УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ
DEVICE FOR IDENTIFICATION OF RELATIVE MOVEMENTS IN VEHICLE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для распознавания относительных движений между, соответственно, конструктивных элементов транспортного средства, в частности, в рельсовых транспортных средствах, на железных дорогах, в самолетах и/или шасси рельсовых транспортных средств, самолетов и т.д.
Уровень техники
При оценке транспортных средств, в частности рельсовых транспортных средств, а также самолетов в качестве существенных критериев рассматриваются безопасность, доступность и удобство обслуживания. Особенно с учетом строительства путей с высокой пропускной способностью и высокой скоростью движения в области железной дороги эти свойства приобретают для транспортного средства все большее значение. Поскольку на таких путях с высокой пропускной способностью транспортное средство достигает скоростей, например, в диапазоне от 200 до 400 км/час, то надежное и правильное функционирование транспортного средства, в частности шасси, является особенно важным.
При этом шасси называется совокупностью всех подвижных частей транспортного средства, с помощью которой обеспечивается соединение с дорогой, соответственно с рельсами. В рельсовом транспортном средстве с помощью шасси, которое называется также ходовой частью, передаются возникающие между рельсами и транспортным средством силы, и транспортное средство опирается на рельсы. Также небольшие неровности рельсов воспринимаются с помощью шасси и лишь в уменьшенном виде передаются на транспортное средство, за счет чего улучшается плавность хода. Шасси рельсового транспортного средства, в частности железнодорожное шасси, содержит при этом обычно так называемые колесные пары, подшипники колесных пар и пружины и состоит тем самым из нескольких различных конструктивных элементов, которые могут быть соединены друг с другом с помощью соединительных средств (например, винтов и т.д.).
Если, например, на основании нагрузки во время работы соединения между конструктивными элементами транспортного средства, в частности в зоне шасси, ослабляются, то могут возникать изменения положения этих конструктивных элементов и/или относительные движения между этими отдельными конструктивными элементами. При этом относительное движение означает, что первый конструктивный элемент относительно второго конструктивного элемента, с которым он, например, соединен, выполняет в большинстве случаев нежелательное движение. Такие относительные движения, а также изменения положения могут приводить к неконтролируемым отказам, уменьшенной доступности транспортного средства и т.д. и прежде всего представляют угрозу для безопасности.
Для обеспечения требуемой безопасности транспортных средств (например, рельсовых транспортных средств, железной дороги, самолетов и т.д.), соответственно предотвращения отказов, необходимо проведение регулярных контролей транспортных средств, в частности соединений конструктивных элементов транспортного средства, соответственно, прежде всего, в зоне шасси, а также профилактических периодических ремонтных работ. При этих контролях и работах особое внимание уделяется шасси на основании высоких требований к безопасности, с одной стороны, и высокой стоимости ремонтных работ по сравнению со всем составом, с другой стороны. Мерами контролирования, соответственно, ремонтных работ транспортного средства и прежде всего шасси являются, например, осмотр, контроль ходовой части и/или так называемые ревизии, которые предписаны и выполняются в рамках планов ремонтных работ в заданные интервалы времени.
При осмотре может выполняться, например, оптический и/или визуальный контроль транспортного средства, соответственно рельсового транспортного средства, в частности шасси. При этом могут выявляться, например, механические повреждения, явный износ, явные изменения положения конструктивных элементов и т.д. Осмотры обычно выполняются в большинстве случаев подготовленным персоналом в виде деятельности человека и как раз поэтому имеют меньший коэффициент полезного действия по сравнению с автоматизированными проверками. Таким образом, существует опасность пропуска неисправностей и/или недостатков. При контролировании ходовой части можно дополнительно к визуальной проверке использовать также подходящие способы и/или системы проверки с целью распознавания недостатков и/или устранения неисправностей на шасси. Ревизия является технической проверкой, которая предписана и при которой проверяются относящиеся к безопасности данные рельсового транспортного средства, соответственно шасси.
Однако часто в шасси, которое имеет особое значение для безопасности, затруднен доступ к влияющим на безопасность местам, и за счет этого ограничивается возможность анализа и проверки, соответственно, она сопряжена с большими затратами труда. Это означает, что проверка и/или контролирование транспортного средства, в частности, связанных с безопасностью мест, таких как, например, соединения между конструктивными элементами, в частности, в зоне шасси, связаны с большими затратами времени и труда. На основании ограниченной возможности анализа, например при осмотре и/или контролировании ходовой части, часто не обеспечивается возможность своевременного распознавания влияющих на безопасность неисправностей, таких как, например, ослабленные винты или гайки, ослабленные соединения между конструктивными элементами, которые могут приводить к нежелательным относительным движениям и/или изменениям положения, а также, например, так называемые аварийные зацепления.
Сущность изобретения
Поэтому в основу изобретения положена задача создания устройства, с помощью которого без больших затрат труда и экономично могут быть удовлетворены возрастающие требования безопасности для транспортного средства, а также быстро и своевременно обнаружены неисправности и дефекты и тем самым повышена доступность транспортного средства.
Согласно изобретению, решение задачи осуществляется с помощью устройства указанного в начале вида, в котором для каждого подлежащего контролированию, соответственно, существенного для безопасности конструктивного элемента транспортного средства, в частности рельсового транспортного средства, железнодорожного состава и т.д., предусмотрен ретранслятор RFID (radio frequency identification = идентификация с помощью радиочастот). Этот ретранслятор RFID, который имеет место заданного разрушения, установлен на подлежащем контролированию конструктивном элементе так, что относительные движения и/или изменения положения этих конструктивных элементов приводят к разрушению ретранслятора RFID в месте заданного разрушения.
Главный аспект предлагаемого в соответствии с изобретением решения состоит в том, что ретранслятор RFID с местом заданного разрушения устанавливается на существенных, подлежащих проверке конструктивных элементах. При возникновении, например, нежелательного относительного движения и/или изменения положения конструктивного элемента за счет, например, ослабленного соединения и т.д. или при потере конструктивного элемента (например, гайки винтового соединения и т.д.) ретранслятор RFID утрачивает свою функцию. То есть ретранслятор RFID в этом месте транспортного средства, соответственно, на этом конструктивном элементе не может быть больше обнаружен, и тем самым может быть быстро и с относительно небольшой стоимостью, также в труднодоступных местах, таких как, например, в зоне шасси, обнаружена и устранена неисправность/дефект, за счет чего снижаются затраты на техническое обслуживание транспортного средства. Кроме того, за счет использования ретрансляторов RFID можно распознавать уже очень небольшие относительные движения между конструктивными элементами, а также уменьшать влияние человеческого фактора, такого как, например, влияние эмоционального состояния человека.
Под идентификацией с помощью радиочастоты (RFID) обычно понимается выполнение идентификации с помощью электромагнитных волн. Таким образом, RFID обеспечивает возможность автоматического распознавания и/или локализации предметов и т.д. и тем самым значительно облегчает регистрацию данных. Поэтому система RFID состоит обычно из ретранслятора RFID, который находится на или в соответствующем предмете, и считывающего блока RFID для считывания ретранслятора RFID, в котором, среди прочего, хранятся данные для идентификации.
Поэтому предпочтительно, когда для контролирования функционирования соответствующих установленных, например, на транспортном средстве, соответственно на шасси транспортного средства, ретрансляторов RFID предусмотрен по меньшей мере один считывающий блок RFID. Этот по меньшей мере один считывающий блок может быть установлен для непрерывного контролирования функционирования на стороне рельсов или на транспортном средстве. Таким образом, можно простым и экономичным образом непрерывно проверять транспортное средство, например шасси рельсового транспортного средства, на наличие неисправностей и дефектов. Если возникают нежелательные относительные движения и/или изменения положения в контролируемых конструктивных элементах или контролируемый конструктивный элемент теряется, то ретранслятор RFID разрушается в месте заданного разрушения и не может быть больше обнаружен и считан считывающим блоком RFID.
Конструкция ретранслятора RFID предусматривает в принципе антенну, постоянную память, соответственно микрочип, опору, а также в так называемых активных ретрансляторах источник энергии. При этом в памяти находятся данные, которые передаются в считывающий блок RFID и служат для идентификации. Если ретранслятор RFID разрушен в месте заданного разрушения, то эти данные не могут больше передаваться, и тем самым можно распознавать дефект/неисправность транспортного средства. Энергию для связи со считывающим блоком RFID ретранслятор RFID может получать из поля считывающего блока RFID, в этом случае этот ретранслятор называется также пассивным ретранслятором.
Однако ретранслятор RFID может иметь также собственное электроснабжение, такое как, например, встроенная батарея или соединение с внешней сетью тока, с целью увеличения дальности связи ретранслятора RFID. В этом случае ретранслятор RFID с собственным электроснабжением называется активным ретранслятором. Для устройства согласно изобретению возможно использование обоих типов ретрансляторов (активного и пассивного).
В одной предпочтительной модификации изобретения предусмотрено, что каждый установленный, например, на транспортном средстве ретранслятор RFID имеет однозначный кодовый сигнал опознавания, например номер и т.д., который обеспечивает возможность определения положения (например, на транспортном средстве, на шасси транспортного средства и т.д.) соответствующего ретранслятора RFID. Этот кодовый сигнал внесен, например, в память ретранслятора RFID. Таким образом, можно очень легко устанавливать, в каком положении возникла неисправность/дефект, такой как, например, нежелательное относительное движение конструктивного элемента, изменение положения, ослабление соединения, потеря конструктивного элемента и т.д. Если, например, при проверке не обнаружен ретранслятор RFID с определенным кодовым сигналом опознавания, то можно делать вывод, что в этом месте имеется неисправность. То есть лишь при необнаруженных ретрансляторах RFID необходимо более точно проверять частично труднодоступные места на транспортном средстве, например в зоне шасси. Тем самым экономятся расходы и время.
Предпочтительно ретранслятор RFID неподвижно установлен по меньшей мере на одном подлежащем контролированию конструктивном элементе транспортного средства. Тем самым облегчается разрушение места заданного разрушения при нежелательном относительном движении и/или изменении положения и обеспечивается возможность более простого обнаружения дефекта на транспортном средстве. При этом неподвижная установка ретранслятора RFID может осуществляться с помощью крепежных средств, в частности посредством склеивания, сварки и/или свинчивания, поскольку такие соединения просты в установке, соответственно, в выполнении.
Особенно целесообразно, что осуществляется контролирование конструктивных элементов транспортного средства, которые имеют соединения с помощью соединительных элементов. Таким образом, можно без больших затрат и быстро определять дефекты, такие как, например, ослабления соединений и тем самым существенные для безопасности относительные движения и/или изменения положения конструктивных элементов. При этом ретранслятор RFID может быть неподвижно установлен, например, на первом конструктивном элементе, а затем соединен либо со вторым конструктивным элементом, который имеет соединение с первым конструктивным элементом, либо с возможно применяемым соединительным средством. Таким образом, обеспечивается возможность раннего распознавания относительно небольших относительных движений между конструктивными элементами.
Предпочтительно контролируются конструктивные элементы, в которых соединение одного или нескольких конструктивных элементов происходит с помощью винтового соединения. Таким образом, можно без больших затрат времени обнаруживать уже относительно небольшие ослабления винтовых соединений, которые возникают, например, за счет сотрясений при использовании транспортного средства (например, рельсового транспортного средства), соответственно шасси. С помощью устройства согласно изобретению можно распознавать, например, ослабленные, а также отсутствующие винты и/или гайки винтов, которые при осмотре, например, на основании их положения труднодоступны или за счет небольшого ослабления едва различимы.
Краткое описание чертежей
Ниже приводится в качестве примера пояснение изобретения со ссылками на прилагаемый чертеж. На фиг. 1 в качестве примера и схематично показано устройство согласно изобретению для автоматического распознавания относительных движений и изменений положения в зоне шасси транспортного средства.
На фиг. 1 в качестве примера и схематично показан первый конструктивный элемент 1 и второй конструктивный элемент 2 транспортного средства, в частности железнодорожного транспортного средства, соответственно шасси рельсового транспортного средства. При этом первый конструктивный элемент 1 соединен с помощью третьего конструктивного элемента 3 (например, винта 3) со вторым конструктивным элементом 2. При этом это показанное в качестве примера винтовое соединение содержит, наряду с соединительным средством, соответственно винтом 3 и подкладной шайбой, также гайку 4 винта для лучшей фиксации этого соединения.
Для распознавания нежелательных относительных движений между первым конструктивным элементом 1 и вторым конструктивным элементом 2, соответственно, изменений положения первого конструктивного элемента 1 и/или ослабления винтового соединения, соответственно, винта 3 на первом конструктивном элементе 1 установлен ретранслятор 5 RFID. Ретранслятор 5 RFID имеет место 6 заданного разрушения, с помощью которого ретранслятор 5 RFID разделяется на первую часть 7 и вторую часть 8. При этом первая часть 7 ретранслятора 5 RFID закреплена на первом конструктивном элементе с помощью крепежных средств 11. В качестве крепежных средств 11 можно использовать, например, винты, клей, сварное соединение и т.д. Вторая часть ретранслятора 5 RFID находится в соединении с винтовым соединением, соответственно, с гайкой 4 винта. При других соединениях конструктивных элементов в транспортном средстве возможно также, что вторая часть ретранслятора 5 RFID установлена, например, на втором конструктивном элементе 2, на винте 3 и т.д., с целью распознавания возможно возникающих относительных движений и/или изменений положения, ослаблений винта 3 и т.д.
Кроме того, ретранслятор RFID содержит по меньшей мере одну защиту от ударов/опору, антенну 9 для передачи данных в считывающий блок RFID, который для ясности не изображен на фиг. 1, и элемент памяти, соответственно микрочип 10, в котором хранятся данные для идентификации ретранслятора 5 RFID. При этом антенна 9 ретранслятора 5 RFID расположена в опорном материале так, что она проходит через место 6 заданного разрушения и тем самым проходит от первой части 7 ретранслятора 5 RFID во вторую часть 8. Поэтому антенна разрушается при разрушении ретранслятора 5 RFID в месте 6 заданного разрушения. Тем самым ретранслятор 5 RFID утрачивает свою функцию и не может быть обнаружен считывающим блоком RFID.
Если, например, за счет нагрузок, например, в шасси в транспортном средстве ослабляется гайка 4 винта и тем самым становятся возможными нежелательные относительные движения между первым конструктивным элементом 1 и вторым конструктивным элементом 2, соответственно изменения положения первого конструктивного элемента 1 или винта 3, то ретранслятор 5 RFID разрушается в месте 6 заданного разрушения на основании этого относительного движения, соответственно изменения положения. На основании прохождения антенны 9 при разрушении ретранслятора 5 RFID разрушается антенна 9, и ретранслятор 5 RFID не может быть больше обнаружен, соответственно, считан считывающим блоком RFID.
На основании отсутствующих данных ретранслятора 5 RFID при считывании дефектов на транспортном средстве, соответственно шасси, распознается, например, ослабленное винтовое соединение, ослабленный винт 3 и т.д. Поскольку установленный на транспортном средстве ретранслятор 5 RFID имеет кодовый сигнал опознавания, из которого однозначно определяется его положение на транспортном средстве, то на основании отсутствия ответа разрушенного ретранслятора 5 RFID можно просто определять положение дефекта.
Затем можно целенаправленно выполнять ремонт в этом месте транспортного средства и при необходимости заменять разрушенный ретранслятор 5 RFID новым ретранслятором, так что можно снова обнаруживать дефект в этом месте.
Считывающий блок для контролирования функционирования ретранслятора 5 RFID можно использовать, например, при выполнении технического обслуживания, соответственно ремонтных работ транспортного средства. Однако возможно также устанавливать считывающий блок RFID на стороне рельсов для непрерывного контролирования, соответственно, проверки транспортных средств, в частности рельсовых транспортных средств и/или железной дороги, который в этом случае считывает ретрансляторы 5 RFID на проезжающих мимо транспортных средствах или, например, их шасси. Если больше не обнаруживаются один или несколько ретрансляторов 5 RFID, то может быть быстро инициировано контролирование и т.д. соответствующего транспортного средства.
Перечень позиций
1 Первый конструктивный элемент
2 Второй конструктивный элемент
3 Третий конструктивный элемент - винт
4 Гайка винта
5 Ретранслятор RFID с защитой от ударов/опорой
6 Место заданного разрушения
7 Первая часть ретранслятора М
8 Вторая часть ретранслятора RFID
9 Антенна
10 Элемент памяти
11 Крепежное средство