Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine regenerative Energieabsorptionsvorrich tung zum Abdämpfen von im (normalen) Betrieb eines spurgeführten Fahrzeuges auftretenden Kräften, insbesondere Zug-, Stoß- und/oder Torsionskräften. Die Erfindung betrifft ferner eine Kupplungs- oder Gelenkanordnung eines spur geführten Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges, zum gelenkigen Verbin den zweier benachbarter Wagenkästen, wobei die Kupplungs- oder Gelenkanord nung mindestens eine Energieabsorptionsvorrichtung der zuvor genannten Art aufweist.

Aus der Schienenfahrzeugtechnik ist es allgemein bekannt, Energieverzehrvorrich tungen insbesondere als Stoßsicherung einzusetzen. In der Regel besteht eine solche Stoßsicherung aus einer Kombination einer regenerativ arbeitenden Ener gieabsorptionsvorrichtung/Dämpfungseinrichtung (beispielsweise in Gestalt eines Federapparates) und einer destruktiv ausgebildeten Energieverzehreinrichtung .

Die regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung bzw. Dämpfungsein richtung dient dazu, die im normalen Fährbetrieb auftretenden Zug- und Stoß- kräfte abzudämpfen, während mit der destruktiv ausgebildeten Energiever zehreinrichtung das Fahrzeug insbesondere bei größeren Auffahrgeschwindigkei ten geschützt wird.

Üblicherweise ist dabei vorgesehen, dass die als Dämpfungseinrichtung dienende regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung Zug- und Stoßkräfte bis zu einer definierten Größe aufnimmt und darüberhinausgehende Kräfte in das Fahrzeuguntergestell weiterleitet. Dadurch werden Zug- und Stoßkräfte, welche während des normalen Fährbetriebs beispielsweise bei einem mehrgliedrigen Schienenfahrzeug zwischen den einzelnen Wagenkästen auftreten, in dieser rege nerativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung absorbiert.

Bei Überschreiten der Betriebslast der regenerativ ausgebildeten Energieabsorpti onsvorrichtung hingegen, wie in etwa beim Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hin dernis oder beim abrupten Abbremsen des Fahrzeuges, oder bei einem Kupp lungsvorgang mit überhöhter Geschwindigkeit, besteht die Gefahr, dass die als Dämpfungseinrichtung dienende regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvor richtung und die gegebenenfalls vorgesehene Gelenk- oder Kupplungsverbindung zwischen den einzelnen Wagenkästen bzw. allgemein ausgedrückt die Schnitt stelle zwischen den einzelnen Wagenkästen möglicherweise beschädigt oder so gar zerstört wird. In jedem Fall reicht die als Dämpfungseinrichtung dienende re generativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung nicht zum Abdämpfen der insgesamt anfallenden 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 di rekt auf das Fahrzeuguntergestell übertragen wird, ist es aus der Schienenfahr zeugtechnik allgemein bekannt, der als Dämpfungseinrichtung dienenden regene rativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung eine Energieverzehreinrichtung nachzuschalten. Die Energieverzehreinrichtung spricht üblicherweise nach Über schreiten der Betriebslast der als Dämpfungseinrichtung dienenden regenerativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtung an und dient dazu, die anfallende Stoßenergie zumindest teilweise zu verzehren, d.h. in beispielsweise Wärmeener gie und Verformungsarbeit umzuwandeln. Das Vorsehen einer derartigen Energie verzehreinrichtung ist aus Gründen der Entgleisungssicherheit grundsätzlich emp fehlenswert, um zu verhindern, dass die in einem Crash-Fall anfallende Stoßener gie direkt auf das Fahrzeuguntergestell übertragen wird, und insbesondere um zu verhindern, dass das Fahrzeuguntergestell extremen Belastungen ausgesetzt und unter Umständen beschädigt oder gar zerstört wird.

Um sicherzustellen, dass in dem Energieverzehrkonzept des Gesamtfahrzeuges sowohl im normalen Fährbetrieb auftretende Situationen als auch Crash-Situatio nen wirksam berücksichtigt werden können, ist dafür Sorge zu tragen, dass alle in das Energieverzehrkonzept eingebundenen Energieverzehreinrichtungen bzw. Energieabsorptionsvorrichtungen noch nicht angesprochen haben bzw. ordnungs gemäß funktionieren. Im Hinbl ick auf die destruktiv ausgebildeten Energiever zehreinrichtungen ist es zu diesem Zweck aus der Schienenfahrzeugtechnik bei spielsweise bekannt, dass die Energieverzehrvorrichtung eine Art„Verformungs anzeige" aufweisen kann, welche ausgelegt ist, nach bzw. beim Ansprechen der destruktiv ausgebildeten Energieverzehreinrichtung die Inanspruchnahme des Energieverzehrelements anzuzeigen. Mit einer solchen Verformungsanzeige ist es möglich, in einer einfachen Weise zu entscheiden, ob oder ob nicht das Energie verzehrelement der Energieverzehreinrichtung bereits (teilweise oder vollständig) ausgelöst hat.

In diesem Zusammenhang wird beispielsweise auf die Druckschrift

EP 2 072 370 Al verwiesen, welche eine derartige (mechanische) Verformungsan zeige für destruktiv ausgebildete Energieverzehreinrichtungen beschreibt. Die aus diesem Stand der Technik bekannte Verformungsanzeige weist eine Triggerung auf, welche bei einer plastischen Verformung des Energieverzehrelements an spricht und die Verformungsanzeige initiiert. Im Einzelnen wird in der

EP 2 072 370 Al dem Fachmann gelehrt, als Verformungsanzeige ein Signalele ment, wie beispielsweise ein Signalblech, einzusetzen, welches über ein als Trig gerung dienendes Abscherelement an dem Energieverzehrelement fixiert ist, wo bei das Abscherelement bei einer plastischen Verformung des Energieverzehrele ments abschert und seine Flaltefunktion verliert, so dass dann das Signalblech nicht mehr an dem Energieverzehrelement fixiert ist und somit leicht erkannt wer den kann, dass das destruktiv ausgebildete Energieverzehrelement bereits ange sprochen hat.

Obgleich mit einer solchen an sich bekannten Lösung sichergestellt werden kann, dass die destruktiv ausgebildeten Energieverzehreinrichtungen einer Energiever zehrvorrichtung wirksam zur Verfügung stehen und mit in das Gesamt-Energiever- zehrkonzept das Fahrzeuges eingebunden sind, ist nicht sichergestellt, dass an dere Komponenten der Energieverzehrvorrichtung, insbesondere regenerativ aus gebildete Energieabsorptionsvorrichtungen, auch nach einer längeren Betriebszeit noch ordnungsgemäß funktionieren.„Ordnungsgemäß funktionieren" bedeutet in diesem Sinne, dass sich das Ansprech- und Dämpfungsverhalten der regenerativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrichtungen nicht oder nicht im Wesentlichen im Vergleich zur ursprünglichen Auslegung verändert hat.

Andererseits ist die oben im Zusammenhang mit der Druckschrift EP 2 072 370 Al diskutierte Lösung nicht auf regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrich tungen anwendbar, da das Ansprechen der aus diesem Stand der Technik be kannten Verformungsanzeige eine plastische Verformung des Energieverzehrele ments voraussetzt, also eine nicht-regenerative Verformung. Eine solche nicht-re generative Verformung ist bei Energieabsorptionsvorrichtungen der hierin berück sichtigten Art grundsätzlich nicht vorgesehen.

Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung die Auf gabe zu Grunde, eine regenerativ ausgebildete Energieabsorptionsvorrichtung an zugeben, bei der in einer einfach zu realisierenden Weise sichergestellt werden kann, dass bedarfsweise eine Stoßdämpfung stets nach einem vorab festgelegten oder festlegbaren Ereignisablauf stattfindet, ohne dass hierzu die einzelnen Kom ponenten der Energieabsorptionsvorrichtung individuell und regelmäßig zu über prüfen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der dort angege benen regenerativen Energieabsorptionsvorrichtung in den entsprechenden ab hängigen Patentansprüchen angegeben sind.

Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere eine regenerative Energieabsorpti onsvorrichtung zum Abdämpfen von im (normalen) Betrieb eines spurgeführten Fahrzeuges auftretenden Kräften, insbesondere Zug-, Stoß- und/oder Torsions kräften, wobei die Energieabsorptionsvorrichtung mindestens eine Federeinrich tung mit einem Elastomerkörper aufweist, welcher derart ausgebildet ist, dass sich dieser bei Einleiten von Kräften in die Energieabsorptionsvorrichtung zumin dest bereichsweise elastisch verformt. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorge sehen, dass der Elastomerkörper zumindest bereichsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist, dessen spezifischer elektrischer Widerstand bei Zug- und/oder Druckbelastung variiert, wobei der Energieabsorptionsvorrichtung eine Widerstandssensoreinrichtung zugeordnet ist zum Erfassen einer elektrischen Leitfähigkeit oder eines elektrischen Widerstandes des elektrisch leitfähigen Mate rials.

Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile liegen auf der Hand: indem der Elastomerkörper der zur Energieabsorptionsvorrichtung gehörenden Federeinrichtung zumindest bereichsweise aus einem elektrisch leitfähigen Mate rial gebildet ist, kann das Material des Elastomerkörpers, also im übertragenen Sinne der Elastomerkörper selber als Teil einer Sensorik verwendet werden, wel cher ausgebildet ist, direkt oder indirekt einen Lastwechsel, dem der Elastomer körper unterzogen ist, zu ermitteln oder abzuschätzen. Bei diesem Lastwechsel, dem der Elastomerkörper unterzogen ist, handelt es sich insbesondere um eine auf den Elastomerkörper der Federeinrichtung wirkende mechanische Zug-,

Druck- oder Torsionsspannung.

Demnach kann mit Hilfe der in dem Material der Energieabsorptionsvorrichtung zumindest bereichsweise oder teilweise integrierten Sensorik wirksam die Funkti onsweise der Energieabsorptionsvorrichtung überwacht werden, und zwar indem beispielsweise mit Hilfe der Widerstandssensoreinrichtung über einen vorab fest gelegten oder festlegbaren Zeitraum bei einer Kraftübertragung über die Energie absorptionsvorrichtung auftretende Belastungen des Elastomerkörpers erfasst werden. Daraus kann ein Gesamt-Lastwechsel oder eine Gesamt-Belastung des Elastomerkörpers oder andere Komponenten der Energieabsorptionsvorrichtung ermittelt werden. Insbesondere kann dann eine, eine Wartung und/oder einen Austausch des Elastomerkörpers oder einer anderen Komponente der Energie absorptionsvorrichtung betreffende Information in Abhängigkeit von dem ermit telten Gesamt-Lastwechsel und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung ausgege ben werden.

Alternativ oder zusätzlich ist es mit der Widerstandssensoreinrichtung möglich, beim Betrieb der Energieabsorptionsvorrichtung unter Umständen auftretenden Degenerationen des (Elastomer-)Materials des Elastomerkörpers frühzeitig zu er kennen. Insbesondere kann somit mit der Widerstandssensoreinrichtung und dem elektrisch leitfähigen Material des Elastomerkörpers, der Teil einer Sensorik dar stellt, wirksam das Auftreten von Betriebszuständen erfasst werden, welche zu ei ner insbesondere nicht unmittelbar ersichtlichen Be- oder Vorschädigung der re generativen Energieabsorptionsvorrichtung führen. Insbesondere kann aufgrund des Vorsehens dieser Sensorik (Widerstandssensoreinrichtung in Kombination mit dem elektrisch leitfähigen Material des Elastomerkörpers) auf eine Sichtprüfung bei der Überwachung der regenerativ ausgebildeten Energieabsorptionsvorrich tung verzichtet werden.

Darüber hinaus sind mit der Widerstandssensoreinrichtung und dem elektrisch leitfähigen Material des Elastomerkörpers wirksam etwaige Abnutzungen oder Vorschädigungen von anderen Komponenten insbesondere der Energieabsorpti onsvorrichtung erfassbar, wie insbesondere Abnutzungen von weiteren in der Energieabsorptionsvorrichtung zum Einsatz kommenden regenerativ ausgebilde ten Dämpfungselementen, wie beispielsweise Elastomerlager. Dies ist insbeson dere deshalb von Vorteil, da - wie auch der Elastomerkörper der Energieabsorpti onsvorrichtung - diese Komponenten in der Regel nicht frei zugänglich sind und somit eine Überprüfung durch Sichtprüfung sehr aufwendig wäre.

Insbesondere kann mit der erfindungsgemäßen Lösung frühzeitig und zuverlässig eine Vorschädigung von Komponenten der Energieabsorptionsvorrichtung erkannt und signalisiert werden, um dadurch mögliche Folgeschäden und damit verbun dene Ausfälle des Gesamtsystems durch nichtplanmäßige Instandhaltungsmaß nahmen zu vermeiden. Die hierzu zum Einsatz kommende Sensorik in Gestalt der Widerstandssensoreinrichtung in Kombination mit dem elektrisch leitfähigen Mate rial des Elastomerkörpers zeichnet sich durch einen kompakten und kostengünsti gen Aufbau aus, so dass eine freie Zugänglichkeit der zu überwachten Bauteile der Energieabsorptionsvorrichtung und insbesondere des Elastomerkörpers der Energieabsorptionsvorrichtung, nicht mehr notwendig ist.

Zudem kann eine On-Board-Diagnose realisiert werden, um dem Fahrzeugsystem eine frühzeitige Diagnose zu ermöglichen und die Wartung zu vereinfachen. Bei einer solchen On-Board-Diagnose erfolgt vom Fahrzeugsystem eine automatische Abfrage der Widerstandssensoreinrichtung bzw. einer der Widerstandssensorein richtung zugeordneten Auswerteeinrichtung. Dadurch, dass mit Hilfe der Widerstandssensoreinrichtung eine elektrische Leitfä higkeit oder ein elektrischer Widerstand des elektrisch leitfähigen Materials des Elastomerkörpers erfasst wird, wobei diese Daten anschließend einer weiteren Auswertung zu Grunde gelegt werden, kann insbesondere auch auf externe Sen soren, insbesondere Dehnungssensoren (Dehnungsmessstreifen oder Dehnungs aufnehmer) verzichtet werden. Insbesondere ist es mit der vorliegenden Erfin dung nicht mehr erforderlich, entsprechende Sensoren an bestehende Strukturen von außen zu befestigen, wie beispielsweise anzuschrauben, in Folge dessen in struktureller Hinsicht die Komponenten und insbesondere der Elastomerkörper der Energieabsorptionsvorrichtung verändert werden müsste. Auch beeinflusst das elektrisch leitfähige Material des Elastomerkörpers, welches im übertragenen Sinne die Funktion eines Dehnungssensors übernimmt, nicht die Dämpfungseigen schaft des Elastomerkörpers, so dass die dynamischen Eigenschaften des

Elastomerkörpers unangetastet bleiben.

Zur Ausbildung des elektrisch leitfähigen Bereichs im Material des Elastomerkör pers kommen verschiedene Lösungen in Frage. Gemäß bevorzugten Ausführungs formen ist vorgesehen, dass das elektrisch leitfähige Material bzw. der elektrisch leitfähige Bereich im Material des Elastomerkörpers durch mindestens ein insbe sondere metall- oder kohlenstoffbasiertes Füllstoffnetzwerk in einem Polymerma terial gebildet wird. Das Füllstoffnetzwerk wird insbesondere durch metall- oder kohlenstoff basierte Füllstoffpartikel gebildet, die in einer Matrix des Polymermate rials aufgenommen sind. Dabei ist es von Vorteil, dass das Polymermaterial des elektrisch leitfähigen Materials mit einem Polymermaterial übereinstimmt, aus welchem der Elastomerkörper gebildet ist. Auf diese Weise wird durch die In tegration der„Sensorik" in den Elastomerkörper das dynamische Dämpfungsver halten des Elastomerkörpers nicht beeinflusst.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird weitestgehend auf das Hinzufügen von separaten, aktiven und/oder passiven Bauelementen zu der Energieabsorptions vorrichtung verzichtet. Das Ausbilden eines elektrisch leitfähigen Bereiches in dem Material des Elastomerkörpers erfordert keine elektrische Infrastruktur, die den besonderen Bedingungen im Fährbetrieb angepasst sein und beispielsweise lokalen Deformationen mit einer hohen Anzahl von Wiederholungen sowie Tempe raturbereichen zwischen minus 50° bis +50° widerstehen muss. Natürlich ist es möglich, dem elektrisch leitfähigen Material im Elastomerkörper mit rußbeschichteten Fäden, Rußdispersionen (Ruß-Tinte, Ruß-Paste, rußhaltige Lösungen), Fäden, die mit Ruß-Tinte oder Ruß-Pasta benetzt wurden, leitende (vernetzte) Gummifäden oder ähnliche Elemente einzusetzen. Allerdings wird das dynamische Verhalten des Elastomerkörpers vollständig unangetastet gehalten, wenn leitende Füllstoffe, wie CNT (=Carbon Nanotubes), Graphen, Grafit oder Metallpulver, insbesondere Amorphiszinnoxid, in das Polymermaterial des

Elastomerkörpers eingebettet werden.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung werden leitfähige Materialien wie Ruß, Grafit, Carbon, Carbon Nanotubes, Kupfer, Gold, Silber, etc. in die Polymermatrix eingearbeitet. Ab einem bestimmten Füllgrad bilden diese Polymere ein elektrisch leitfähiges Netzwerk. Wird das Polymermaterial einer Zugbelastung oder Druckbe lastung ausgesetzt, so ändert sich der Widerstand aufgrund der Querschnittsver engung und der Veränderung der Partikelverteilung in der Polymermatrix. Durch diesen Aufbau können verschiedene Ausdehnungen des Elastomerkörpers gemes sen werden. Untersuchungen haben in diesem Bereich ergeben, dass das elasti sche und elektrisch leitfähige Material des Elastomerkörpers als Sensormaterial zur Feststellung und Messung von Zugbelastung oder Druckbelastung eingesetzt werden kann. Die sensorischen Eigenschaften verbessern sich bei zunehmenden Füllgrad des Polymermaterials, obgleich sich die mechanischen Eigenschaften des ursprünglichen Polymermaterials verschlechtern.

Aus diesem Grund ist es von Vorteil, wenn nicht das gesamte Polymermaterial des Elastomerkörpers mit entsprechenden leitfähigen Partikeln versetzt wird, sondern nur einzelne Bereiche des Polymermaterials mit einem entsprechenden Füllstoff netzwerk versehen werden. In vorteilhafter Weise liegen diese Bereiche in einem Bereich des Elastomerkörpers, durch den beim Abdämpfen von im Betrieb des spurgeführten Fahrzeuges mindestens ein vorab berechneter Lastpfad verläuft.

Die sensorischen Eigenschaften dieses elektrisch leitfähigen Bereiches des Elastomerkörpers werden dann mit der Widerstandssensoreinrichtung ausgenutzt, um entsprechende Daten, die indikativ für einen auf den Elastomerkörper ein wirkenden bzw. eingewirkten Lastwechsel und/oder indikativ auf eine Degenera tion des Materials des Elastomerkörpers sind. Gemäß Realisierungen der erfindungsgemäßen Energieabsorptionsvorrichtung ist vorgesehen, dass die Widerstandssensoreinrichtung ausgebildet ist, die elektri sche Leitfähigkeit und/oder den elektrischen Widerstand zwischen mindestens zwei Messpunkten im elektrisch leitfähigen Material des Elastomerkörpers zu er fassen, wobei hierzu die Widerstandssensoreinrichtung mindestens einen vorzugs weise potenzialfrei arbeitenden Messaufnehmer aufweist. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass die vorzugsweise potenzialfrei arbeitenden Messaufnehmer derart angeordnet sind, dass der elektrische Widerstand bzw. die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitfähigen Materials im Elastomerkörper über verschiedene Raumachsen bestimmt wird, um so eine Aussage über Zugbe lastungen oder Druckbelastungen bzw. Dehnungsbelastungen des Elastomerkör pers in unterschiedlichen Raumachsen erhalten zu können.

Die Widerstandssensoreinrichtung weist in bevorzugter Weise eine insbesondere kabellos arbeitende Schnittstelleneinrichtung auf, über welche von der Wider standssensoreinrichtung erfasste und optional ausgewertete Daten vorzugsweise über einen Fernzugriff zumindest teilweise auslesbar sind.

So ist es beispielsweise denkbar, dass der Widerstandssensoreinrichtung eine ent sprechende Auswerteeinrichtung zugeordnet ist, welche ausgebildet ist, die von der Widerstandssensoreinrichtung erfassten Daten bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit bzw. des elektrischen Widerstandes entsprechend auszuwerten. Zum Auswerten der ermittelten Leitfähigkeits- bzw. Widerstandsdaten werden gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diese Messdaten mit entsprechen den Bezugsdaten verglichen, wobei die Bezugsdaten vorzugsweise im Rahmen ei ner Kalibrierung zuvor aufgenommen wurden. Dabei liegt der Erfindung die Er kenntnis zu Grunde, dass sich beispielsweise durch mechanischen Verschleiß des Elastomerkörpers die Dehnungseigenschaften und damit die Dämpfungseigen schaften des Elastomerkörpers ändern und von einem idealen Zustand (Soll-Zu- stand) abweichen. Der Grad bzw. das Ausmaß der Änderung bzw. der Abweichung von dem Soll-Zustand kann dann als Indiz für eine fehlerhafte Funktionsweise des Elastomerkörpers bzw. für einen Verschleiß des Elastomerkörpers dienen.

Potenzielle Abweichungen der Funktionsweise des überwachten Elastomerkörpers bzw. ein potenzieller Verschleiß des Elastomerkörpers werden somit durch die Wi derstandssensoreinrichtung und dem elektrisch leitfähigen Bereich des Materials des Elastomerkörpers, der als Sensormaterial dient, detektiert und Abweichungen io

von einem erwarteten Soll-Zustand werden entweder über Fehlermeldungen an den Betreiber des spurgeführten Fahrzeuges oder über eine Re mote -Control - Schnittstelle an einen zuständigen Wartungsservice, insbesondere Fernwartungs service, übermittelt.

Die Fernwartung (Remote Maintenance) von Komponenten eines spurgeführten Fahrzeuges gewinnt beim Support der Hard - und Software von Zulieferern in der Schienenfahrzeugtechnik zunehmend an Bedeutung. Durch die immer stärkere Vernetzung der Steuersysteme über das Internet, dem Aufbau von firmeninternen Intranets und herkömmliche Telekommunikationswege (ISDN, Telefon, etc.) er weitern sich die Möglichkeiten der direkten Unterstützung im Support. Nicht zu letzt wegen der Einsparungsmöglichkeiten bei Reisekosten und die bessere Res sourcennutzung (Personal und Technik) werden Produkte der Fernwartung zur Kostensenkung in Unternehmen genutzt. Fernwartungsprogramme ermöglichen es dem entfernt sitzenden Servicetechniker, direkt auf den überwachten Elastomer körper bzw. Komponenten der Energieabsorptionsvorrichtung zuzugreifen und de ren Status abzufragen, um vorausschauende Gegenmaßnahmen, wie beispiels weise Wartungsintervalle, einzuplanen und durchzuführen.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist der Widerstandssensoreinrichtung eine Speichereinrichtung zugeordnet zum Speichern von insbesondere im Betrieb des Schienenfahrzeuges in dem Elastomerkörper eingeleiteten Dehnungen, Stau chungen und Scherbeanspruchungen bzw. anderer relevanten Informationen und Daten, wobei die Speichereinrichtung insbesondere ausgebildet ist, vorzugsweise alle mit der Widerstandssensoreinrichtung erfassten Daten und Informationen zu mindest für eine vorab festgelegte oder festlegbare Zeitperiode dauerhaft zu speichern. Dabei bietet es sich an, dass die Speichereinrichtung ausgebildet ist, vorzugsweise über einen Fernzugriff zumindest teilweise auslesbar zu sein.

Indem in Hinblick auf den Betrieb des überwachten Elastomerkörpers relevante Informationen und Daten und insbesondere Dehnungen, Stauchungen und Scher beanspruchungen des Elastomerkörpers im Betrieb des Schienenfahrzeuges ge speichert werden, kann der entsprechende Betrieb und die Belastung des

Elastomerkörpers dokumentiert werden, um so auch Wartungsintervalle vorhersa gend einplanen zu können. Insbesondere ist gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgese hen, dass der Widerstandssensoreinrichtung eine Speichereinrichtung zugeordnet ist zum Dokumentieren von über einen vorabfestgelegten oder festlegbaren Zeit raum bei einer Kraftübertragung auftretenden Belastungen (Dehnungen, Stau chungen und Scherbeanspruchungen in unterschiedlichen Raumrichtungen) des Elastomerkörpers zu dokumentieren. Es bietet sich in diesem Zusammenhang an, dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, um einen Gesamt-Lastwechsel und/oder eine Gesamt-Belastung des Elastomerkörpers zu ermitteln, und zwar auf Grundlage der dokumentierten Belastungen. In diesem Zusammenhang sollte die Auswerteeinrichtung ferner ausgebildet sein, eine eine Wartung und/oder einen Austausch des Elastomerkörpers bzw. einer anderen Komponente der Energie absorptionsvorrichtung betreffende Information in Abhängigkeit von dem ermit telten Gesamt-Lastwechsel und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung auszuge ben.

Hierbei liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass Komponenten der Energieabsorptionsvorrichtung, wie beispielsweise der Elastomerkörper, ausge tauscht oder gewartet werden müssen, wenn sich die ertragbaren Belastungen bis zu einem fest definierten Wert aufsummiert haben. Bislang erfolgt eine Überprü fung oder Wartung über eine Dokumentation der jährlichen Lastwechsel, was in der Regel auf einer Schätzung basiert. Darin liegt eine große Ungenauigkeit, da tatsächlich nicht genau bekannt ist, wie viele Lastwechsel wirklich stattgefunden haben und wie hoch dabei die Beanspruchung war.

Mit der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise das Lastkollektiv mitgeschrie ben werden, was einen größeren Ausnutzungsgrad der Komponenten der Energie absorptionsvorrichtung bzw. des Elastomerkörpers ermöglicht. Dadurch kann ins besondere die Lebensdauer der Komponenten der Energieabsorptionsvorrichtung erhöht werden. Ferner ist es möglich, dass schon vorher erkannt wird, wann und welche Komponenten der Energieabsorptionsvorrichtung ausgetauscht werden müssen. Dadurch kann ein entsprechender Ersatz vorab beschafft werden und die Ausfallzeiten werden minimiert und die Prozesssicherheit deutlich erhöht.

In diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich denkbar, dass der Auswerteeinrich tung mindestens eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere in Gestalt eines Displays und/oder mindestens einer Lichtquelle, zugeordnet ist zum optischen Anzeigen des ermittelten Gesamt-Lastwechsels und/oder der ermittelten Gesamt-Belastung und/oder entsprechenden Informationen diesbezüglich.

Alternativ oder zusätzlich bietet es sich an, dass die Auswerteeinrichtung eine di gitale Schnittstelle aufweist, insbesondere eine Modbus-, CAN-, CANopen-, IO- Link- und/oder Ethernet-kompatible Schnittstelle, um mit einer externen Vorrich tung entsprechend kommunizieren zu können. Auf diese Weise kann insbesondere eine On-Board-Diagnose realisiert werden, um dem Fahrzeugsystem eine frühzei tige Diagnose zu ermöglichen und eine Wartung zu vereinfachen. Bei einer sol chen On-Board-Diagnose erfolgt vom Fahrzeugsystem vorzugsweise eine automa tische Abfrage der Auswerteeinrichtung oder der entsprechenden Widerstands sensoreinrichtung.

Der mindestens eine Bereich aus dem elektrisch leitfähigen Material ist vorzugs weise in einem Bereich des Elastomerkörpers ausgebildet, welcher im Betrieb des spurgeführten Fahrzeuges sich oft wiederholende Dehnungen, Stauchungen und/oder Scherbeanspruchungen ausgesetzt ist.

Wie bereits ausgeführt, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise vorgesehen, dass der Bereich mit dem elektrisch leitfähigen Material durch min destens ein insbesondere metall- oder kohlenstoffbasiertes Füllstoffnetzwerk in einem Polymermaterial gebildet wird, wobei hierzu insbesondere metall- oder kohlenstoff basierte Füllstoffpartikel zum Einsatz kommen, die in einer Matrix des Polymermaterials aufgenommen sind. Gemäß Ausführungsformen der vorliegen den Erfindung werden als Füllstoffe unterschiedliche elektrisch leitfähige Kohlen stoffallotrope eingesetzt, die sich in ihren geometrischen Strukturen unterschei den können. Beispielsweise kann als Füllstoff Ruß (engl. : Carbon Black, CB) ver wendet werden, der typischerweise aus nahezu kugelförmigen Partikeln von 50 nm Durchmesser besteht. Die Ausdehnung liegt in allen drei Dimensionen im Na nometer-Bereich. Andererseits können alternativ oder zusätzlich hierzu Kohlen- stoffnanoröhrchen (engl. : Carbon Nanotubes, CNT) als Füllstoff verwendet wer den, die der Form eines Zylinders gleichen, und die einen Radius im Bereich von wenigen Nanometern und eine Länge, die im Mikrometer-Bereich liegt, aufweisen. Als weiterer Füllstoff können Graphen-Nanoplättchen (engl. : Graphene Nanoplate- lets, GNT) eingesetzt werden, deren Struktur einem Plättchen ähnelt. Die Dicke liegt dabei im Bereich von wenigen Nanometern, während die laterale Ausdeh nung der Plättchen im Mikrometer-Bereich liegt. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es selbstverständlich aber auch denkbar, wenn zumindest bereichsweise das Füll Stoff netzwerk gebildet wird durch in Elastomermaterial des Elastomerkörpers eingebettete Textile und metallische Fes tigkeitsträger, welche mit einer elektrisch leitfähigen Faser oder einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen sind. In diesem Fall können diese im

Elastomermaterial bereits integrierten Textile und metallische Festigkeitsträger als elektrische Leiterbahnen genutzt werden.

Die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung kann insbesondere Teil ei ner Kupplungs- oder Gelenkanordnung eines spurgeführten Fahrzeuges sein, wo bei diese Kupplungs- oder Gelenkanordnung zum gelenkigen Verbinden zweier be nachbarter Wagenkästen dient. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist die Ver wendung der Energieabsorptionsvorrichtung in einer Dämpfungsanordnung, bei spielsweise in einem Seitenpuffer eines spurgeführten Fahrzeuges.

Bei diesen Anwendungen ist es durch das Vorsehen der Widerstandssensorein richtung und dem in dem Material des Elastomerkörpers ausgebildeten Sensorma terial (dem elektrisch leitfähigen Bereich) möglich, die Funktionsweise der Kupp lungs- oder Gelenkanordnung bzw. der Dämpfungsanordnung in intelligenter Weise zu überwachen.

Hierbei wird mit Hilfe der Widerstandssensoreinrichtung über einen vorab festge legten oder festlegbaren Zeitraum bei einer Kraftübertragung auftretende Belas tungen des Elastomerkörpers erfasst und vorzugsweise daraus ein Gesamt-Last- wechsel oder eine Gesamt-Belastung ermittelt, wobei eine eine Wartung und/oder einen Austausch einer Komponente der Energieabsorptionsvorrichtung betref fende Information in Abhängigkeit von dem ermittelten Gesamt-Lastwechsel und/oder in Abhängigkeit der ermittelten Gesamt-Belastung ausgegeben wird.

Um einen möglichst autarken Betrieb der Widerstandssensoreinrichtung zu er möglichen, und um insbesondere aufwendige Verkabelungen der Widerstands sensoreinrichtung mit dem Fahrzeugkörper zu verhindern, ist insbesondere vorge sehen, dass die Widerstandssensoreinrichtung ausgebildet ist, nur bei vorab fest gelegten oder festlegbaren Zeiten und/oder Ereignissen (beispielsweise während eines Kupplungsvorganges) eine elektrische Leitfähigkeit oder einen elektrischen Widerstand des elektrisch leitfähigen Bereiches in dem Elastomermaterial zu er fassen. Beispielsweise ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass die Wider standssensoreinrichtung aktiviert (getriggert) wird, sobald über eine entspre chende Sensorik das Einleiten einer einen vorab festgelegten Schwellwert über schreitenden Kraft in die Energieabsorptionsvorrichtung erfasst wird.

Auf diese Weise kann der Verbrauch von elektrischer Energie durch die Wider standssensoreinrichtung minimiert werden.

Gemäß Weiterbildungen insbesondere des zuletzt genannten Aspekts weist die Widerstandssensoreinrichtung mindestens einen Generator, insbesondere einen Nanogenerator auf, um das Konzept des„Energy Flarvesting" umzusetzen. Mit diesem Generator, insbesondere Nanogenerator, kann die Widerstandssensorein richtung zumindest einen Teil der beim Betrieb der Widerstandssensoreinrichtung von dieser benötigten elektrischen Energie aus der unmittelbaren Umgebung der Widerstandssensoreinrichtung gewonnen werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass mit Hilfe des Nanogenerators aus einer Vibration des Elastomerkörpers ent sprechende elektrische Energie gewonnen wird. Zweckmäßigerweise kann zur Übertragung der von der Widerstandssensoreinrichtung gewonnen Informationen an die nächstliegende Datenschnittstelle vorteilhaft eine Low-Power Near-Field- Communication (NFC-)Lösung, beispielsweise ZigBee oder Bluetooth LE oder an dere geeignete Standards verwendet werden

Mit diesem Aspekt ist eine vollkommen drahtlose Realisierung der Widerstands sensoreinrichtung denkbar, wobei Einschränkungen durch kabelgebundene Strom versorgung oder Batterien und/oder kabelgebundene Kommunikationstechniken vermieden werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

FIG. 1 schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine erste

Ausführungsform einer Kupplungsanlenkung für eine Mittel pufferkupplung eines spurgeführten Fahrzeuges, insbeson- dere Schienenfahrzeuges, wobei in dieser Kupplungsanlen- kung eine exemplarische Ausführungsform der erfindungsge mäßen Energieabsorptionsvorrichtung zum Einsatz kommt;

FIG. 2 die Kupplungsanlenkung gemäß FIG. 1 in einer Seiten

schnittansicht;

FIG. 3 schematisch und in einer Seitenschnittansicht eine zweite

Ausführungsform einer Kupplungsanlenkung für einen Wa genkasten eines mehrgliedrigen Fahrzeuges mit einer exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energieabsorptionsvorrichtung;

FIG. 4 schematisch und in einer isometrischen Ansicht die bei der

Kupplungsanlenkung gemäß FIG. 3 zum Einsatz kommende Energieabsorptionsvorrichtung („Sphärolager");

FIG. 5 schematisch und in einer Schnittansicht die Energieabsorpti onsvorrichtung gemäß FIG. 4;

FIG. 6 das Schaltbild einer exemplarischen Ausführungsform einer

Widerstandssensoreinrichtung der erfindungsgemäßen Ener gieabsorptionsvorrichtung; und

FIG. 7 schematisch eine weitere Ausführungsform einer Wider standssensoreinrichtung mit Auswerteeinrichtung und Schnittstelleneinrichtung der erfindungsgemäßen Energie absorptionsvorrichtung.

In FIG. 1 ist schematisch und in einer isometrischen Ansicht eine Kupplungsan lenkung 10 einer Mittelpufferkupplung für Schienenfahrzeuge gezeigt, wobei in dieser Kupplungsanlenkung 10 eine exemplarische Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Energieabsorptionsvorrichtung zum Einsatz kommt. Die Darstel lung in FIG. 2 zeigt die Kupplungsanlenkung 10 gemäß FIG. 1 in einer Seiten schnittansicht. In der dargestellten Kupplungsanlenkung 10 ist eine Energieabsorptionsvorrich tung integriert, welche insgesamt drei Federeinrichtungen mit jeweils einem ring förmigen Elastomerkörper 1 aufweist. Diese ringförmigen Elastomerkörper 1 der Federeinrichtungen sind derart ausgelegt, dass Zug- und Stoßkräfte bis zu einer definierten Größe aufgenommen und darüberhinausgehende Kräfte über den La gerbock 11 in das Fahrzeuguntergestell weitergeleitet werden.

Die in FIG. 1 und FIG. 2 dargestellte Kupplungsanlenkung 10 umfasst den hinte ren Teil einer Kupplungsanordnung und dient dazu, den Kupplungsschaft 15 einer Mittelpufferkupplung über den Lagerbock 11 an einer (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Anschraubplatte eines Wagenkastens horizontal schwenkbar anzu lenken.

Da bei der in FIG. 1 und FIG. 2 dargestellten Kupplungsanlenkung 10 die als Dämpfungseinrichtung dienende regenerative Energieabsorptionsvorrichtung mit den ringförmigen Elastomerkörpern 1 innerhalb des Lagerbockes 11 aufgenom men ist, weist der Lagerbock 11 eine im Hinblick auf die ringförmigen Elastomer körper 1 angepasste Konfiguration auf. Im Einzelnen weist der Lagerbock 11 eine Käfig- bzw. Gehäusestruktur 16 auf, mit welcher die Lagerschalen des Lagers mit einem vertikal verlaufenden Flansch verbunden sind.

Im Betrieb der Kupplungsanlenkung 10 werden über den Kupplungsschaft 15 Zug oder Druckkräfte in die Energieabsorptionsvorrichtung eingeleitet. Im Einzelnen bewegt sich bei Einleiten von Zug- oder Druckkräften der Kupplungsschaft 15 re lativ zu der Käfig- bzw. Gehäusestruktur 16 des Lagerbockes 11, wobei dabei die Elastomerkörper 1 der Energieabsorptionsvorrichtung entsprechend deformiert werden, um die übertragenen Zug- oder Druckkräfte abzudämpfen.

Wie in FIG. 2 schematisch angedeutet, ist bei dieser exemplarischen Ausfüh rungsform ein Elastomerkörper 1 der in der Käfig- bzw. Gehäusestruktur 16 des Lagerbockes 11 aufgenommenen Energieabsorptionsvorrichtung bereichsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material 2 gebildet, wobei dieser Bereich als Sen sormaterial dient. Das elektrisch leitfähige Material 2 des Elastomerkörpers 1 ist derart ausgebildet, dass sein spezifischer elektrischer Widerstand bzw. seine elektrische Leitfähigkeit bei Zug- und/oder Druckbelastung des Bereiches aus dem elektrisch leitfähigen Material 2 variiert. In vorteilhafter Weise ist der elektrisch leitfähige Bereich 2 des Elastomerkörpers 1 durch ein Füllstoffnetzwerk, welches metall- oder kohlenstoff basierte Füllstoff- partikel aufweist, gebildet. Das Füllstoffnetzwerk bzw. die Füllstoffpartikel sind in einer Matrix des Polymermaterials aufgenommen, aus welchem auch der übliche Bereich des Elastomerkörpers 1 gebildet ist.

Obgleich es der schematischen Darstellung in FIG. 2 nicht unmittelbar entnom men werden kann, ist der mindestens eine elektrisch leitfähige Bereich 2 des Ma terials des Elastomerkörpers 1 in einem Bereich des Elastomerkörpers 1 ausgebil det, in welchem bei Druck- oder Zugübertragung bzw. Einleitung in die Energie absorptionsvorrichtung ein Lastpfad vorzugsweise in einer bestimmten Raumrich tung verläuft.

Die elektrische Leitfähigkeit bzw. der elektrische Widerstand des als Sensormate rial dienenden Bereiches 2 des Elastomerkörpers 1 wird mit Hilfe einer Wider standssensoreinrichtung 3 gemessen bzw. erfasst. Hierzu weist die Widerstands sensoreinrichtung 3 mindestens einen vorzugsweise potentialfrei arbeitenden Messaufnehmer auf. Eine Ausführungsform einer solchen Widerstandssensorein richtung 3 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Darstellung in FIG. 5 nä her beschrieben.

In FIG. 3 ist in einer schematischen Längsschnittansicht eine weitere exemplari sche Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Energieabsorptionsvorrich tung gezeigt. Im Einzelnen zeigt FIG. 3 schematisch und in einer Seitenschnittan sicht eine Kupplungsanlenkung 10 mit einer Ausführungsform der erfindungsge mäßen Energieabsorptionsvorrichtung. In diesem Fall ist die Energieabsorptions vorrichtung als Sphärolager 13 ausgebildet.

Im Einzelnen umfasst die Kupplungsanlenkung 10 gemäß FIG. 3 einen an einer Stirnseite eines Wagenkastens im Wesentlichen starr angebrachten Lagerbock 11 sowie eine Gelenkanordnung 12, welche eine regenerative Energieabsorptionsvor richtung in Gestalt eines Sphärolagers und einen vertikal verlaufenden Schwenk bolzen 14 aufweist. Die Gelenkanordnung 12 dient dazu, eine Kupplungsstange 15 mit dem Lagerbock 11 gelenkig zu verbinden, wobei der wagenkastenseitige End abschnitt der Kupplungsstange 15 über die Gelenkanordnung 12 derart mit dem Lagerbock 11 verbunden ist, dass zumindest teilweise eine horizontale und verti kale Bewegung der Kupplungsstange 15 relativ zum Lagerbock 11 möglich ist. Im Einzelnen ist ein horizontales Verschwenken der Kupplungsstange 15, d.h. ein Verschwenken der Kupplungsstange 15 innerhalb der horizontalen Kupplungs ebene, durch das Vorsehen des vertikal zur horizontalen Kupplungsebene verlau fenden Schwenkbolzens 14 möglich. Durch den Schwenkbolzen 14 läuft die verti kale Mittenlängsachse, welche senkrecht auf der horizontalen Kupplungsebene steht. Der Schnittpunkt zwischen der Mittenlängsachse und der horizontalen Kupplungsebene bezeichnet den Drehpunkt, um welchen die Kupplungsstange 15 relativ zu dem im Wesentlichen starr an dem Wagenkasten angeflanschten oder andersartig befestigten Lagerbock 11 horizontal oder vertikal verschwenkbar ist.

In der Gelenkanordnung 12 der in FIG. 3 dargestellten Ausführungsform ist eine regenerative Energieabsorptionsvorrichtung vorgesehen, welche dazu dient, die im normalen Fährbetrieb über die Kupplungsstange 15 eingeleiteten Zug- oder Druckkräfte abzudämpfen. Die Energieabsorptionsvorrichtung ist Teil eines Sphärolagers 13 und weist eine Federeinrichtung mit einem Elastomerkörper 1 auf, welcher derart ausgebildet ist, dass sich diese bei Einleiten von Kräften in die Energieabsorptionsvorrichtung zumindest teilweise elastisch verformt.

Eine Ausführungsform des bei der Gelenkanordnung 12 gemäß FIG. 3 zum Einsatz kommenden Sphärolagers 13 ist in einer schematischen und isometrischen An sicht in FIG. 4 und in einer entsprechenden Schnittansicht in FIG. 5 gezeigt.

Wie es insbesondere der Schnittansicht gemäß FIG. 5 entnommen werden kann, ist der Elastomerkörper 1 der Energieabsorptionsvorrichtung bereichsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material 2 gebildet. Wie auch bei der zuvor beschrie benen Ausführungsform gemäß FIG. 1 bzw. FIG. 2 ist der elektrisch leitfähige Be reich 2 des Materials des Elastomerkörpers 1 derart ausgebildet, dass sein spezifi scher elektrischer Widerstand bzw. seine elektrische Leitfähigkeit bei Zug- und/o der Druckbelastung variiert.

Dem Elastomerkörper 1 gemäß FIG. 5 ist ferner eine Widerstandssensoreinrich tung 3 zugeordnet, mit Hilfe welcher eine elektrische Leitfähigkeit oder ein elektrischer Widerstand des elektrisch leitfähigen Materialbereiches 2 des

Elastomerkörpers 1 erfasst werden kann. Eine Ausführungsform der Widerstandssensoreinrichtung 3 wird anschließend un ter Bezugnahme auf das Schaltdiagramm gemäß FIG. 6 näher beschrieben.

Die in FIG. 6 schematisch mit Hilfe eines Schaltdiagramms bzw. Ersatzschaltbildes gezeigte Widerstandssensoreinrichtung 3 dient dazu, die Leitfähigkeit bzw. den elektrischen Widerstand zwischen mindestens zwei Punkten im elektrisch leitfähi gen Elastomermaterial 2 des Elastomerkörpers 1 durch einen dedizierten Messauf nehmer zu erfassen. Dies kann beispielsweise durch eine bezugspotentialfrei dif- ferenziell messende Anordnung nach FIG. 6 erfolgen.

Die optimale Lage der Messpunkte im Elastomermaterial 2 muss jeweils in Abhän gigkeit der Geometrie des Elastomerkörpers 1 bestimmt werden. Der Messbereich der Leitfähigkeit bzw. des elektrischen Widerstandes (R _m ) des als Sensormaterial dienenden elektrisch leitfähigen Elastomerkörpermaterials ist in Abhängigkeit der vorliegenden Elastomermischung festzulegen. Die Frequenzbandbreite des ermit telten Signals u(t) wird im Wesentlichen durch die Bandbreite der auftretenden mechanischen (dynamischen) Belastung bestimmt.

Um den Änderungsbereich der elektrischen Leitfähigkeit einzugrenzen, sind unter Maßgabe der zusätzlich einzuhaltenden mechanischen Eigenschaften der jeweili gen Elastomer- bzw. Gummimischung auch Änderungen in der Zusammensetzung bzw. im Herstellungsprozess des Elastomers denkbar. Hiermit ließen sich in ge wissen Grenzen sogar die Kennwerte der elektrischen Leitfähigkeit in Abhängig keit der auftretenden mechanischen Belastung einstellen.

Da unter Umständen die absoluten Werte der Leitfähigkeit des elektrisch leitfähi gen Bereiches des Elastomerkörpers 1 stark streuen können, ist es zweckmäßig, nach einem Kalibrierprozess nur die Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit bzw. des elektrischen Widerstandes R _m zu erfassen. Der Kalibrierprozess soll hier bei neben der mechanischen Grundstellung (Ruhelage) auch die spezifizierten Endlagen des betreffenden Gesamtsystems (bei Zugkupplungen: die betrieblichen Seiten und Höhenauslenkungen) beinhalten. Die Größe bzw. der Betrag der Wi derstandsänderung kann dann ein Maß der auftretenden mechanischen Belastung des eingebauten Elastomerkörpers 1 sein.

Bei Anordnung von mehreren Messaufnehmern, zum Beispiel in sinnvoll gewähl ten Raumachsen, ist es zudem denkbar, einen Vektor (Betrag und Richtung) der mechanischen Belastung bzw. des Auslenkwinkels der verbauten Komponente zu ermitteln.

Veränderungen des Widerstandswertes R _m in der mechanischen Grundstellung (Ruhelage) lassen unter Umständen direkt auf eine Gefügeänderung des

Elastomermaterials, eine Änderung der Umgebungstemperatur oder auf Alterung des Elastomermaterials schließen.

Um die Messanordnung vorteilhaft zu gestalten, ist es denkbar, diese vollständig in Form eines miniaturisierten„Elastomersensors" mit Auswerteeinrichtung 4, Energieversorgung und insbesondere kabelloser Datenübertragung 5 (zum Bei spiel NFC) entsprechend FIG. 6 unmittelbar am oder im Elastomerkörper 1 bzw. an dessen Oberfläche schon im Fierstellungsprozess zu integrieren. Die Kommuni kation erfolgt dann zu einem in der Nähe angeordneten Empfänger. Dies hätte den Vorteil, dass keine aufwendige Verkabelung des Messaufnehmers hin zur Aus werteeinrichtung 4 notwendig wäre.

Als bevorzugte Ausführungsform wird die Anwendung der Erfindung in einem Sphärolager 13 in einer automatischen Zugkupplung gesehen, da Änderungen der mechanischen Belastung bzw. Auslenkungen des gelagerten Bauteils (zum Bei spiel der Kupplungsstange 15) sogar in mehreren Raumachsen möglich sind.

Für den praktischen Betrieb der Widerstandssensoreinrichtung 3 ist es vorteilhaft, die Widerstandssensoreinrichtung 3 nur zu bestimmten diskreten Zeitpunkten messen zu lassen, um den Energiebedarf zu begrenzen. Denkbar ist auch, die Messung durch ein externes Ereignis auszulösen, wie beispielsweise Kuppelvor gänge, Traktion/Bremsvorgänge des spurgeführten Fahrzeuges, Kurvenfahrten in Gleisbögen oder bei Integration eines zusätzlichen Inertialgebers (Beschleuni gung) in den Sensor bei Druck-/Zug im Kuppelstrang.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Elastomersensors wäre es auch, wenn die benötigte Energie zum Betrieb aus der Eigenbewegung (Walken) des Gummimate rials mittels Energy-Flarvesting gewonnen werden könnte.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass durch das Vorsehen von leitfähigen Füllstoffen in dem Elastomermaterial des Elastomerkörpers 1 elektrisch leitfähige Bereiche 2 im Elastomerkörper 1 ausgebildet werden. Bei der vorliegenden Erfin dung wird die spezifische Eigenschaft des elektrisch leitfähigen Bereiches 2 des Elastomerkörpers 1 nutzbar gemacht, und zwar indem über eine Änderung der elektrischen Leitfähigkeit bei mechanischer Belastung im Betrieb der Energie- absorptionsvorrichtung gemessen und entsprechend bewertet wird. Dabei ist es möglich, durch die bei mechanischer Belastung hervorgerufenen Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit im Elastomerkörper 1 auf die Belastung des Elastomer körpers 1 bzw. der Energieabsorptionsvorrichtung (Betrag und Richtung) sowie bei Abweichungen auf außerordentliche Lastfälle oder auch Alterung des Bauteils zu schließen. Hierdurch kann zum Beispiel eine zustandsorientierte Wartung der Bauteile der Energieabsorptionsvorrichtung ermöglicht werden.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin of- fenbarter Merkmale.

Bezugszeichen liste

1 Elastomerkörper

2 elektrisch leitfähiger Bereich im Elastomerkörper/Sensorbereich 3 Widerstandssensoreinrichtung

4 Auswerteeinrichtung

5 Schnittstelleneinrichtung

10 Kupplungsanlenkung

11 Lagerbock

12 Gelenkanordnung

13 Sphärolager

14 Schwenkbolzen

15 Kupplungsstange

16 Käfig-/Gehäusestruktur