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Title:
METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING A WHEEL DIAMETER OF A VEHICLE, IN PARTICULAR OF A RAIL VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/032992
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for determining a wheel diameter (10) of a vehicle (2), in particular of a rail vehicle, wherein a first distance (30) between a distance sensor (16, 18) and an axis of rotation (24) of the wheel (8) is determined when the distance sensor (16, 18) is installed, wherein a second distance (28) between the distance sensor (16, 18) and the running surface (26) of the wheel (8) is determined during the operation of the vehicle (2), and wherein the diameter (10) of the wheel (8) is determined in accordance with the relation 2*(first distance (30) - second distance (28)).

Inventors:
ROSENKRANZ UWE (DE)
BOCK ULRICH (DE)
BAEHR MAIK (DE)
DRIEMEL ANDREAS (DE)
LUEHRS PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/067135
Publication Date:
March 06, 2014
Filing Date:
August 16, 2013
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
B61K9/12
Foreign References:
EP1422119A12004-05-26
DE102004041804A12006-03-09
DE102006033210A12008-01-17
EP1197419A12002-04-17
DE202006019808U12007-04-12
DE10102673A12002-07-18
US4155526A1979-05-22
Other References:
See also references of EP 2872371A1
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Bestimmung eines Raddurchmessers (10) ei¬ nes Fahrzeugs (2), insbesondere eines Schienenfahrzeugs, bei dem

ein erster Abstand (30) zwischen einem Abstandssensor (16, 18) und einer Drehachse (24) des Rades (8) bei der Montage des Abstandssensors (16, 18) ermittelt wird, ein zweiter Abstand (28) zwischen dem Abstandssensor (16, 18) der Lauffläche (26) des Rades (8) während des

Betriebs des Fahrzeugs (2) ermittelt wird, und

der Durchmesser (10) des Rades (8) gemäß der Beziehung 2* (erster Abstand (30) - zweiter Abstand (28)) ermittelt wird .

2. Verfahren nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

der zweite Abstand (28) bei Stillstand des Fahrzeugs (2) er¬ mittelt wird, insbesondere im Wesentlichen unverzüglich nach Beginn einer Bestromung des Abstandssensors (16, 18) .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

eine Verkleinerung des Raddurchmessers (10) mittels mindes- tens einer weiteren Messung des zweiten Abstands (28) verifiziert wird.

4. Vorrichtung (12), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Messein- richtung (14) zur Erfassung eines Raddurchmessers (10) eines Fahrzeugs (2), insbesondere eines Schienenfahrzeugs, wobei die Messeinrichtung (14) einen fahrzeugstationären, insbesondere induktiven, Abstandsensor (16, 18) aufweist, der in einem ersten Abstand (30) zu einer Drehachse (24) des Rades (8) und einem zweiten Abstand (28) zu der Lauffläche (26) des Ra¬ des (8) angeordnet ist, und wobei der Raddurchmesser (10) ge¬ mäß der Beziehung 2* (erster Abstand (30) - zweiter Abstand (28)) ermittelt ist.

5. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

der Abstandsensor (16, 18) im Wesentlichen in einer Ebene mit dem Rad (8) und/oder in einer horizontalen, durch die Drehachse (24) verlaufenden Ebene angeordnet ist.

6. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4 oder 5,

g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

einen im Bereich des Abstandsensors (16, 18) angeordneten Temperatursensor (20) der Messeinrichtung (14).

7. Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

einen zweiten Abstandsensor (18) der Messeinrichtung (14), der bezüglich der Drehachse (24) um einen Winkel ( ) zu dem ersten Abstandsensor (16) versetzt ist.

8. Vorrichtung (12) nach Anspruch 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

der Winkel ( ) kleiner 20°, vorzugsweise kleiner 10°, insbe¬ sondere kleiner 5° ist.

9. Vorrichtung (12) nach Anspruch 7,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

der Winkel ( ) zwischen 170° und 190°, insbesondere im We¬ sentlichen um 180° beträgt.

10. Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

einen A/D-Konverter (22) zur Umwandlung eines mittels des oder jedes Abstandssensors (16, 18) ermittelten Messwerts in ein digitales Wort (32), das insbesondere zusätzlich eine Kennung des jeweiligen Abstandssensors (16, 18) enthält.

11. Schienenfahrzeug (2), mit einer im Wesentlichen fahrzeugstationären Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, die insbesondere gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 betrieben ist.

12. Messeinrichtung (14) für eine Vorrichtung nach einem de Ansprüche 4 bis 10, mit einem Abstandssensor (16, 18), der dazu geeignet und vorgesehen ist, an einem Fahrzeug (2), ins besondere an einem Schienenfahrzeugs, angeordnet zu sein.

Description:
Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Raddurchmessers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs

Die Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung bzw. Erfassung eines Raddurchmessers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs. Schienennetze werden aus Sicherheitsgründen mit einem sogenannten Zugssicherungssystem betrieben. Hierzu ist das Wissen um die aktuelle Position des oder jedes sich entlang der Gleise des Schienennetzes bewegenden Schienenfahrzeuges er ¬ forderlich. Herkömmlicherweise wird die Position jedes Schie- nenfahrzeugs mittels Odometrie bestimmt. Dabei wird in einem ersten Schritt die Wegstrecke ermittelt, die das Schienen ¬ fahrzeug seit einem bestimmten Referenzpunkt zurückgelegt hat. In einem zweiten Schritt wird die Wegstrecke entlang des von dem Schienenfahrzeug befahrenen Gleises projiziert und somit die Position des Fahrzeugs bestimmt.

Die Wegstrecke wird üblicherweise sowohl anhand des Umfangs eines der Räder des Fahrzeugs als auch anhand der Anzahl der Radumdrehungen während der Bewegung des Fahrzeugs ermittelt. Die Wegstrecke ist in diesem Fall das Produkt aus der Anzahl der Radumdrehungen und dem Umfang des Rades. Um eine möglichst genaue Bestimmung der Wegstrecke und folglich der Po ¬ sition vornehmen zu können, ist einerseits ein genaues Wissen um den Radumfang und andererseits um die Anzahl der Radumdre- hung erforderlich.

Üblicherweise wird der Raddurchmesser während einer Wartung des Schienenfahrzeugs ermittelt. Dabei wird mittels einer Messlehre der Raddurchmesser direkt gemessen und in einem Odometriesystem gespeichert, mittels dessen während des Be ¬ triebs die Position des Fahrzeugs ermittelt wird. Alternativ wird die das Gleis berührende Stelle des Rades markiert und das Schienenfahrzeug entlang des Gleises solange bewegt, bis die bestimmte Stelle erneut Kontakt mit dem Gleis hat. Die zurückgelegte Strecke entspricht dabei dem Radumfang. Aus diesem wird mittels mathematischer Umformung ebenfalls der Raddurchmesser ermittelt und in das Odometriesystem eingege- ben. Während des Betriebs wird der in dem Odometriesystem fest gespeicherte Wert für den Raddurchmesser zur Positions ¬ bestimmung verwendet.

Zur Bestimmung der Anzahl von Radumdrehungen während des Be- triebs des Schienenfahrzeugs wird üblicherweise ein Wegim ¬ pulsgeber verwendet. Derartige Wegimpulsgeber weisen häufig ein sogenanntes Geberrad auf, das entweder mittels eines La ¬ gers oder lagerlos mit der Achse des Rades gekoppelt ist. Das Geberrad selbst weist beispielsweise entlang des Umfangs ver- teilte Löcher auf, die mit einer fahrzeugstationären Leuchtquelle bestrahlt werden. Ein auf der der Leuchtquelle gegenü ¬ berliegenden Seite des Geberrades fahrzeugstationär angeordneter Lichtsensor erfasst die mittels der Löcher erzeugten Lichtpulse während einer Rotation des Geberrades. Die Anzahl der gezählten Pulse entspricht dem Produkt aus der Anzahl der auf der Geberscheibe vorhandenen Löcher und der Anzahl von Radumdrehungen. Alternativ zu dieser Lichtschrankenkonstruktion ist das Geberrad zumindest teilweise magnetisch, und ein Hall-Sensor des Wegimpulsgebers ist im Bereich des Geberrades fahrzeugstationär angeordnet. Die aufgrund der Bewegung des magnetischen Geberrades mittels des Hall-Sensors erzeugten Strompulse entsprechen dabei der Anzahl von Radumdrehungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders ge- eignetes Verfahren zur Bestimmung eines Raddurchmessers eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, und eine be ¬ sonders geeignete Vorrichtung zur Erfassung eines Raddurchmessers eines derartigen Fahrzeugs anzugeben. Des Weiteren soll ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung und mit einer geeigneten Messeinrichtung angegeben werden.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Wei- terbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.

Das Verfahren zur Bestimmung eines Raddurchmessers eines Fahrzeugs sieht vor, dass ein erster Abstand zwischen einem Abstandssensor und einer Drehachse des Rades bei der Montage des Abstandssensors bestimmt wird. Die Drehachse ist dabei diejenige mathematische Achse, um die das Rad während des Be ¬ triebs des Fahrzeugs, insbesondere zu dessen Fortbewegung, rotiert wird. Diese Rotationsbewegung wird zum Beispiel mit ¬ tels einer Radachse ermöglicht, an der das Rad angebunden ist, und die zweckmäßigerweise ebenfalls rotiert wird. Die Drehachse verläuft hierbei entlang der Ausdehnung der Radachse durch deren Mittelpunkt. Mit anderen Worten ist der Ab- stand zwischen der Drehachse und dem Abstandssensor gleich dem Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Radachse und dem Ab ¬ standssensor. Unter Abstandssensor wird beispielsweise eine Sensoreinrichtung verstanden. Der Abstandssensor kann jedoch auch einen bestimmten Punkt bezeichnen, der während des Be- triebs fahrzeugstationär ist. Hierbei ist lediglich wichtig, dass der erste Abstand während des Betriebs des Fahrzeugs konstant ist, also dass der Abstandssensor eine fahrzeugsta ¬ tionäre Stelle bezeichnet. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird ein zweiter Ab ¬ stand bestimmt, der zwischen dem Abstandssensor und der Lauffläche, also dem Umfang des Rades gebildet ist. Geeigneter ¬ weise befindet sich der Abstandssensor von der Lauffläche des Rades beabstandet, so dass bereits im Wesentlichen unmittel- bar nach der Montage des Abstandssensors sich ein zweiter Ab ¬ stand ergibt. Insbesondere ist der zweite Abstand stets grö ¬ ßer als null. Der zweite Abstand wird während des Betriebs des Fahrzeugs ermittelt, das bevorzugt ein Schienenfahrzeug ist. Hierbei bezeichnet der Begriff „Betrieb" diejenige Zeit- spanne, die mit Abschluss der Montage des Fahrzeugs beginnt und mit der Außerdienststellung, beispielsweise der Zerstö ¬ rung des Fahrzeugs endet. Insbesondere wird hierbei eine et- waige Revision oder Wartung des Fahrzeugs als zu der Be ¬ triebszeit zugehörig gezählt.

Zur Bestimmung des Durchmessers wird von dem ersten Abstand der zweite Abstand abgezogen und das Ergebnis mit dem Faktor zwei (2) multipliziert. Bei einer derartigen Art und Weise der Ermittlung des Raddurchmessers ist einerseits kein kompli ¬ ziertes Bewegen des Fahrzeugs entlang einer dem Umfang des Rades entsprechenden Strecke erforderlich, das bei einem ver- gleichsweise hohen Gewicht des Fahrzeugs wegen dessen Träg ¬ heit fehlerbelastet sein kann. Andererseits ist ein ver ¬ gleichsweise zeitintensives Bestimmen des Raddurchmessers, beispielsweise mittels einer Messlehre, vermieden. Aufgrund des vorgeschlagenen Verfahrens muss ein minimaler Abstand, nämlich der zweite Abstand, bestimmt werden, was gegenüber der Ermittlung des maximalen Abstands nach dem Stand der Technik vergleichsweise schnell möglich ist. Insbesondere falls sich zwischen der Lauffläche und dem Abstandssensor keine weiteren Elemente befinden, ist die Ermittlungsge- schwindigkeit erhöht.

Prinzipiell ist es möglich, den zweiten Abstand während einer Rotationsbewegung des Rades zu bestimmen und somit im Wesentlichen kontinuierlich den Raddurchmesser zu errechnen. In ei- ner besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedoch wird der zweite Abstand lediglich während eines Still ¬ standes des Fahrzeugs ermittelt. Auf diese Weise ist eine et ¬ waige Messungenauigkeit des zweiten Abstands aufgrund der Dy ¬ namik des Rades nicht vorhanden oder zumindest reduziert.

Insbesondere wird der zweite Abstand im Wesentlichen unver ¬ züglich nach einer Aktivierung des Abstandsensors ermittelt. Dabei wird bevorzugt der Abstandssensor bestromt und somit der zweite Abstand im Wesentlichen unverzüglich nach Beginn der Bestromung des Abstandssensors ermittelt.

Geeigneterweise wird, falls der mittels des ermittelten zwei ¬ ten Abstands berechnete Raddurchmesser kleiner als ein zuvor bestimmter Raddurchmesser ist, der zweite Abstand erneut gemessen und der Raddurchmesser berechnet. Erst wenn auch bei mindestens einer zweiten Messung ein vergrößerter zweiter Abstand bestimmt wurde, wird der berechnete verringerte Rad ¬ durchmesser als Durchmesser des Rades herangezogen, beispielsweise zur Ermittlung einer Geschwindigkeit des Fahr ¬ zeugs oder einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Strecke. Eine derartige Durchmesserverringerung wird zum Beispiel von einer Abnutzung des Rades aufgrund von Verschleiß oder einer zu einer sogenannten Flachstelle führenden übermäßigen Bremsung hervorgerufen.

Hingegen wird bei einer Verkleinerung des zweiten Abstandes und einer damit einhergehenden ermittelten Durchmesservergrößerung, die beispielsweise aufgrund von Ablagerungen auf der Lauffläche des Rades hervorgerufen wurde, der ermittelte Raddurchmesser auch ohne weitere Verifikation als neuer Raddurchmesser verwendet. Aufgrund eines derartigen Vorgehens ist dem Umstand Rechnung getragen, dass bei einer Rotations- geschwindigkeitsermittlung der Drehachse und der Verwendung des Raddurchmessers zur Bestimmung einer Fahrzeuggeschwindig ¬ keit bei einem vergrößerten Raddurchmesser die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als zuvor angenommen ist. Dahingegen wird erst nach der Verifizierung der Verkleinerung des Raddurchmessers die nach unten korrigierte Fahrzeuggeschwindig ¬ keit verwendet.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Wei ¬ terbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.

Die Vorrichtung wird geeigneterweise zur Durchführung des Verfahrens verwendet. Zumindest umfasst die Vorrichtung eine Messeinrichtung zur Erfassung eines Raddurchmessers eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug zweckmäßigerweise ein Schienen ¬ fahrzeug ist. Die Messeinrichtung umfasst einen Abstandssensor, der fahrzeugstationär in einem ersten Abstand zu einer Drehachse des Rades angebracht ist. Der Abstandssensor arbei ¬ tet geeigneterweise nach dem Induktionsprinzip und weist vorzugsweise eine von einem hochfrequenten Wechselstrom durch- flossene Spule auf. Alternativ arbeitet der Abstandssensor nach einem eine Triangulation verwendenden Messverfahren beispielsweise mittels Laser.

Mittels des Abstandssensors wird ein zweiter Abstand be ¬ stimmt, der zwischen dem Abstandssensor und der Laufläche des Rades gebildet ist. Hierbei ist der Abstandssensor vorzugs ¬ weise zu der Lauffläche des Rades beabstandet. Mit anderen Worten befindet sich zwischen dem Abstandssensor und der Lauffläche ein Luftspalt, der vorzugsweise größer als 1 cm, jedoch kleiner als 10 cm ist. Der Raddurchmesser wird anhand der Formel 2* erster Abstand minus 2* zweiter Abstand be ¬ stimmt. Diese Ermittlung erfolgt beispielsweise in einer Re ¬ cheneinheit, die Teil der Messeinrichtung sein kann. Aufgrund der einmaligen Montage des Abstandssensors an dem Fahrzeug, die einen konstanten ersten Abstand bedingt, ist eine wieder- holte Bestimmung des zweiten Abstands und somit eine Bestim ¬ mung des Raddurchmessers vergleichsweise einfach möglich.

Vorteilhafterweise ist der Abstandssensor im Wesentlichen in der Ebene angeordnet, in der auch das Rad liegt. Auf diese Weise ist der zweite Abstand im Wesentlichen der Kleinstmög ¬ liche und der von der Vorrichtung beanspruchte Bauraum vergleichsweise gering. Ferner ist aufgrund des im Wesentlichen rechten Winkels zwischen der Lauffläche und der Richtung des zweiten Abstands eine Ermittlung von diesem vergleichsweise einfach.

Geeigneterweise ist der Abstandssensor in einer horizontalen Ebene angeordnet, die durch die Drehachse läuft. Dabei ist der Abstandssensor vorzugsweise an einem Lager der Radachse angebunden. Somit wird bei etwaigen Einfedervorgängen der

Radachse mittels eines Fahrwerks bei unebenen Fahrbahneigen ¬ schaften die Messung des zweiten Abstands im Wesentlichen nicht beeinflusst. Zweckmäßigerweise umfasst die Vorrichtung einen Temperatur ¬ sensor, mittels dessen die Umgebungstemperatur des Abstandssensors ermittelbar ist. Hierfür ist der Temperatursensor im Bereich des Abstandssensors angeordnet und steht insbesondere in direktem thermischen Kontakt mit diesem. Beispielsweise liegt der Temperatursensor an dem Abstandssensor an.

Geeigneterweise ist dabei die sensitive Fläche des Tempera- tursensors im Bereich einer etwaigen Elektronik des Abstandssensors und/oder der sensitiven Elemente des Abstandssensors angeordnet. Es ist somit ermöglicht, mittels des Temperatur ¬ sensors zu verifizieren, ob der Abstandssensor zum Zeitpunkt der Ermittlung des zweiten Abstands betriebsbereit war. Falls dies nicht der Fall ist, also die Umgebungstemperatur oder aber auch die Temperatur des Sensors während der Ermittlung außerhalb eines für den Betrieb zulässigen Bereichs lag, wird dieser zweite Abstand nicht zur Bestimmung des Raddurchmes ¬ sers herangezogen.

Darüber hinaus ist es ermöglicht, bei der Vorrichtung einen vergleichsweise kostengünstigen Abstandssensor zu verwenden, dessen zulässige Betriebstemperatur vergleichsweise gering ist. Sollte während des Betriebs die Umgebungstemperatur des Abstandssensors oder die Temperatur des Abstandssensors selbst die zulässige Betriebstemperatur überschreiten, so wird die Ermittlung des Raddurchmessers eingestellt bis die Temperatur erneut unterhalb der Grenze liegt. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung einen zweiten Ab ¬ standssensor auf. Insbesondere ist die Entfernung des zweiten Abstandssensors zu der Drehachse die gleiche des ersten Ab ¬ standssensors zu der Drehachse. Mit anderen Worten sind der erste Abstand des ersten Abstandssensors und der erste Ab- stand des zweiten Abstandssensors gleich. Zweckmäßigerweise ist sowohl der erste Abstandssensor als auch der zweite Abstandssensor in einer Ebene mit dem Rad angeordnet. Sofern dabei die beiden ersten Abstände gleich sind, ist folglich auch bei einer gleichmäßigen Form des Rades der zweite Abstand der beiden Abstandssensoren gleich.

Bei der Ermittlung des Raddurchmessers wird insbesondere ent- weder der Mittelwert der beiden ermittelten zweiten Abstände errechnet und dieser für die Berechnung des Raddurchmessers verwendet werden. Alternativ hierzu wird mit jedem der beiden zweiten Abstände ein Raddurchmesser errechnet und die beiden Werte für den Raddurchmesser miteinander verglichen. Dabei wird beispielsweise eine Toleranzgrenze vorgegeben, um die sich die beiden Raddurchmesser unterscheiden können. Ist die Abweichung größer als die Toleranzschwelle, so wird vorzugs ¬ weise eine Meldung oder dergleichen ausgegeben, die signalisiert, dass die Vorrichtung und/oder das Rad nicht betriebs- bereit ist/sind. Ein derartiges Vorgehen ist zweckmäßigerwei ¬ se vorgesehen, wenn die beiden ersten Abstände der Abstandssensoren nicht gleich groß sind.

Bevorzugt sind die beiden Abstandssensoren bezüglich der Drehachse des Rades um einen Winkel versetzt. Der Winkel ist hierbei insbesondere zwischen den beiden Abstandssensoren und demjenigen Punkt der Drehachse gebildet, der ein Schnittpunkt der Drehachse mit einer zu dieser senkrechten Ebene darstellt, innerhalb derer die beiden Abstandssensoren liegen. Vorzugsweise sind die beiden Abstandssensoren radial um die Drehachse verteilt angeordnet.

Hierbei ist der Winkel zweckmäßigerweise vergleichsweise klein. Insbesondere ist der Winkel kleiner 20°, beispielswei- se kleiner 10° und vorzugsweise kleiner als 5°. Auf diese

Weise ist sichergestellt, dass die Ermittlung des zweiten Ab- stands im Wesentlichen im gleichen Bereich des Rads erfolgt. Auf diese Weise werden etwaige einseitige Ausbuchtungen des Rades nicht berücksichtigt, die zu einer Verfälschung des er- mittelten Raddurchmessers führen könnten.

In einer hierzu alternativen Ausführungsform liegt der Winkel zwischen 170° und 190°. Besonders bevorzugt ist der Winkel gleich 180°, so dass sich eine im Wesentlichen punktsymmetrische Anordnung der beiden Abstandssensoren zu der Drehachse ergibt. Dabei liegen die beiden Abstandssensoren und die Drehachse insbesondere in einer Ebene, die zudem besonders bevorzugt im Wesentlichen horizontal verläuft. Auf diese Wei ¬ se werden etwaige Einfedervorgänge des Rades bezüglich der Aufhängung der beiden Abstandssensoren im Wesentlichen kompensiert. Aber auch bei einer nicht-horizontalen Lage der Ebene wird aufgrund der punktsymmetrischen Anordnung eine An- näherung des Rades an einen der beiden Abstandssensoren durch eine Beabstandung des Rades von dem verbleibenden Abstandssensor kompensiert. Somit ist der Mittelwert der beiden zwei ¬ ten Abstände im Wesentlichen konstant. Beispielsweise weist die Vorrichtung einen analog-zu-digital- Wandler (A/D-Wandler) mit einer Schnittstelle auf, an die der Abstandssensor z.B. mittels eines Kabels angeschlossen ist. Mittels des A/D-Wandlers wird der Messwert des Abstandssen ¬ sors in ein digitales Wort transformiert. Das Auflösevermögen des Wandlers ist dabei auf die gewünschte Messgenauigkeit ab ¬ gestimmt. Beispielsweise ist das Auflösevermögen gleich 1 mm oder 0 , 5 mm.

Falls der zweite Abstandssensor vorhanden ist, umfasst der A/D-Wandler eine zweite Schnittstelle zur signaltechnischen

Kopplung mit diesem. Dabei weist der Wandler entweder zwei im Wesentlichen gleiche Verarbeitungselektroniken auf, oder die mittels der beiden Abstandssensoren ermittelten Messwerte werden sukzessive mit nur einer einzigen Verarbeitungselekt- ronik verarbeitet. Alternativ hierzu ist vorgesehen, dass je ¬ dem Abstandssensor ein eigener A/D-Wandler zugeordnet ist.

Das digitale Wort umfasst ferner zweckmäßigerweise eine Ken ¬ nung des Abstandssensors, beispielsweise dessen Seriennummer. Auf diese Weise kann bei einer Ermittlung des Raddurchmessers der verwendete Messwert dem jeweiligen Abstandssensor zugeordnet werden. Sollte dieser defekt sein oder seine zulässige Lebenszykluszeit überschritten haben, so wird das über das digitale Wort einer Auswerteelektronik zur Verfügung gestellte Messergebnis von dieser zur Ermittlung des Raddurchmessers nicht verwendet. Die Auswerteelektronik ist zum Beispiel in den A/D-Wandler integriert oder über eine einzige Schnittstelle mit diesem verbunden. Aufgrund der Kennung ist hierbei die Zuordnung zu dem jeweiligen Abstandssensor sichergestellt. Vorzugsweise ist in dem digitalen Wort die Temperatur des Abstandssensors und/oder dessen Umgebungstemperatur enthalten, sofern ein Temperatursensor vorhanden ist.

Hinsichtlich des Schienenfahrzeugs wird die Aufgabe erfin ¬ dungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 11.

Das Schienenfahrzeug weist die Vorrichtung auf, die im We ¬ sentlichen fahrzeugstationär angebracht ist. Mit anderen Worten tritt während des Betriebs im Wesentlichen keine Relativ ¬ bewegung zwischen der Vorrichtung und weiteren Komponenten des Schienenfahrzeugs auf, wie etwa eines Motors oder einer Kupplung. Insbesondere ist der Abstandssensor an einem Fahrgestell des Schienenfahrzeugs angebunden. Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung gemäß dem Verfahren betrieben. Hinsichtlich der Messeinrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 12.

Dabei ist der Abstandssensor geeignet und vorgesehen, an einem Fahrzeug angeordnet zu werden. Das Fahrzeug ist insbeson- dere ein Schienenfahrzeug. Beispielsweise ist an dem Ab ¬ standssensor eine Halterung angeformt, die formschlüssig in eine entsprechende Aufnahme an einem Chassis des Fahrzeugs eingreift. Auch kann der Abstandssensor und/oder der A/D- Konverter, sofern dieser vorhanden ist, konform zu einem Bus- System des Fahrzeugs, wie zum Beispiel einem CAN-Bus-System sein . Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

FIG 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

FIG 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Vorrichtung .

Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In FIG 1 ist ausschnittsweise stark vereinfacht ein Schienen ¬ fahrzeug 2 dargestellt, das mit einem Fahrgestell 4 auf einem Gleis 6 ruht. Das Fahrgestell 4 umfasst beispielsweise zwei Räder 8, wobei der Raddurchmesser 10 eines der Räder 8 mittels einer Vorrichtung 12 erfasst wird. Die Vorrichtung 12 umfasst eine Messeinrichtung 14 mit einem ersten Abstandssensor 16 und einem zweiten Abstandssensor 18. Die beiden Abstandssensoren 16, 18 arbeiten nach dem Induktionsprinzip und weisen eine von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflos- sene elektrische Spule auf. Im Bereich der Spule ist jeweils ein Temperatursensor 20 angeordnet. Ferner sind die beiden Abstandssensoren 16, 18 über jeweils ein Kabel mit einem A/D- Konverter 22 verbunden, über den ebenfalls die Stromversor- gung der beiden Abstandssensoren 16, 18 erfolgt.

Die beiden Abstandssensoren 16, 18 sind in einer Ebene mit dem zugehörigen Rad 8 angeordnet und die Messrichtung jedes Abstandssensors 16, 18 ist in Richtung der Drehachse 24 des Rads 8 positioniert. Mit anderen Worten ist die Messrichtung jedes Abstandssensors 16, 18 im Wesentlichen senkrecht zu der Lauffläche 26 des Rades 8, wobei das Rad 8 mittels der Lauf ¬ fläche 26 mit dem Gleis 6 in Kontakt steht. Dabei sind die beiden Abstandssensoren 16, 18 zueinander um einen Winkel bezüglich der Drehachse 24 versetzt. Folglich ist zwischen den beiden Messrichtungen der Abstandssensoren 16, 18 der Winkel gebildet. Der Winkel beträgt unter 15° und ist im Wesentlichen gleich 5°. Aufgrund des vergleichsweise kleinen Winkels liegen die beiden Auftreffpunkte der beiden Mess ¬ richtungen der Abstandssensoren 16, 18 auf der Lauffläche 26 des Rads 8 vergleichsweise nahe zusammen. Die beiden Abstandssensoren 16, 18 sind zu dem Rad 8 beabstandet, und zwar um einen zweiten Abstand 28, der während des Betriebs des Schienenfahrzeugs 2 aufgrund von Verschleiß Werte zwischen 1 cm und 10 cm annehmen kann. Ferner ist der Montagepunkt der beiden Abstandssensoren 16, 18 einen ersten Abstand 30 von der Drehachse 24 entfernt. Der erste Abstand 30 ist hierbei sowohl größer als die Hälfte des Raddurchmes ¬ sers 10 als auch des zweiten Abstands 28. Der erste Abstand 30 ist während der Betriebsdauer des Schienenfahrzeugs 2 im Wesentlichen konstant. Bei der Montage der Messeinrichtung 14 wird der erste Abstand 30 vergleichsweise genau justiert und derart eingestellt, dass der erste Abstand 30 der beiden Ab ¬ standssensoren 16, 18 gleich ist. Aufgrund dessen und des vergleichsweise geringen Abstands der beiden Auftreffpunkte der beiden Messrichtungen der Abstandssensoren 16, 18 auf der Lauffläche 26 des Rads 8 sind die beiden zweiten Abstände 28 der Abstandssensoren 16, 18 im Wesentlichen gleich groß.

Während des Betriebs des Schienenfahrzeugs 2, also im Wesent ¬ lichen nach Abschluss der Erstmontage des Schienenfahrzeugs 2 bis zu dessen Verschrottung, wird der zweite Abstand 28 mit ¬ tels der beiden Abstandssensoren 16, 18 erfasst. Die Erfas ¬ sung erfolgt lediglich bei einem Stillstand des Fahrzeugs 2 und im Wesentlichen unmittelbar nach Anfang einer Bestromung der beiden Abstandssensoren 16, 18. Hierbei werden die Mess- einrichtung 14 und die beiden Abstandssensoren 16, 18 bei einem Startvorgang des Schienenfahrzeugs 2 im Wesentlichen unverzüglich bestromt, also noch bevor weitere Komponenten aktiviert werden, oder das Schienenfahrzeug 2 bewegt wird. Ein derartiger Startvorgang erfolgt nach einem vergleichsweise langen Stillstand des Fahrzeugs 2, wie z.B. nach einem Ab ¬ stellen des Schienenfahrzeugs 2 für eine Nacht oder nach ei ¬ ner Wartung des Schienenfahrzeugs 2. Die mit dem ersten und dem zweiten Abstandssensor 16 bzw. 18 ermittelten Messwerte werden zu dem A/D-Konverter 22 übertragen. Auch wird die mittels der Temperatursensoren 20 ermittelte Umgebungstemperatur der Abstandssensoren 16, 18 an den A/D-Konverter 22 übermittelt. Dieser wandelt die Messwerte der beiden Abstandssensoren 16, 18 in je ein digitales Wort 32 um, das zusätzlich die Seriennummer des jeweiligen Abstandssensors 16, 18 und den Wert der Umgebungstemperatur enthält. Das digitale Wort 32 wird an ein Bordnetz des Schie- nenfahrzeugs 2 übermittelt, mit dem eine Auswerteeinheit 34 in Kontakt steht.

Mittels der Auswerteeinheit 34 wird der Raddurchmesser 10 an ¬ hand der Beziehung zweimal (erster Abstand 30 - zweiter Ab- stand 28) ermittelt. Hierbei wird lediglich der zweite Ab ¬ stand 28 herangezogen, wenn der in dem digitalen Wort 32 enthaltene Temperaturwert innerhalb des für den jeweiligen Ab ¬ standssensor 16, 18 gültigen Betriebsbereichs liegt. Falls sowohl der mit dem ersten Abstandssensor 16 als auch mit dem zweiten Abstandssensor 18 ermittelte zweite Abstand 28 gültig ist, also die jeweilige Temperatur in dem zulässigen Bereich lag, wird zunächst der Mittelwert der beiden zweiten Abstände 28 gebildet und dieser Wert zur Berechnung des Raddurchmes ¬ sers 10 herangezogen. Falls lediglich einer der beiden zwei- ten Abstände 28 gültig ist, wird nur dieser zur Berechnung verwendet. Falls keiner gültig ist, wird eine Fehlermeldung ausgegeben .

Der ermittelte Raddurchmesser 10 wird automatisch mit einem in einem Odometriesystem hinterlegten Wert für den Raddurchmesser verglichen. Falls der neu berechnete Wert größer als der hinterlegte Wert ist, wird der hinterlegte Wert mit dem neu ermittelten Wert überschrieben. Wenn der berechnete Raddurchmesser 10 kleiner als der hinterlegte Raddurchmesser ist, wird mittels der beiden Abstandssensoren 16, 18 mindes ¬ tens eine erneute Messung vorgenommen. Erst wenn diese Mes ¬ sung ebenfalls einen verkleinerten Raddurchmesser 10 hervor- bringt, wird dieser verkleinerte Raddurchmesser 10 in dem Odometriesystem hinterlegt.

In FIG 2 ist eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 12 dargestellt. Der Winkel , um den die beiden Abstandssen ¬ soren 16, 18 zueinander versetzt sind, beträgt hierbei 180°. Ferner sind die beiden Abstandssensoren 16, 18 in einer horizontalen Ebene angeordnet, in der ebenfalls die Drehachse 24 des Rades 8 liegt. Folglich befindet sich das Rad 8 zwischen den beiden Abstandssensoren 16, 18. Aufgrund einer derartigen Anordnung der Abstandssensoren 16, 18 können etwaige Einfedervorgänge des Rades 8 mittels einer Feder 36 des Fahrge ¬ stells 4 kompensiert werden. Dabei sind die beiden Abstands ¬ sensoren 16, 18 an einem die Drehachse 24 aufnehmenden Rahmen befestigt, der ebenfalls mittels der Feder 36 einfedert. Eine etwaige Versetzung der Drehachse 24 in horizontaler Richtung hingegen wird über eine Mittelwertbildung der beiden zweiten Abstände 28 kompensiert. Bei einer derartigen Bewegung nämlich wird der eine der beiden zweiten Abstände 28 um den Be- trag verringert, um den der andere der beiden zweiten Abstände 28 vergrößert wird.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Aus ¬ führungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Va- rianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Bezugs zeichenliste

2 Schienenfahrzeug

4 Fahrgestell

6 Gleis

8 Rad

10 Raddurchmesser

12 Vorrichtung

14 Messeinrichtung

16 erster Abstandssensor

18 zweiter Abstandssensor

20 Temperatursensor

22 A/D-Konverter

24 Drehachse

26 Lauffläche

28 zweiter Abstand

30 erster Abstand

32 digitales Wort

34 Auswerteeinheit

36 Feder

Winkel