between wheelset R and chassis frame F, which can also be referred to as a bogie frame, or between bogie and car body W occur relative movements, which are also implemented in electrical energy, eg. B. with the help of a coil in which a magnet moves back and forth with the relative movements occurring. Another possibility arises with the aid of piezo elements at the connection points between the wheel set and the chassis frame (eg spring, damper), which convert the pressure fluctuations at the bearing surfaces or in the damper into electrical energy.
- In the case when the rail vehicle is equipped with a pneumatic brake, in the area of the wheel set R compressed air is available, which can also be used to supply energy, for example, the sensor S1.
- Also arise in driving changing loads on the load-bearing components, which can also be exploited for energy production z. B. with the help of piezo elements that convert the deformation of components into electrical energy.

Allgemein wird zur Energieversorgung der Sensoren S1, S2, S3 somit eine lokal vorhandene Energiequelle genutzt, bei der es sich beispielsweise um eine thermische Energiequelle oder um eine kinetische Energiequelle handeln kann. Jeweils ist ein geeigneter Energieumsetzer vorzusehen, so dass für die Sensoren S1, S2, S3 die benötigte elektrische Energie bereitgestellt wird. In dieser Weise ist den Sensoren S1, S2, S3 jeweils eine Energiequelle E1, E2, E3 zugeordnet. Dabei ist zu berücksichtigen, dass ein erforderlicher Energieumsetzer bereits in die Sensoren S1, S2, S3 integriert sein kann.Generally, a locally available energy source, which can be, for example, a thermal energy source or a kinetic energy source, is thus used to supply energy to the sensors S1, S2, S3. In each case, a suitable energy converter should be provided so that the required electrical energy is provided for the sensors S1, S2, S3. In this way, the sensors S1, S2, S3 are each assigned an energy source E1, E2, E3. It should be noted that a required energy converter can already be integrated into the sensors S1, S2, S3.

Der Sensor S1 am Radsatz R ist als Drehzahlsensor ausgebildet, der nicht nur eine vorliegende Drehzahl misst, sondern die Drehbewegung oder die Rüttelbewegungen im Bereich des Radsatzes R zur Energieversorgung nutzt und aktuell erfasste Messwerte zum Wagenkasten W funkt, und zwar über den Empfänger E.The sensor S1 on the wheelset R is designed as a speed sensor, which measures not only a present rotational speed, but uses the rotational movement or shaking movements in the area of the wheel set R for energy supply and currently measured values sparking to the car body W, via the receiver E.

Der Sensor S2 ist als Schwingungssensor für den Fahrwerksrahmen vorgesehen Der Schwingungssensor S2 misst nicht nur auftretende Schwingungen, sondern die Schwingungen oder die Rüttelbewegungen des Fahrwerksrahmens werden außerdem zur Energieversorgung für den Sensor S2 genutzt, der seine Messwerte ebenfalls zum Wagenkasten W funkt.The sensor S2 is provided as a vibration sensor for the chassis frame The vibration sensor S2 measures not only occurring vibrations, but the vibrations or the vibration movements of the chassis frame are also used to supply power to the sensor S2, which also sends its measurements to the car body W.

Der Sensor S3 ist als Temperatursensor am im Fahrwerk integrierten Antrieb (Fahrmotor, Getriebe) A vorgesehen. Der Sensor S3 misst nicht nur die Temperatur des Antriebes A sondern nutzt auch die Temperaturunterschiede oder alternativ die Drehbewegung des Antriebes A zur Energieversorgung und funkt die Temperaturmesswerte zum Wagenkasten W an den Empfänger E. Der Sensor S3 kann alternativ auch als Drehzahlsensor ausgeführt sein und entsprechend Drehzahlen des Antriebes A zum Wagenkasten funken.The sensor S3 is provided as a temperature sensor on the drive integrated in the chassis (drive motor, gearbox) A. The sensor S3 not only measures the temperature of the drive A but also uses the temperature differences or alternatively the rotational movement of the drive A to the power supply and radiates the temperature readings to the car body W to the receiver E. The sensor S3 can alternatively be designed as a speed sensor and corresponding speeds of the drive A spark to the car body.

Die konkrete Positionierung des Empfängers E am Wagenkasten W ergibt sich in erster Linie aus der Reichweite der eingesetzten Funktechnik, welche wiederum in erster Linie von der Energieversorgung der Sensoren S1, S2, S3 abhängt. Es ist ersichtlich, dass mit höherer Energieversorgung für die Sensoren S1, S2, S3 bzw. sparsamerer Funktechnologie der Empfänger weiter entfernt am Wagenkasten W angeordnet werden kann, so dass ggf. zusätzlich Kabelverlegung am Wagenkasten eingespart werden kann.The specific positioning of the receiver E on the vehicle body W results primarily from the range of the radio technology used, which in turn depends primarily on the energy supply of the sensors S1, S2, S3. It can be seen that, with a higher energy supply for the sensors S1, S2, S3 or more economical radio technology, the receiver can be arranged further away from the vehicle body W, so that optionally additional cable laying on the vehicle body can be saved.

Der Sensor S1 am Radsatzlager R kann alternativ aus als Radsatzlagertemperatursensor ausgeführt sein, der nicht nur eine Temperatur misst, sondern auch eine Temperaturdifferenz oder die Rüttelbewegungen oder die Drehbewegung von Wälzlagern des Radsatzes oder die Lastwechsel am Wälzlager zur Energieversorgung nutzt, sowie die Temperaturmesswerte zum Wagenkasten W funkt.The sensor S1 on the wheelset bearing R can alternatively be embodied as a wheel bearing temperature sensor, which not only measures a temperature but also uses a temperature difference or the shaking movements or the rotational movement of roller bearings of the wheelset or the load changes on the rolling bearing for power supply, and the temperature readings to the car body W sparks.

Wenn eine laufende Messwertübertragung notwendig ist und die lokale Energiequelle nicht immer oder nicht immer ausreichend Energie liefert kann im Sensor (S1, S2, S3) optional ein Energiepufferspeicher ergänzt werden, z. B. ein Kondensator. Der Energiepufferspeicher wird durch die lokale Energiequelle (E1, E2, E3) geladen. Beispielsweise kann damit der Sensor S1, der z. B. durch die Drehbewegung des Radsatzes mit elektrischer Energie versorgt wird, über einen begrenzten Zeitraum auch dann Messwerte funken, wenn das Schienenfahrzeug steht. Weiter kann beispielsweise der Sensor S3, der z. B. durch die Temperaturdifferenzen des Antriebes A mit elektrischer Energie versorgt wird, über einen begrenzten Zeitraum auch dann Messwerte funken, wenn der Antrieb A sich noch nicht erwärmt hat.If a continuous measured value transmission is necessary and the local energy source does not always or not always supply sufficient energy, an energy buffer memory can optionally be added in the sensor (S1, S2, S3). B. a capacitor. The energy buffer is charged by the local energy source (E1, E2, E3). For example, thus the sensor S1, the z. B. is supplied by the rotational movement of the wheels with electrical energy, sparking over a limited period and then readings when the rail vehicle is. Further, for example, the sensor S3, the z. B. is supplied by the temperature differences of the drive A with electrical energy over a limited period of time even then measured values spark when the drive A has not yet warmed up.

Beispielsweise der Sensor S1 kann auch als Sensorbündel aufgefasst werden, so dass Sensoren normaler Bauart im Drehgestell gebündelt sind. Die von dem Sensorbündel erfassten Messwerte können dann gemeinsam zum Wagenkasten W gefunkt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Einzelsensoren des Sensorbündels von normaler Bauart, d. h. ohne integrierten Energieumsetzer. In diesem Fall erfolgt eine Energieversorgung für einen vorgesehenen Sender über im Bereich des Drehgestells vorhandene Druckluft oder die Schwingungen oder die Rüttelbewegungen oder aber über elektromagnetische Induktion vom Wagenkasten W aus. Bei dieser Ausführungsform ist das Einsparpotential an Kabeln geringer, da es innerhalb des Drehgestells erforderlich ist, über jeweilige Kabel die Energieversorgung der einzelnen Sensoren sicherzustellen und auch deren erfasste Messwerte dem zentralen Sender zuzuführen. Allerdings fallen nach wie vor Kabel zwischen Fahrwerk und Wagenkasten W fort.For example, the sensor S1 can also be understood as a sensor bundle, so that sensors of normal design are bundled in the bogie. The measured values acquired by the sensor bundle can then be sent to the body W together. In this embodiment, the individual sensors of the sensor bundle are of normal design, i. H. without integrated energy converter. In this case, there is a power supply for a designated transmitter on existing in the bogie compressed air or the vibrations or shaking movements or via electromagnetic induction of the car body W from. In this embodiment, the potential for savings on cables is lower, since it is necessary within the bogie to ensure via respective cables the power supply of the individual sensors and also to supply their detected measured values to the central transmitter. However, cables between chassis and car body W continue to fall.

Claims

Rail vehicle with a sensor (S1, S2, S3) in the chassis area (R, F), the measured values detected and fed via a signal connection of a carriage box side data processing device (D), characterized in that the sensor (S1, S2, S3) designed as a radio sensor and transmits its measured values to a radio receiving device (E), which is connected to the data processing device (D), and the sensor (S1, S2, S3) from a locally available energy source (E1, S1, S2, S3) at the location of the sensor (S1, S2, S3) E2, E3) which supplies power to the sensor (S1, S2, S3) without involving an external power supply.

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the energy source (E1, E2, E3) present locally at the location of the sensor (S1, S2, S3) is selected from a group comprising a source of thermal energy and a source of lateral energy - or rotational kinetic energy comprises.

Rail vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor (S1, S2, S3) is provided with an energy buffer memory which is chargeable by the local energy source (E1, E2, E3).

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that, depending on the type of locally locally sensor (S1, S2, S3) existing energy source (E1, E2, E3), with the aid of a converter, the sensor is supplied with electrical energy, wherein the Translator is selected from a group comprising a piezo element, a Peltier element and induction coils.

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the sensor (S1, S2, S3) is designed as a speed sensor, which uses as the energy source (E1, E2, E3) an occurring rotational movement or shaking movement.

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the sensor (S1, S2, S3) is designed as Radsatzlagertemperatursensor, as the energy source (E1, E2, E3) a temperature difference, a shaking movement or a rotational movement of existing rolling bearings or load changes to the rolling bearings Energy supply uses.

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the sensor (S1, S2, S3) is designed as a vibration sensor, which uses as the energy source (E1, E2, E3) vibrations or Rüttelbewegungen for energy supply.

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the sensor (S1, S2, S3) as the energy source (E1, E2, E3) uses existing compressed air in a bogie of the rail vehicle.

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the sensor (S1, S2, S3) is positioned such that as the energy source (E1, E2, E3) electromagnetic induction from the car body can be used.

Rail vehicle according to claim 1, characterized in that as the energy source (E1, E2, E3) recovered braking energy is used.