EP4402006A1 - Stromabnehmer und verfahren zum betrieb - Google Patents

Stromabnehmer und verfahren zum betrieb

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Publication number
EP4402006A1
EP4402006A1 EP21777480.1A EP21777480A EP4402006A1 EP 4402006 A1 EP4402006 A1 EP 4402006A1 EP 21777480 A EP21777480 A EP 21777480A EP 4402006 A1 EP4402006 A1 EP 4402006A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
measured values
contact strip
evaluation unit
rail vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21777480.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Pachler
Dominik Pascal ARNOLD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schunk Transit Systems GmbH
Original Assignee
Schunk Transit Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schunk Transit Systems GmbH filed Critical Schunk Transit Systems GmbH
Publication of EP4402006A1 publication Critical patent/EP4402006A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/04—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using rollers or sliding shoes in contact with trolley wire
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Definitions

  • the invention relates to a current collector and a method for operating a current collector that can be arranged on a roof of a rail vehicle for the transmission of energy from a contact wire of an overhead line to the rail vehicle, the current collector comprising a positioning device with a contact strip arranged thereon, the contact strip being positioned relative to the contact strip by means of the positioning device
  • Contact wire is movable and can be pressed against the contact wire to form a sliding contact with a pressure force in a sliding contact position, with the pressure force being able to be formed on the contact strip by means of a drive device and a spring device of the positioning device.
  • Carbon contact strips are regularly used to supply power to both rail-bound and non-rail-bound vehicles via a contact wire. Such contact strips are always subject to wear due to abrasion of the carbon material. When using such contact strips, for example on train locomotives, it is necessary to remove them before reaching a to the final wear limit in order to avoid dangerous operating conditions, defects or breakdowns.
  • an emergency shutdown function is regularly integrated into contact strips, which lowers the contact strip when a final degree of wear is reached, or even earlier if the contact strip is damaged, for example if it breaks, after the triggering of such an emergency shutdown there is a further power supply and thus further operation of the vehicle, however, is no longer possible using this contact strip. To avoid such situations, contact strips are regularly inspected with regard to their degree of wear.
  • WO 2014/173798 A2 discloses a contact strip with a wear indicator marking that can be detected using an infrared camera. When passing the camera positioned on a route, the contact strip can be captured by the camera and the wear indicator mark can be recognized by image processing.
  • the positioning device usually includes a rocker or rocker or articulated guide or a pantograph, via which which the contact strip is pressed against the contact wire by means of the spring device and the required contact pressure is thus applied to form a reliable sliding contact.
  • the spring device can be formed by an air bellows, tension and/or compression springs. The spring device also compensates for movements of the rail vehicle and a changing course of the contact wire. Depending on a relative distance from a guideway of the rail vehicle to the contact wire and the speed of the rail vehicle, strongly changing forces can act on the contact strip, causing the contact strip to be heavily stressed.
  • the grinding strip itself or the positioning device can also be excited to oscillate.
  • the present invention is therefore based on the object of proposing a method for operating a pantograph and a pantograph and a monitoring system with a pantograph which enables improved operation.
  • a method having the features of claim 1, a current collector having the features of claim 24 and a monitoring system having the features of claim 25 is carried out with a current collector, the current collector comprising a positioning device with a contact strip arranged thereon, the contact strip being positioned relative to the contact strip by means of the positioning device.
  • the contact wire can be moved and, in order to form a sliding contact, can be pressed against the contact wire with a pressing force in a sliding contact position, with the pressing force on the contact strip being able to be formed by means of a drive device and a spring device of the positioning device, with the current collector having a measuring unit with a measuring device, with at least two sensors a sensor device of the measuring device on the positioning device and / or the sliding strip are arranged, in each case in the sliding contact position by means of the sensors s measured values are recorded,
  • the contact strip comprises a contact element, which is generally made of carbon and can rest against a contact wire and thus establish an electrical connection with it.
  • This contact element is held by a contact strip carrier, which in turn is attached to a so-called pantograph or a rocker.
  • This pantograph or the rocker forms a positioning device for the contact strip ste and thus together with the contact strip from a so-called pantograph.
  • This is then in turn attached to a roof of a vehicle in order to make contact with the contact wire located above the vehicle.
  • the pantograph comprises a measuring unit with a measuring device which in turn has a sensor device with at least two sensors.
  • the sensors are arranged on the positioning device and/or contact strip, but in principle they can also be arranged at any point on the current collector.
  • the sensor device or the sensors respectively different measured values of the positioning device and/or the contact strip are recorded in the sliding contact position.
  • These measured values are physical measured variables that have a direct operative relationship with the positioning device, the contact strip or the overhead line and can be changed during operation of the pantograph.
  • the measured values or measured variables measured with the sensors are now processed by the processing device and a characteristic value is determined which is suitable for describing an operating state of the pantograph and/or the overhead line.
  • the processing device for determining the characteristic value relates the respective measured values of the sensors to one another. This makes it possible to obtain further information in the form of the characteristic value about an operating state of the pantograph and/or the overhead line. Accordingly, the processing device carries out a calculation with at least two measured values from at least two sensors. Depending on the type of sensors, the measured values can be measured values of the same or different types. For example, a vertical movement of the positioning device can be measured with a first sensor and a vertical movement of the contact strip can be measured with a second sensor.
  • the processing device then relates the two measured values, for example by the processing device taking into account a connection between the two measured values when calculating the characteristic value, for example an unevenness in a roadway relative to a level contact wire or vice versa. If a vertical movement of contact strip and positioning device is then identical, the movement is induced by the course of the contact wire and not by the track.
  • the characteristic value can be a parameterized value, a characteristic, a key figure or a data set.
  • the characteristic value can also be contained within a data record.
  • the processing device is therefore in the form of at least one digital electronic circuit that can process analog and/or digital signals from the sensor.
  • the processing device can, for example, also be a programmable logic controller (PLC), an integrated circuit (IC) or a computer.
  • PLC programmable logic controller
  • IC integrated circuit
  • an operating state is understood to mean a structural, variable property of the pantograph or of the overhead line that is present during operation. Since the operating condition of the pantograph is also very much dependent on the condition or operating condition of the track, the characteristic value can also describe the operating condition of the track. Overall, maintenance of the pantograph, the overhead line and the track can be carried out in a targeted manner without having to comply with regular maintenance intervals or carry out test runs with a rail vehicle. Overall, this makes it possible to operate a pantograph or an overhead line more cost-effectively, and thus a rail vehicle more economically overall.
  • An angular position of the positioning device can be an acceleration, a speed, a rotation, a frequency, a temperature, an illuminance, a force, an amperage, a voltage, an electrical resistance, a distance, a mass, an air pressure, a sound, a wear and/or a spatial position can be recorded and processed continuously or discontinuously. Acceleration can easily be measured with a gyro sensor. With the angular position of the positioning device, a deflection of a seesaw or a pantograph relative to the rail vehicle can be measured at a pivot point of the seesaw or the pantograph.
  • a rotary potentiometer at the pivot point or another suitable sensor for example a gyro sensor for measuring an angle of inclination or a rotation
  • a temperature can be measured with a temperature sensor on the positioning device, or on a rocker or a pantograph, or the contact strip, so that it can be determined, for example, whether there is a risk of the contact wire icing up.
  • An illuminance can be measured using an optical sensor or else a camera, which then forms the sensor. As a result, for example, irregularities on a surface of the contact wire or arcing can be detected.
  • a force can be determined using a strain gauge, a force sensor, a pressure sensor or the like.
  • a pressing force can then be measured as a function of an air pressure of a cylinder of the positioning device.
  • a current strength or a voltage can be measured with an ammeter or with a voltmeter as a sensor.
  • a resistance can be determined from current intensity and voltage and can be a measure of contact quality and provide information about the wear condition of the collector shoe. For example, a quality of an energy transmission between contact strip and contact wire can then be determined.
  • the mass can also be determined using a force sensor.
  • An air pressure can be measured on a bellows or a pressure cylinder for applying the pressing force.
  • a location of the pantograph can easily be determined by a satellite navigation system, such as GPS.
  • a sound can be measured by a microphone, so noise as a measurement values can be evaluated.
  • Wear can be measured using a sensor with which the height or thickness of a contact strip can be measured. The measured values can be determined and processed continuously or continuously. It is also possible to record and process the measured values discontinuously, for example at specified times or on specific
  • At least one acceleration sensor which can be arranged on the contact strip and/or the positioning device, is used as a sensor.
  • the sensor can be a rotary or translatory acceleration sensor or vibration sensor, which can be used to measure a movement or acceleration of the positioning device and/or the contact strip.
  • a movement of the contact strip on the contact wire can be detected by means of the acceleration sensor, in which case conclusions about a shape of the contact wire and/or the contact strip can be drawn from the movement.
  • a paragraph in the course of the contact wire which can cause the contact strip to lift off the contact wire, can easily be determined. Special measurement runs or on-site inspections of the overhead line to determine such defects are then no longer necessary.
  • a change in the contact strip as a result of wear or abrasion causes a geometric change in the contact strip. This can result in a difference between a new and a worn contact strip. Since the contact strip is regularly in contact with the contact wire and is swept by it while the rail vehicle is moving, the processing device can derive a change in the contact strip from a movement of the contact strip together with another measured value, for example a movement of the positioning device. Provision can also be made for movement profiles of new and worn contact strips to be stored in the processing device, with the processing device carrying out a comparison and determining a state of wear or a can determine consumption of the contact strip. This wear can then also be output in the form of a characteristic value. In addition, breakage or deformation of the contact strip and damage to the overhead line can be easily determined.
  • At least one sensor can be used, which can be arranged inside the contact strip, on the contact strip, on a mounting bearing of the contact strip or on a seesaw of the positioning device holding the contact strip. Consequently, the sensor can be arranged, for example, in a recess of the contact strip or a contact element of the contact strip. Furthermore, the sensor can also be attached directly to the contact strip or a contact strip holder of the contact strip. Alternatively, the vibration sensor can also be arranged on the attachment bearing of the contact strip.
  • the contact strip can, for example, have two attachment bearings, by means of which the contact strip is attached to the positioning device.
  • another contact strip can be arranged on the rocker, which also has a sensor, so that this contact strip can also be monitored using the measuring unit. It is also possible for the sensor device to include more than two sensors, which are arranged at the aforementioned points in order to be able to determine the characteristic value even more precisely.
  • the processing device can carry out an analysis of the measured values while the contact strip is guided along the contact wire. Consequently, the processing device can carry out this analysis while the rail vehicle is traveling.
  • measured values are analyzed while the rail vehicle is stopped, for example at a station or a stop.
  • characteristic values for an operating state of the overhead line can preferably only be obtained if the contact strip is guided along the contact wire.
  • the processing device can record and store the measured values from sensors and/or the characteristic values at regular intervals, when there is a change, or continuously. Accordingly, it can be provided that the measured values and/or the characteristic values are only recorded and stored when the values change, in order to keep the volume of data small.
  • the measured values and/or characteristic values it is possible to process them even after they have been recorded. For example, measured values can then be recorded while the rail vehicle is traveling, in which case the determination of the characteristic value(s) can only be carried out during maintenance of the rail vehicle in a depot. For example, a state of an overhead line along a travel route of the rail vehicle can be determined after a journey.
  • An actuator for actuating the positioning device can be controlled by means of a control device of the measuring device, wherein the actuation of the positioning device can be regulated by means of a control device of the control device according to a measured value and/or a characteristic value.
  • the drive device can include the actuator, which can be connected to a rocker unit or rocker of the positioning device such that a linear movement of the actuator can cause the sliding strip to move between the sliding contact position and a storage position.
  • the actuator can be formed, for example, by a linear drive, or a pneumatically or hydraulically actuated cylinder or bellows. It can also be provided that the pressing force is changed via the actuator or the actuator forms the pressing force. The actuator then forms the spring device or is combined with it.
  • the control device can now receive signals or measured values and/or characteristic values from the measuring device and use these by means of the control device to control the drive device. Is at- For example, if a break in the contact strip is detected by the processing device, the contact strip can be pivoted into a storage position on the rail vehicle by means of the actuator. In addition, it is possible to regulate the contact pressure via the actuator. In principle, such a control device can also be present independently of the measuring device as an assembly of the rail vehicle.
  • the pressing force can be controlled by the control device as a function of the measured values and/or characteristic values.
  • the pressing force can be made essentially constant, regardless of an angular position and a movement of the positioning device. It is then also possible to largely prevent the contact strip from lifting off the contact wire as a result of unevenness or other influences.
  • the processing device can, for example, output a characteristic value to the control device after the contact strip is accelerated away from the contact wire, in which case the control device can then use the control device or the actuator, for example a seesaw, to produce a counterforce that prevents lifting. Nevertheless, it is also possible to control the pressing force in such a way that there is no excessive wear on the contact strip as a result of an increased pressing force. The pressing force can then also be comparatively reduced if improved electrical contact with the contact wire can be formed.
  • the measuring device can transmit the measured values and/or characteristic values to an evaluation unit, in which case the measured values and/or characteristic values can be stored in a database of the evaluation unit and/or can be further processed by means of an evaluation device of the evaluation unit.
  • the evaluation unit can consequently include the database and the evaluation device.
  • the evaluation unit can therefore be used to collect and further process the measured values and/or characteristic values and can be in the form of a computer. For example, with the evaluation device, a result of an evaluation of a Operator are displayed or issued.
  • the evaluation unit can have a range of functions that goes beyond the range of functions of the processing device. In principle, however, it is also possible to integrate the processing device in the evaluation unit and vice versa. Such an evaluation unit can also be present independently of the pantograph as an assembly of the rail vehicle.
  • the measured values and/or characteristic values of the measuring device can be transmitted to the evaluation unit and/or the control device via a data connection, wherein the evaluation unit and/or the control device can be arranged at a spatial distance from the measuring unit or can be integrated in the measuring unit.
  • the data connection can be formed simply by a line connection.
  • the processing device and the control device as well as the evaluation unit, at a different location on the rail vehicle.
  • data can be exchanged, for example on the basis of a transmission protocol.
  • the data connection can be established continuously, at regular intervals or based on events. Overall, it is thus possible to collect and evaluate data collected by the measuring device.
  • Various options for evaluation then open up an analysis of certain states and events, with which operation of the pantograph and the overhead line or the rail vehicle can be optimized.
  • the data connection can be established via an external data network.
  • the data connection can be implemented individually or in combination via a mobile radio network, WLAN, a satellite connection, the Internet or any other radio standard.
  • the evaluation unit and / or the control device is arranged at a spatial distance from the measuring unit, it can also be arranged stationary outside of the rail vehicle, far away from the rail vehicle, for example in a building. In particular, this makes it possible to monitor and/or control a function of the pantograph on the rail vehicle without this task having to be performed by a person on the rail vehicle itself.
  • the evaluation unit can process measured values and/or characteristic values from measuring units of several pantographs.
  • the evaluation unit can thus process measured values and/or characteristic values of a number of pantographs arranged on a single rail vehicle.
  • a comparison of the measured values and/or characteristic values of the pantographs can further increase the accuracy of a measurement or a monitoring.
  • characteristic values of pantographs that are arranged on different rail vehicles can be processed with the evaluation unit. This can also significantly improve the accuracy of measurements and monitoring of the rail vehicles or the respective catenary.
  • an up-to-date and constantly changing picture of the status of a route network and the rail vehicles running on it can be obtained.
  • a resulting optimization of an operating state can significantly reduce operating costs.
  • a regular and frequent inspection of the infrastructure and the rail vehicles is no longer required in its entirety and vehicle safety during operation is significantly increased. There is also no need to carry out special measurement runs.
  • a data connection to the evaluation unit and/or the measuring unit can be established by means of a user unit, it being possible for the measured values and/or characteristic values to be transmitted to the user unit and output.
  • the user unit can be a computer that is independent of the evaluation unit and/or the measuring unit.
  • the computer can be a stationary computer, a mobile radio device or the like, with which a further data connection for data exchange with the evaluation unit and/or the measuring unit can be established.
  • the data can be exchanged, for example, via an external data network such as the Internet. Data processed with the evaluation unit or measured values and/or characteristic values further processed with the evaluation device could thus be made available to a further group of users.
  • the evaluation unit can be formed, for example, by a server with software that transmits the information contained in the evaluation unit's database to the user unit. This transmission can consist of the provision of a website with selected information, for example a current state of wear of the contact strip.
  • the processing device or the evaluation unit can evaluate a time profile of the measured values and/or characteristic values and determine a state of wear of the pantograph and/or the overhead line, taking into account a time-dependent component relevant to the wear and/or a measured variable-dependent component. In this way, not only can a statement be made about a current state of wear, but it can also be determined approximately at what point in time, for example, a contact strip or a contact wire will probably be worn out. This makes it possible to precisely define and optimize a maintenance interval for the pantograph and/or the overhead line, for example by adapting it to the actual state of the pantograph and/or the overhead line. In addition, it can also be determined via the time course at which point in time certain events occurred.
  • a vibration of the contact strip can be detected by means of the sensor device, with the processing device or the evaluation unit being able to determine a state of wear of the contact strip and/or the overhead line.
  • the processing device can also be used to determine a natural frequency and/or a resonant frequency of the contact strip and/or the positioning device as a vibration.
  • a degree of wear on the contact strip, the positioning device and/or the overhead line can be determined from the vibration by means of the processing device. If a vibration behavior changes with increasing abrasion of material of the contact strip or a component of the positioning device or the contact wire, this change can be used to draw conclusions about the degree of wear of the contact strip, the positioning device and/or the contact wire. For example, not only can it be determined whether the contact strip is new or completely worn out, but also to what extent the contact strip has been used up.
  • the shape of the contact strip is essentially determined by abrasion of the carbon material of the contact element that has taken place on the contact strip. This can essentially result in a difference in the height of the contact strip or the contact element between a new and a worn contact strip.
  • the contact strip Since the contact strip is regularly contacted or brushed against by the contact wire along a length of the contact strip in a continuous alternation during travel of a rail vehicle, wear of the contact strip can occur unevenly in relation to a length of the contact strip. This means that abrasion of the contact strip can be stronger in the center of the contact strip than at its edges. Depending on the condition of the overhead line, grooves can also form on the contact strip. A height of the contact strip can therefore change according to a change unevenly in use, which affects the shape of the contact strip. Furthermore, while a rail vehicle is traveling, the continuous, regular change of the contact wire along the length of the contact strip can be detected, and a condition of the contact strip can also be determined from this.
  • the processing device can calculate the shape using the finite element method. For example, it can be provided that the processing device calculates a possible shape of the contact strip using a calculation model based on the finite element method from the vibration behavior of the contact strip. In particular, the possible abrasion of the contact strip described above can be taken into account here. It is thus possible to determine the wear condition of the contact strip even more precisely.
  • the processing device or the evaluation unit can determine an arc on the contact strip and/or the contact wire, a zigzag course of the contact wire, icing of the contact wire and/or defects in the contact wire from an operating state.
  • the arc can be determined, for example, by measuring a current transmitted at the contact strip.
  • an illuminance or luminance can be measured in the area of the contact wire, so that the presence of an arc can be determined with a high degree of certainty from both measured values if measuring peaks occur simultaneously. Since the contact wire is regularly arranged in a zigzag course along a route, this zigzag course of the contact wire can then also be determined. For example by means of acceleration sensors and/or inductive sensors.
  • the profile of the overhead line can be stored in the evaluation unit in the form of a map of the overhead line or the course of the contact wire. Any flaws detected on the overhead line or contact wire can then be assigned a clearly specific assignable point of the catenary. Icing of the contact wire can also easily be determined by a plurality of sensors or measured values, for example by measuring the outside temperature and measuring the humidity in the area of the contact wire. Areas or route sections of the overhead line where icing is more or less likely, for example in the area of bodies of water, can also arise along the route. This data can also be stored in the evaluation unit.
  • defects in the contact wire or the overhead line can be detected with sensors, for example using an acceleration sensor to cause an impact on the contact strip as a result of a defect in the contact wire and a changing contact pressure with a pressure sensor at the same time.
  • sensors for example using an acceleration sensor to cause an impact on the contact strip as a result of a defect in the contact wire and a changing contact pressure with a pressure sensor at the same time.
  • the processing device or the evaluation unit can carry out a pattern analysis or statistical evaluation of the measured values and/or characteristic values stored over a period of time and derive a key figure from the pattern analysis or the statistical evaluation. It is thus possible to use the pattern analysis to determine an interrelationship between measured values, characteristic values or data sets, provided this is available. Causal relationships can regularly be derived from interrelationships. In the simplest embodiment of the method, correlations found by the pattern analysis can be used to determine causal relationships, knowledge of which in turn can be used to optimize the operation of rail vehicles can be used. For example, an occurrence of a fault in a section of an overhead line can correlate with a specific type of rail vehicle or pantograph.
  • the processing device or the evaluation unit can relate the measured values of different sensors and/or characteristic values to one another and derive functional dependencies of the measured values and/or characteristic values using artificial intelligence. Provision can also be made for the pattern analysis to be carried out using artificial intelligence.
  • the artificial intelligence can be used, for example, in the context of deep learning or a classification of data. In this way, functional dependencies between the sensors can be examined. For example, a transmitted current can be related to a temperature and possibly determined that a catenary wire is iced.
  • a number of other operating states and events as a result of functional dependencies can also be recognized and interpreted, for example changes along a contact wire and their relative position, an incline and number, a lifting of the contact strip from the contact wire and possibly sparks or arcing, wear of the contact strip as a result of mechanical friction on the contact wire or electrical burn-off as a result of contact pressure or the contact force, in particular average wear over a stretch, stretches of stretch with particularly high or particularly low wear wear, a wear rate depending on driving behavior, such as acceleration or static current load, damage and/or position deviations from the overhead line or the contact wire, a current load, such as brief overcurrent, short-circuit current, triggering of a protective fuse or short-circuiter in the event of a fault, a condition of wear components of the pantograph, such as bearings, joints, structural elements, a breakage of the contact strip, for example as a result of impact with an obstacle, a position, speed, acceleration and direction of travel of the rail vehicle. It is possible to react
  • a position sensor of the sensor device can be used to determine a spatial position of the pantograph, with the spatial position being able to be assigned to the characteristic values or the measured values of a further sensor of the sensor device, with the evaluation unit being able to determine a state of the overhead line.
  • the position sensor can, for example, determine a position of the pantograph and thus of the vehicle via satellite navigation. Among other things, it can be determined at which point on a route a certain measurement value of another sensor of the sensor device was detected. In this way, the relevant location can be assigned to an event or measured value.
  • the evaluation unit to determine the state of the overhead line, for example by evaluating vibrations of the pantograph or a seesaw along the overhead line.
  • the rocker can have a different vibration behavior when the contact wire is heavily worn.
  • Paragraphs, interruptions and ramps on the contact wire can also be determined and assigned to a position on the route. This can be used to influence the speed of the rail vehicle in the travel sections of the route that are localized in this way.
  • the evaluation unit can create a data model of the overhead line along at least one route section of a route of the rail vehicle, wherein the data model can include a large number of different locations of the route section with respectively assigned measured values and/or characteristic values.
  • the data model can be stored in the evaluation unit and can include data or files describing a course of the overhead line.
  • the data model can be a graphical representation or mapping of the course of the overhead line along the route or, in a simpler embodiment, a list that includes, for example, components of the overhead line.
  • the data model can have the large number of different spatial positions of the route section in question or of the route as respective data records, so that the structural properties of the overhead contact line are reproduced by the data model.
  • Measured values and/or characteristic values can each be assigned to the spatial positions or data records.
  • the data model can include information about a zigzag course of the contact wire with a length of the respective straight sections of the contact wire. This zigzag course can be assigned a location or a route length of the route, based on a reference point.
  • Measured values or characteristic values are determined by means of the processing device, these can be assigned to a spatial position of the route section in question if the spatial position is known or is determined during the measurement in question. In this way, any events or faults in connection with the overhead line can be documented and, if necessary, located on site, for example for repairs, by knowing the local position.
  • the data model can be adapted by continuously and repeatedly recording measured values and/or characteristic values when the rail vehicle travels along the route section. Provision can thus be made for a route to be traveled repeatedly with a current collector according to the invention or with a plurality of these current collectors on one or different rail vehicles. If measured values and/or characteristic values are recorded in each case, the data model stored in the evaluation unit can be improved by continuous comparison. Events that occur once, for example, are recognized as such and can be ignored, with recurring events indicating a special property or a problem with the overhead line or the pantograph or the rail vehicle at a specific location. Also, through the continuous adjustment of the data model, an intensity of use and associated wear and tear can be documented, which enables improved planning of maintenance measures and maintenance. The continuous adaptation of the data model can also be used to determine the spatial position, such that the spatial position of a pantograph is determined by the data obtained from the pantograph during a journey and its comparison with the data model.
  • a measuring unit can be used which is formed on the current collector independently of the rail vehicle.
  • the Measuring unit can then be arranged or integrated locally and/or functionally independently of the rail vehicle on the pantograph.
  • a connection between the measuring unit and the rail vehicle is therefore not absolutely necessary.
  • the measuring unit then does not have to be connected to a low-voltage network of the rail vehicle.
  • the measuring unit and thus the pantograph can thus be used independently of the type of rail vehicle and without special certification from a manufacturer of the rail vehicle.
  • the measuring unit is connected to the rail vehicle, for example to a driver's cab of the rail vehicle, in order to signal measured values and/or characteristic values to a vehicle driver.
  • a bidirectional data exchange can take place between the measuring unit and the rail vehicle.
  • wear and tear can be signaled in a control stand, or measured values of the rail vehicle available in the control stand, such as a speed, can be processed by the measuring unit.
  • the measuring unit can preferably be used autonomously by the rail vehicle.
  • the characteristic value can be determined during ferry operation of the rail vehicle when the contact strip is in contact with the contact wire, whereby alternatively or additionally the characteristic value can be determined while the rail vehicle is stationary, with the contact strip being able to be positioned in a rest position or between a contact position on the contact wire and the rest position on the rail vehicle can be moved.
  • the characteristic value can then only be determined on the basis of the measured values that can be recorded in the rest position.
  • the current collector according to the invention can be arranged on a roof of a rail vehicle and is designed to transmit energy from a contact wire of an overhead line to the rail vehicle, the current collector comprising a positioning device with a contact strip arranged thereon, the positioning device being designed in such a way that the contact strip is relatively to the contact wire and can be pressed against the contact wire with a pressing force in a sliding contact position to form a sliding contact, the positioning device having a drive device and a spring device, by means of which the pressing force on the contact strip can be formed, the current collector having a measuring unit with a measuring device , wherein at least two sensors of a sensor device of the measuring device are arranged in the positioning device and/or the sliding strip, wherein in the sliding contact position by means of the Sensors in each case measured values can be recorded, the measured values being able to be processed by means of a processing device of the measuring device, the measured values being able to be related to one another by means of the processing device and a characteristic value describing an operating state of the pant
  • the monitoring system according to the invention comprises a plurality of rail vehicles, each with at least one pantograph according to the invention, the monitoring system having an evaluation unit for processing measured values and/or characteristic values of the measuring unit tens of several pantographs.
  • this makes it possible to use a single evaluation unit to monitor multiple current collectors of a rail vehicle or multiple rail vehicles with current collectors or to control the relevant current collectors. Nevertheless, it can be provided that each current collector has an evaluation unit.
  • the rail vehicles can also each have a plurality of pantographs. Overall, it is thus possible to use the monitoring system to collect and evaluate data records from the pantographs, regardless of the type of data connection.
  • the surveillance system may include one or a plurality of user units that are spatially spaced apart from each other.
  • the data connection or data connections to the respective user units can be established via an external data network.
  • the user unit can be a computer that is independent of the monitoring system. This computer can be a stationary computer, a mobile radio device or the like, with which the data connection for data exchange with the monitoring system can be established.
  • the data can be exchanged, for example, via an external data network such as the Internet.
  • the output device can be wise be formed by a server with a software application that transmits the results calculated by the evaluation unit and the information contained in the database of the respective user unit. This transmission can be done by providing a website with selected information, for example an up-to-date overview of an inventory of pantographs, catenary lines and rail vehicles. The information can be made available to companies operating rail vehicles in an individually adapted manner.
  • FIG. 1 shows a current collector on a rail vehicle in a side view
  • 2a is a front view of an unused contact strip
  • 2b is a front view of the worn contact strip
  • Fig. 3 is a schematic representation of a sectional course of a contact wire
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a monitoring system with a rail vehicle
  • 5 shows a schematic representation of a first embodiment of a measuring unit
  • 6 shows a schematic representation of a second embodiment of a measuring unit
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a further monitoring system.
  • FIG. 1 shows a pantograph 10 on a roof 11 of a rail vehicle, not shown here, with a positioning device 13 designed as a pantograph 12.
  • the rail vehicle moves at a travel speed V F relative to the contact wire 16, the contact strips 14 being pressed against the contact wire 16 transversely or orthogonally to the latter with a pressing force F A .
  • the contact strip ste 14 is formed from a contact element made of carbon, not shown in detail here, and a contact strip holder, with the movement of the contact strip 14 on the contact wire 16 being abraded as described here.
  • FIGS. 2a to 2b shows a contact strip 17 in different views and states of wear.
  • the contact strip 17 is essentially formed from a contact element 18 made of carbon or graphite and a contact strip holder 19 .
  • the contact strip holder 19 has a profile 20, which is usually made of aluminum, on which the contact element 18 is attached. Fastening bearings 21 are formed on the profile 20 and are used to connect the contact strip 17 to a positioning device, not shown here.
  • FIG. 2a shows the contact strip 17 in a new, ie unused condition, so that a height HCN of the contact element 18 or HTN of the contact strip 17 in the area of a center 22 of the contact strip 17 is unchanged or has a maximum value.
  • Acceleration sensors attached to a sensor device of a measuring system In the area of the mounting bearing 21 and the center 22 are not visible here Acceleration sensors attached to a sensor device of a measuring system.
  • FIG. 2b shows the contact strip 17 in a used state of wear, so that a height HCW of the contact element 18 or a height HTW of the contact strip 17 in the area of the center 22 is significantly reduced due to abrasion of a surface 23 of the contact element 18.
  • Abrasion of the contact element 18 is strongest in the area of the center 22, since a contact wire (not shown here) is designed in a zigzag course and while the rail vehicle is moving, the contact strip 17 on the surface 23 alternates between outer ends 24 of the contact element 18 or the surface 23 coated.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a contact wire 25 relative to a guideway 26 and contact strips 27 of a current collector of a rail vehicle, not shown in detail here.
  • the contact wire 25 shown here in sections forms a zigzag course relative to the track 26 .
  • An overhead line, not shown in detail here, is designed in such a way that the contact wire is held at attachment points 28 of the overhead line.
  • the contact wire 26 runs in essentially straight sections 29 between the attachment points 28.
  • the current collector is equipped here with a measuring unit with a measuring device and with at least two sensors of a sensor device of the measuring device.
  • Vibrations of the contact strips 27 can be detected by means of the sensors and these measured values can be processed and related to one another with a processing device of the measuring device.
  • the processing facility can determine or calculate an operating state of the catenary or a zigzag course of the contact wire 25 from this.
  • the monitoring system 30 includes a plurality of measuring units 36 on the pantographs 33, each with a processing device 37 and a measuring device 38.
  • the monitoring system also includes an evaluation unit 39, which receives data sets from the measuring units 36, stores and processes them.
  • the evaluation unit 39 can analyze the data sets and output a result of the analysis.
  • the measuring units 36 are connected to the evaluation unit 39 via an external data network 41 via data connections 40, by means of which data sets are transmitted via radio signals.
  • the data sets can also be transmitted bidirectionally.
  • the processing devices 37 record measured values of the measuring unit 36 or sensors not shown here on the current collectors 33 , relate these to one another and determine an operating state of the current collectors 33 or the contact wire 35 as a result. This result is transmitted to the evaluation unit 39 as previously described.
  • a connection of the measuring units 36 to the external data network 41 via a single data connection is possible and sufficient here.
  • the measuring units 36 can also be connected to a driver's cab 42 of the rail vehicle 31 in such a way that the results and/or measured values of the processing device 37 can be displayed to a vehicle driver in the driver's cab 42 .
  • the measuring unit 43 is formed from a measuring device 44 and also includes an evaluation unit 45.
  • the measuring device 44 in turn includes a sensor device 46 with a plurality of sensors 47, 48 and a processing device 49.
  • a supply device 50 is provided, by means of which the measuring device 44 is supplied with electrical energy.
  • the supply device 50 can be an energy store, a generator or an external energy supply, for example via a rail vehicle or a contact wire.
  • the evaluation unit 45 has a database 51 and an evaluation device 52 and receives data or measured values and/or characteristic values from the processing device 49.
  • the processing device 49 receives measured values from the sensors 47, 48 of the sensor device 46 and processes them.
  • the measured values relate to operating parameters or physical measured variables of a pressure device of a current collector, not shown here, in the manner of the current collector shown as an example in FIG. 1 .
  • the processing device 49 processes the measured values in such a way that it relates them and a characteristic value describing an operating state of the pantograph in question and/or an overhead line is determined.
  • the characteristic values determined in each case are transmitted continuously or successively from the processing device 49 to the evaluation unit 45 and stored there in the database 51 or further processed or prepared with the evaluation device 52 .
  • FIG. 6 shows a further measuring unit 53 in which, in contrast to the measuring unit from FIG. 5 , the processing device 49 transmits data to a control device 54 .
  • the control device 54 is formed from a control device 55 and a positioning device 56, with the control device 55 controlling an actuator of the positioning device 56, not shown in detail here, as a function of the transmitted data.
  • a contact pressure of a contact strip of a current collector, which has the positioning device 56 includes, controlled so that lifting of the contact strip is prevented from a power rail substantially.
  • the monitoring system 57 can have a plurality of measuring units 58.
  • the measuring unit 58 has a measuring device 59 which includes a transmission device 60 .
  • Transmission device 60 receives data or measured values and/or characteristic values from processing device 49 and transmits them to control device 54.
  • An evaluation unit 64 with a database 65 and an evaluation device 66 is connected to the external data network 61 via a further data connection 63 and exchanges data or measured values and/or characteristic values with the transmission device 60 via the external data network 61 .
  • a direct data connection 62 bypassing the external data network 61 .
  • a user unit 68 is provided, which is connected to the external data network 61 by a further data connection 69 .
  • the user unit 69 can thus exchange data with the evaluation unit 64, ie data from the measuring units 58 processed by the evaluation unit 64 can be output or displayed via the user unit 68 and made available for further use.
  • the user unit 68 can also be directly connected to the evaluation unit 64 via a direct data connection 70 . Overall, it is thus possible to obtain measured values via sensors 47, 48 attached to pantographs (not shown here) and to use these for direct control or regulation of the respective pantographs by means of the control device 54.
  • this data can be transferred via the external data network 61, for example the Internet, to the evaluation unit 64 for storage and evaluation. functional nal connections of the data can be used, evaluated and interpreted. The results of these evaluations can be made available to an end user via the user unit 68 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines auf einem Dach (34) eines Schienenfahrzeugs (31) anordbaren Stromabnehmers (33) zur Energieübertragung von einem Fahrdraht (35) einer Oberleitung auf das Schienenfahrzeug, wobei der Stromabnehmer eine Positioniervorrichtung mit einer daran angeordneten Schleifleiste umfasst, wobei mittels der Positioniervorrichtung die Schleifleiste relativ zu dem Fahrdraht beweg- bar und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit einer Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen den Fahrdraht drückbar ist, wobei mittels einer Antriebeinrichtung und einer Federeinrichtung der Positioniervorrichtung die Andruckkraft auf die Schleifleiste ausbildbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stromabnehmer eine Messeinheit (36) mit einer Messvorrichtung (38) aufweist, wobei zumindest zwei Sensoren einer Sensoreinrichtung der Messvorrichtung an der Positioniervorrichtung und/oder der Schleifleiste angeordnet sind, wobei in der Schleifkontaktlage mittels der Sensoren jeweils Messwerte erfasst werden, wobei mittels einer Verarbeitungseinrichtung (37) der Messvorrichtung die Messwerte verarbeitet werden, wobei die Verarbeitungseinrichtung die Messwerte zueinander in Beziehung setzt und ein einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung beschreibenden Kennwert bestimmt.

Description

Stromabnehmer und Verfahren zum Betrieb
Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer und ein Verfahren zum Betrieb eines auf einem Dach eines Schienenfahrzeugs anordbaren Stromabnehmers zur Energieübertragung von einem Fahrdraht einer Oberleitung auf das Schienenfahrzeug, wobei der Stromabnehmer eine Positioniervorrichtung mit einer daran angeordneten Schleifleiste umfasst, wobei mittels der Positioniervorrichtung die Schleifleiste relativ zu dem Fahrdraht bewegbar und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit einer Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen den Fahrdraht drückbar ist, wobei mittels einer Antriebeinrichtung und eine Federeinrichtung der Positioniervorrichtung die Andruckkraft auf die Schleifleiste ausbildbar ist.
Zur Stromversorgung von schienengebundenen aber auch nicht schienengebundenen Fahrzeugen über einen Fahrdraht kommen regelmäßig Schleifleisten aus Kohlenstoff zum Einsatz. Derartige Schleifleisten sind immer einem Verschleiß durch Abrieb des Kohlenstoffmaterial s unterworfen. Beim Einsatz solcher Schleifleisten, beispielsweise auf Lokomotiven von Zügen, ist es nötig, diese bereits vor dem Erreichen einer endgültigen Verschleißgrenze auszutauschen, um gefährliche Betriebszustände, Defekte oder Pannen zu vermeiden. Zwar ist regelmäßig in Schleifleisten eine Notabschaltfunktion integriert, welche ein Absenken der Schleifleiste bei Erreichen eines endgültigen Verschleißgrades, oder bereits vorher bei einer Beschädigung der Schleifleiste, beispielsweise einem Bruch, bewirkt, wobei nach der Auslösung einer solchen Notabschaltung eine weitere Stromversorgung und somit ein weiterer Betrieb des Fahrzeugs j edoch mittels dieser Schleifleiste nicht mehr möglich ist. Zur Vermeidung derartiger Situationen werden Schleifleisten turnusmäßig im Hinblick auf ihren Verschleißgrad hin inspiziert. Diese Inspektionen erfolgen regelmäßig durch Personal, wobei dies nur aufwendig durchzuführen ist, da die Schleifleisten auf einem Dach eines Fahrzeugs, wie beispielsweise einer Lokomotive angebracht sind und aufgrund der am Fahrdraht anliegenden Hochspannung besondere Sicherheitsvorkehrungen eingehalten werden müssen. Derartige Inspektionen werden daher in bestimmen Intervallen in Bahnbetriebswerken durchgeführt. Zur Vermeidung dieser aufwendigen Kontrollen sind teilweise automatisierte Verschleißüberwachungssysteme bekannt, welche ein Erreichen einer Verschleißgrenze signalisieren können. Beispielsweise ist aus der WO 2014/ 173798 A2 eine Schleifleiste mit einer Verschleißanzeigemarkierung bekannt, die mittels einer Infrarotkamera erfassbar ist. Bei einer Passage der an einer Fahrstrecke positionierten Kamera kann die Schleifleiste mittels der Kamera erfasst und durch Bildverarbeitung die Verschleißanzeigemarkierung erkannt werden. Abhängig von einem Erscheinungsbild der Verschließanzeigemarkierung können nun Rückschlüsse auf einen Verschleißgrad der Schleifleiste gezogen werden. Nachteilig ist hier, dass keine permanente Überwachung eines Verschleißzustandes der Schleifleiste möglich ist, und dass ein technischer Aufwand zur Etablierung einer derartigen Überwachung in einem Schienennetz vergleichsweise groß und damit kostenaufwendig ist.
Weiter umfasst die Positioniereinrichtung regelmäßig eine Schwinge bzw. Wippe oder Gelenkführung bzw. einen Pantographen, über die bzw. den die Schleifleiste mittels der Federeinrichtung gegen den Fahrdraht gedrückt und so die erforderliche Andruckkraft zur Ausbildung eines sicheren Schleifkontaktes aufgebracht wird. Die Federeinrichtung kann durch einen Luftbalg, Zug- und/oder Druckfedern ausgebildet sein. Die Federeinrichtung gleicht auch Bewegungen des Schienenfahrzeugs sowie einen sich verändernden Verlauf des Fahrdrahts aus. Je nach einem Relativab stand von einem Fahrweg des Schienenfahrzeugs zu dem Fahrdraht und einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs können stark wechselnde Kräfte auf die Schleifleiste wirken, wodurch die Schleifleiste stark beansprucht wird. Auch kann die Schleiflei ste selbst bzw. die Positioniervorrichtung zum Schwingen angeregt werden. Bei einem Abheben der Schleifleiste von dem Fahrdraht kann ein Lichtbogen entstehen, wodurch ein Verschleiß der Schleifleiste durch einen elektrischen Abbrand erhöht ist. Hieraus ergibt sich insgesamt ein erhöhter Aufwand für eine Wartung des Stromabnehmers und für einen Austausch der Schleifleiste, der von einer Beschaffenheit der Oberleitung abhängig ist. Es ist daher bekannt, im Rahmen von Test- oder Messfahrten mit einem Schienenfahrzeug Streckenabschnitte von Oberleitungen zu prüfen. Dazu muss das speziell dafür vorgesehene Schienenfahrzeug mit einer eigens dafür vorgesehenen Messtechnik, beispielsweise Kameras zur Bildaufnahme des Fahrdrahts, ausgestattet sein. Derartige Prüfungen sind daher kostenintensiv und erlauben lediglich eine Momentaufnahme eines Betriebszustandes der Oberleitung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Stromabnehmers sowie einen Stromabnehmer und ein Überwachungssy stem mit einem Stromabnehmer vorzuschlagen, das bzw. der einen verbesserten Betrieb ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , einen Stromabnehmer mit den Merkmalen des Anspruchs 24 und ein Überwachungssy stem mit den Merkmalen des Anspruchs 25 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines auf einem Dach eines Schienenfahrzeugs anordbaren Stromabnehmers zur Energieübertragung von einem Fahrdraht einer Oberleitung auf das Schienenfahrzeug wird mit einem Stromabnehmer durchgeführt, wobei der Stromabnehmer eine Positioniervorrichtung mit einer daran angeordneten Schleifleiste umfasst, wobei mittels der Positioniervorrichtung die Schleifleiste relativ zu dem Fahrdraht bewegbar und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit einer Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen den Fahrdraht drückbar ist, wobei mittels einer Antriebeinrichtung und einer Federeinrichtung der Positioniervorrichtung die Andruckkraft auf die Schleifleiste ausbildbar ist, wobei der Stromabnehmer eine Messeinheit mit einer Messvorrichtung aufweist, wobei zumindest zwei Sensoren einer Sensoreinrichtung der Messvorrichtung an der Positioniervorrichtung und/oder der Schleifleiste angeordnet sind, wobei in der Schleifkontaktlage mittels der Sensoren j eweils Messwerte erfasst werden, wobei mittels einer Verarbeitungseinrichtung der Messvorrichtung die Messwerte verarbeitet werden, wobei die Verarbeitungseinrichtung die Messwerte zueinander in Beziehung setzt und einen Betriebsstand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung beschreibenden Kennwert bestimmt.
Die Schleifleiste umfasst ein in der Regel aus Kohlenstoff gebildetes Kontaktelement, welches an einem Fahrdraht anliegen und dadurch eine elektrische Verbindung mit diesem herstellen kann. Dieses Kontaktelement ist durch einen Schleifleistenträger gehaltert, welcher wiederum auf einem sogenannten Pantograph oder einer Schwinge angebracht ist. Dieser Pantograph bzw. die Schwinge bildet eine Positioniervorrichtung für die Schleiflei ste und damit zusammen mit der Schleifleiste einen sogenannten Stromabnehmer aus. Dieser ist dann seinerseits auf einem Dach eines Fahrzeugs angebracht, um den über dem Fahrzeug befindlichen Fahrdraht zu kontaktieren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nun vorgesehen, dass der Stromabnehmer eine Messeinheit mit einer Messvorrichtung umfasst, die ihrerseits eine Sensoreinrichtung mit zumindest zwei Sensoren aufweist. Die Sensoren sind an der Positioniervorrichtung und/oder Schleifleiste angeordnet, können j edoch auch prinzipiell an einer beliebigen Stelle des Stromabnehmers angeordnet sein. Mittel s der Sensoreinrichtung bzw. der Sensoren werden in der Schleifkontaktlage j eweils unterschiedliche Messwerte der Positioniervorrichtung und/oder der Schleiflei ste erfasst. Bei diesen Messwerten handelt es sich um physikalische Messgrößen, die mit der Positioniervorrichtung, der Schleifleiste oder der Oberleitung in einer direkten Wirkbeziehung stehen und während eines Betriebs des Stromabnehmers veränderlich sind. Mittels der Verarbeitungseinrichtung werden nun die j eweils mit den Sensoren gemessenen Messwerte bzw. die Messgrößen verarbeitet und ein Kennwert bestimmt, der geeignet ist, einen Betrieb szustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung zu beschreiben. Wesentlich ist, dass die Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung des Kennwertes die j eweiligen Messwerte der Sensoren zueinander in Beziehung setzt. Hierdurch wird es möglich weiterführende Informationen in Form des Kennwerts über einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung zu erhalten. Die Verarbeitungseinrichtung führt demnach eine Berechnung mit zumindest zwei Messwerten zumindest zweier Sensoren durch. Bei den Messwerten kann es sich j e nach Art der Sensoren um Messwerte gleicher oder unterschiedlicher Art handeln. Beispiel sweise kann mit einem ersten Sensor eine vertikale Bewegung der Positioniervorrichtung und mit einem zweiten Sensor eine vertikale Bewegung der Schleifleiste gemessen werden. Die Verarbeitungseinrichtung setzt dann beide Messwerte in Beziehung, beispielsweise dadurch, dass ein Zusammenhang beider Messwerte von der Verarbeitungsvorrichtung bei der Berechnung des Kennwerts berücksichtigt wird, beispielsweise eine Unebenheit in einem Fahrweg relativ zu einem ebenen Fahrdraht oder umgekehrt. Ist dann eine vertikale Bewegung von Schleifleiste und Positioniervorrichtung identisch, ist die Bewegung von dem Verlauf des Fahrdrahts induziert, und nicht von dem Fahrweg. Der Kennwert kann ein parametrierter Wert, eine Kenngröße, eine Kennzahl oder ein Datensatz sein. Der Kennwert kann auch innerhalb eines Datensatzes enthalten sein. Insbesondere ist vorgesehen die Messwerte mittels der Verarbeitungseinrichtung digitaltechnisch zu verarbeiten, um so einen digital weiterverarbeitbaren Kennwert zu erhalten. Die Verarbeitungseinrichtung i st daher durch zumindest eine digitale elektronische Schaltung ausgebildet, die analoge und/oder digitale Signale des Sensors verarbeiten kann. Die Verarbeitungseinrichtung kann beispielsweise auch eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), ein integrierter Schaltkreis (IC) oder ein Computer sein.
Dadurch, dass die Verarbeitungseinrichtung den Kennwert bestimmt, der geeignet ist, den Betrieb szustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung zu beschreiben, wird es möglich, den Betrieb szustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung zu bestimmen, diesen zu überwachen und/oder Einfluss auf den Betriebszustand des Stromabnehmers zu nehmen. Unter einem Betriebszustand wird eine strukturelle, variable Eigenschaft des Stromabnehmers bzw. der Oberleitung verstanden, die während eines Betriebs vorliegt. Da der Betriebszustand des Stromabnehmers ganz wesentlich auch von einer Beschaffenheit bzw. einem Betrieb szustand des Fahrwegs abhängig ist, kann der Kennwert auch den Betriebszustand des Fahrwegs beschreiben. Insgesamt kann so gezielt eine Wartung des Stromabnehmers, der Oberleitung und des Fahrwegs durchgeführt werden, ohne das turnusmäßige Wartungsintervalle eingehalten oder Prüffahrten mit einem Schienenfahrzeug durchgeführt werden müssten. Insgesamt wird es so möglich, einen Stromabnehmer bzw. eine Oberleitung kostengünstiger, und damit ein Schienenfahrzeug insgesamt wirtschaftlicher, zu betreiben.
So kann als ein Messwert eine Winkellage der Positioniervorrichtung eine Beschleunigung, eine Geschwindigkeit, eine Rotation, eine Frequenz, eine Temperatur, eine Beleuchtungsstärke, eine Kraft, eine Stromstärke, eine Spannung, ein elektrischer Widerstand, eine Distanz, eine Masse, ein Luftdruck, ein Schall, ein Verschleiß und/oder eine Ortsposition kontinuierlich oder di skontinuierlich erfasst und verarbeitet werden. Eine Beschleunigung kann mit einem Gyrosensor einfach gemessen werden. Mit der Winkellage der Positioniervorrichtung kann eine Auslenkung einer Wippe oder eines Pantographen relativ bezogen auf das Schienenfahrzeug an einem Drehpunkt der Wippe bzw. des Pantographen gemessen werden. Dazu kann beispielsweise ein Drehpotentionmeter an dem Drehpunkt oder ein anderer geeigneter Sensor, beispielsweise ein Gyrosensor zur Messung eines Neigungswinkels oder einer Rotation, verwendet werden. Eine Temperatur kann mit einem Temperatursensor an der Positioniervorrichtung, bzw. an einer Wippe oder einem Pantographen, oder der Schleifleiste gemessen werden, sodass bei spielsweise festgestellt werden kann, ob die Gefahr einer Vereisung des Fahrdrahts besteht. Die Messung einer Beleuchtungsstärke kann mit einem optischen Sensor oder auch einer Kamera, die dann den Sensor ausbildet, erfolgen. Dadurch können beispielswei se Unregelmäßigkeiten an einer Oberfläche des Fahrdrahts oder Lichtbögen festgestellt werden. Eine Kraft kann mittels eines Dehnungsmessstreifens, eines Kraftsensors, eines Drucksensors oder dergleichen ermittelt werden. Beispielsweise kann dann eine Andruckkraft in Abhängigkeit eines Luftdrucks eines Zylinders der Positioniervorrichtung gemessen werden. Eine Stromstärke bzw. eine Spannung ist mit einem Amperemeter bzw. mit einem Voltmeter als ein Sensor messbar. Ein Widerstand kann aus Stromstärke und Spannung ermittelt werden und ein Maß für eine Kontaktgüte sein, sowie Auskunft über einen Verschleißzustand des Schleifstücks geben. Beispielsweise kann dann eine Qualität einer Energieübertragung zwischen Schleifstück und Fahrdraht bestimmt werden. Die Masse kann ebenfalls mittels eines Kraftsensors ermittelt werden. Ein Luftdruck kann an einem Balg oder einem Druckzylinder zum Aufbringen der Andruckkraft gemessen werden. Eine Ortsposition des Stromabnehmers kann durch ein Satellitennavigationssystem, beispielsweise GPS, leicht ermittelt werden. Ein Schall kann durch ein Mikrofon gemessen werden, sodass Geräusche als Mess- werte ausgewertet werden können. Ein Verschleiß kann mittels eines Sensors gemessen werden, mit dem eine Höhe bzw. Dicke einer Schleifleiste messbar ist. Die Messwerte können kontinuierlich bzw. fortlaufend ermittelt und verarbeitet werden. Auch ist es möglich, die Messwerte di skontinuierlich zu erfassen und zu verarbeiten, beispielsweise zu festgelegten Zeitpunkten oder bei bestimmten Anlässen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn al s ein Sensor zumindest ein Beschleunigungssensor verwendet wird, der an der Schleifleiste und/oder der Positioniervorrichtung angeordnet sein kann. Der Sensor kann ein rotatorischer oder translatorischer Beschleunigungssensor bzw. Schwingungssensor sein, der zur Messung einer Bewegung bzw. Beschleunigung der Positioniervorrichtung und/oder der Schleifleiste verwendet werden kann. Beispielsweise kann mittels des Beschleunigungssensors eine Bewegung der Schleifleiste an dem Fahrdraht detektiert werden, wobei dann aus der Bewegung Rückschlüsse auf eine Gestalt des Fahrdrahts und/oder der Schleiflei ste gezogen werden können. So kann beispielsweise ein Ab satz im Verlauf des Fahrdrahts, der ein Abheben der Schleifleiste von dem Fahrdraht bewirken kann, leicht ermittelt werden. Spezielle Messfahrten oder Vorort-Inspektionen der Oberleitung zur Ermittlung derartiger Fehlstellen sind dann nicht mehr erforderlich. Weiter bewirkt eine Änderung der Schleifleiste in Folge von Verschleiß bzw. Abrieb eine geometrische Änderung der Schleifleiste. Hieraus kann sich ein Unterschied zwischen einer neuen und einer verschlissenen Schleifleiste ergeben. Da die Schleifleiste während der Fahrt des Schienenfahrzeugs regelmäßig mit dem Fahrdraht kontaktiert ist und von diesem bestrichen wird, kann die Verarbeitungseinrichtung aus einer Bewegung der Schleifleiste zusammen mit einem weiteren Messwert, beispielsweise einer Bewegung der Positioniervorrichtung, eine Veränderung der Schleifleiste ableiten. Auch kann vorgesehen sein, dass in der Verarbeitungsvorrichtung Bewegungsprofile von neuen und verschlissenen Schleifleisten gespeichert sind, wobei die Verarbeitungsvorrichtung einen Vergleich durchführen und einen Verschleißzustand bzw. einen Verbrauch der Schleifleiste ermitteln kann. Dieser Verschleiß kann dann auch in Form des Kennwerts ausgegeben werden. Darüber hinaus kann ein Bruch oder eine Deformation der Schleifleiste sowie eine Beschädigung der Oberleitung einfach ermittelt werden.
Weiter kann zumindest ein Sensor verwendet werden, der innerhalb der Schleifleiste, an der Schleifleiste, an einem Befestigungslager der Schleifleiste oder an einer die Schleifleiste halternden Wippe der Positioniervorrichtung angeordnet sein kann. Folglich kann der Sensor beispielsweise in einer Ausnehmung der Schleifleiste bzw. eines Kontaktelements der Schleifleiste angeordnet sein. Weiter kann der Sensor auch direkt an der Schleifleiste bzw. einem Schleifleistenhalter der Schleifleiste angebracht sein. Alternativ kann der Schwingungssensor auch an dem Befestigungslager der Schleifleiste angeordnet sein. Die Schleifleiste kann beispielsweise zwei Befestigungslager aufweisen, mittels der die Schleifleiste an der Positioniervorrichtung befestigt i st. Darüber hinaus kann an der Wippe eine weitere Schleifleiste angeordnet sein, die ebenfalls einen Sensor aufwei st, sodass auch diese Schleifleiste mittels der Messeinheit überwachbar ist. Gleichfalls ist es möglich, dass die Sensorvorrichtung mehr als zwei Sensoren umfasst, die an den vorgenannten Punkten angeordnet sind, um so den Kennwert noch genauer bestimmen zu können.
Die Verarbeitungseinrichtung kann eine Analyse der Messwerte durchführen, während die Schleifleiste an dem Fahrdraht entlang geführt wird. Folglich kann die Verarbeitungseinrichtung diese Analyse während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs durchführen. Im Rahmen des Verfahrens kann auch vorgesehen sein, dass während eines Stopps des Schienenfahrzeugs, beispielsweise an einem Bahnhof oder einer Haltestelle, Messwerte analysiert werden. Insbesondere können vorzugsweise nur dann Kennwerte zu einem Betriebszustand der Oberleitung gewonnen werden, wenn die Schleifleiste an dem Fahrdraht entlang geführt wird. Die Verarbeitungseinrichtung kann die Messwerte von Sensoren und/oder die Kennwerte in regelmäßigen Zeitab ständen, bei einer Änderung oder kontinuierlich erfassen und speichern. Demnach kann vorgesehen sein, dass die Messwerte und/oder die Kennwerte nur dann erfasst und gespeichert werden, wenn sich die Werte verändern, um eine Menge an Daten gering zu halten. Alternativ ist es möglich eine kontinuierliche d.h. fortlaufende Erfassung und Speicherung vorzusehen. Durch das Speichern der Messwerte und/oder Kennwerte wird es möglich eine Verarbeitung auch noch nach einer Erfassung durchzuführen. Beispielsweise kann dann während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs eine Erfassung von Messwerten erfolgen, wobei erst während einer Wartung des Schienenfahrzeugs in einem Depot die Bestimmung des bzw. der Kennwerte durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann so ein Zustand einer Oberleitung entlang einer Fahrtstrecke des Schienenfahrzeugs nach einer Fahrt bestimmt werden.
Mittels einer Steuervorrichtung der Messvorrichtung kann ein Aktor zur Betätigung der Positioniervorrichtung gesteuert werden, wobei die Betätigung der Positioniervorrichtung mittels einer Regeleinrichtung der Steuervorrichtung nach einem Messwert und/oder einem Kennwert geregelt werden kann. Die Antriebseinrichtung kann den Aktor umfassen, der an einer Wippeneinheit bzw. Wippe der Positioniervorrichtung angeschlossen sein kann, derart, dass durch eine lineare Bewegung des Aktors eine Bewegung der Schleifleiste zwischen der Schleifkontaktlage und einer Verwahrlage bewirkt werden kann. Der Aktor kann beispielsweise durch einen linearen Antrieb, oder einen pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Zylinder oder Balg ausgebildet sein. Auch kann vorgesehen sein, dass über den Aktor die Andruckkraft verändert wird oder der Aktor die Andruckkraft ausbildet. Der Aktor bildet dann die Federeinrichtung aus bzw. ist mit dieser kombiniert. Die Steuervorrichtung kann nun von der Messvorrichtung Signale bzw. Messwerte und/oder Kennwerte übermittelt bekommen, und diese mittels der Regeleinrichtung zur Regelung der Antriebseinrichtung nutzen. Wird bei- spielsweise von der Verarbeitungseinrichtung ein Bruch der Schleifleiste detektiert, kann mittels des Aktors die Schleifleiste in eine Verwahrlage am Schienenfahrzeug verschwenkt werden. Darüber hinaus ist es möglich die Andruckkraft über den Aktor zu regeln. Prinzipiell kann eine derartige Steuervorrichtung auch unabhängig von der Messvorrichtung als eine Baugruppe des Schienenfahrzeugs vorhanden sein.
Die Andruckkraft kann durch die Regeleinrichtung in Abhängigkeit der Messwerte und/oder Kennwerte geregelt werden. Beispielsweise kann die Andruckkraft im Wesentlichen gleichbleibend ausgebildet werden, unabhängig von einer Winkellage und einer Bewegung der Positioniereinrichtung. Somit kann dann auch ein Abheben der Schleifleiste von dem Fahrdraht in Folge von Unebenheiten oder anderen Einflüssen weitestgehend verhindert werden. Die Verarbeitungseinrichtung kann beispielsweise einen Kennwert an die Steuervorrichtung ausgeben, nachdem die Schleifleiste von dem Fahrdraht wegbeschleunigt wird, wobei die Steuervorrichtung dann über die Regeleinrichtung bzw. den Aktor auf beispiel sweise eine Wippe eine Gegenkraft bewirken kann, die ein Abheben verhindert. Gleichwohl wird es auch möglich, die Andruckkraft so zu regeln, dass kein übermäßiger Verschleiß der Schleifleiste in Folge einer erhöhten Andruckkraft erfolgt. Die Andruckkraft kann dann auch vergleichsweise vermindert werden, wenn ein verbesserter elektrischer Kontakt mit dem Fahrdraht ausgebildet werden kann.
Die Messvorrichtung kann die Messwerte und/oder Kennwerte an eine Auswerteeinheit übermitteln, wobei die Messwerte und/oder Kennwerte in einer Datenbank der Auswerteeinheit gespeichert und/oder mittels einer Auswertevorrichtung der Auswerteeinheit weiterverarbeitet werden können. Die Auswerteeinheit kann folglich die Datenbank und die Auswertevorrichtung umfassen. Die Auswerteeinheit kann daher zur Sammlung und Weiterverarbeitung der Messwerte und/oder Kennwerte dienen und durch einen Computer ausgebildet sein. Beispielsweise kann mit der Auswertevorrichtung ein Ergebnis einer Auswertung einer Bedienperson angezeigt oder ausgegeben werden. Die Auswerteeinheit kann einen Funktionsumfang aufweisen, der über den Funktionsumfang der Verarbeitungseinrichtung hinausgeht. Prinzipiell ist es j edoch auch möglich die Verarbeitungseinrichtung in der Auswerteeinheit zu integrieren und umgekehrt. Auch kann eine derartige Auswerteeinheit unabhängig von dem Stromabnehmer als eine Baugruppe des Schienenfahrzeugs vorhanden sein.
Mittels einer Übermittlungseinrichtung der Messvorrichtung können über eine Datenverbindung die Messwerte und/oder Kennwerte der Messvorrichtung zu der Auswerteeinheit und/oder der Steuervorrichtung übermittelt werden, wobei die Auswerteeinheit und/oder die Steuervorrichtung von der Messeinheit örtlich beabstandet angeordnet oder in der Messeinheit integriert sein kann. Wenn die Steuervorrichtung bzw. die Auswerteeinheit in der Messeinheit integriert ist kann die Datenverbindung einfach durch eine Leitungsverbindung ausgebildet sein. Dann ist es auch möglich Teile der Messvorrichtung, wie die Verarbeitungseinrichtung und die Steuervorrichtung sowie auch die Auswerteeinheit an anderer Stelle am Schienenfahrzeug zu verbauen. Bei der Übermittlung der Messwerte und/oder Kennwerte kann ein Datenaustausch, beispiel sweise auf Basis eines Übermittlungsprotokolls, erfolgen. Die Datenverbindung kann kontinuierlich, in regelmäßigen Abständen oder ereignisbasiert hergestellt werden. Insgesamt wird es so möglich von der Messvorrichtung gesammelte Daten zu sammeln und auszuwerten. Vielfältige Möglichkeiten zur Auswertung eröffnen dann eine Analyse bestimmter Zustände und Ereignisse, womit ein Betrieb des Stromabnehmers und der Oberleitung bzw. des Schienenfahrzeugs optimiert werden kann.
Die Datenverbindung kann über ein externes Datennetzwerk ausgebildet werden. Die Datenverbindung kann dabei über ein Mobilfunknetz, WLAN, eine Satellitenverbindung, das Internet oder einen anderen beliebigen Funkstandard für sich alleine oder in Kombination ausgebildet werden. Wenn die Auswerteeinheit und/oder die Steuervorrichtung von der Messeinheit örtlich beabstandet angeordnet ist, kann diese auch außerhalb des Schienenfahrzeugs, fernab von dem Schienenfahrzeug stationär, beispielsweise in einem Gebäude, angeordnet sein. Insbesondere wird es dadurch möglich eine Funktion des Stromabnehmers an dem Schienenfahrzeug zu überwachen und/oder zu steuern, ohne dass an dem Schienenfahrzeug selbst diese Aufgabe durch eine Person durchgeführt werden müsste.
Die Auswerteeinheit kann Messwerte und/oder Kennwerte von Messeinheiten mehrerer Stromabnehmer verarbeiten. So kann die Auswerteeinheit Messwerte und/oder Kennwerte mehrerer an einem einzelnen Schienenfahrzeug angeordneter Stromabnehmer verarbeiten. Durch einen Vergleich der Messwerte und/oder Kennwerte der Stromabnehmer kann eine Genauigkeit einer Messung bzw. einer Überwachung weiter erhöht werden. Darüber hinaus können mit der Auswerteeinheit Kennwerte von Stromabnehmern verarbeitet werden, die an unterschiedlichen Schienenfahrzeugen angeordnet sind. Auch hierdurch kann eine Genauigkeit von Messungen und Überwachungen der Schienenfahrzeuge bzw. der j eweiligen Oberleitung wesentlich verbessert werden. Unter anderem kann so ein aktuelles und sich ständig veränderndes Zustandsbild über ein Streckennetz und die darauf verkehrenden Schienenfahrzeuge gewonnen werden. Eine daraus resultierende Optimierung eines Betriebszustandes kann die Betrieb skosten wesentlich verringern. Auch i st eine regelmäßige und häufige Überprüfung der Infrastruktur und der Schienenfahrzeuge nicht mehr vollumfänglich erforderlich und eine Fahrzeugsicherheit während eines Betriebes wird wesentlich erhöht. Auch kann auf eine Durchführung spezieller Messfahrten verzichtet werden.
Mittels einer Nutzereinheit kann eine Datenverbindung zu der Auswerteeinheit und/oder der Messeinheit ausgebildet werden, wobei die Messwerte und/oder Kennwerte an die Nutzereinheit übermittelt und ausgegeben werden können. Die Nutzereinheit kann ein Computer sein, der unabhängig von der Auswerteeinheit und/oder der Messeinheit ist. Dieser Computer kann ein stationärer Computer, ein Mobilfunkgerät oder dergleichen sein, mit dem sich eine weitere Datenverbindung zum Datenaustausch mit der Auswerteeinheit und/oder der Messeinheit herstellen lässt. Der Datenaustausch kann bei spielsweise über ein externes Datennetzwerk, wie das Internet, erfolgen. So könnten mit der Auswerteeinheit aufbereitete Daten bzw. mit der Auswertevorrichtung weiterverarbeitete Messwerte und/oder Kennwerte einem weiteren Nutzerkreis zur Verfügung gestellt werden. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise durch einen Server mit einer Software ausgebildet sein, die die in der Datenbank der Auswerteeinheit enthaltenen Informationen der Nutzereinheit übermittelt. Diese Übermittlung kann durch die Bereitstellung einer Internetseite mit ausgewählten Informationen, beispielsweise einem aktuellen Verschleißzustand des Schleifstücks, bestehen.
Die Verarbeitungseinrichtung oder die Auswerteeinheit kann einen zeitlichen Verlauf der Messwerte und/oder Kennwerte auswerten und einen Verschleißzustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung unter Berücksichtigung einer für den Verschleiß relevanten zeitabhängigen Komponente und/oder einer messgrößenabhängigen Komponente bestimmen. So kann nicht nur eine Aussage über einen aktuellen Verschleißzustand getroffen werden, sondern es kann auch näherungsweise bestimmt werden, zu welchem Zeitpunkt beispielsweise eine Schleifleiste oder ein Fahrdraht voraussichtlich verschlissen sein wird. Dadurch wird es möglich, ein Wartungsintervall für den Stromabnehmer und/oder die Oberleitung genau festzulegen und zeitlich zu optimieren, beispielsweise durch eine Anpassung an den tatsächlichen Zustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung. Darüber hinaus kann über den zeitlichen Verlauf auch festgestellt werden, zu welchem Zeitpunkt bestimmte Ereignisse eingetreten sind. Treten Ereigni sse widerholt auf, kann hieraus eine Systematik abgeleitet werden. Beispielswei se kann bei einem Befahren eines bestimmten Streckenabschnitts ein schlechterer elektrischer Kontakt oder ein erhöhter Verschleiß festgestellt werden. Mittels der Sensoreinrichtung kann eine Schwingung der Schleifleiste erfasst werden, wobei die Verarbeitungseinrichtung oder die Auswerteeinheit einen Verschleißzustand der Schleifleiste und/oder der Oberleitung bestimmen kann. Bei einem Verschleiß der Schleifleiste kann eine Gestalt, insbesondere eine Höhne der Schleifleiste verändert werden, wobei die Veränderung der Gestalt auch ein Schwingungsverhalten der Schleifleiste verändern kann. Beispielsweise kann mit der Verarbeitungseinrichtung auch eine Eigenfrequenz und/oder eine Resonanzfrequenz der Schleifleiste und/oder der Positioniervorrichtung als eine Schwingung bestimmt werden. Mittels der Verarbeitungseinrichtung kann aus der Schwingung ein Verschleißgrad der Schleifleiste, der Positioniervorrichtung und/oder der Oberleitung bestimmt werden. Wird ein Schwingungsverhalten mit einem zunehmenden Abrieb von Material der Schleifleiste bzw. eines Bauteils der Positioniervorrichtung oder des Fahrdrahts verändert, kann aus dieser Veränderung ein Rückschluss auf einen Verschleißgrad der Schleifleiste, der Positioniervorrichtung und/oder des Fahrdrahts gezogen werden. So kann bei spielsweise nicht nur festgestellt werden, ob die Schleiflei ste neu oder vollständig verschlissen i st, sondern auch inwieweit die Schleifleiste verbraucht ist. Die Gestalt der Schleifleiste wird im Wesentlichen durch einen an der Schleifleiste erfolgten Abrieb des Kohlenstoffmaterials des Kontaktelements bestimmt. Hieraus kann sich im Wesentlichen ein Unterschied der Höhe der Schleifleiste bzw. des Kontaktelements zwischen einer neuen und einer verschlissenen Schleifleiste ergeben. Da die Schleifleiste während einer Fahrt eines Schienenfahrzeugs regelmäßig von dem Fahrdraht entlang einer Länge der Schleifleiste in einem fortwährenden Wechsel kontaktiert wird bzw. bestrichen wird, kann ein Verschleiß der Schleifleiste, bezogen auf eine Länge der Schleifleiste, ungleichmäßig erfolgen. Das bedeutet, dass ein Abrieb der Schleifleiste in einer Mitte der Schleifleiste stärker sein kann, als an deren Rändern. Auch können sich in Abhängigkeit eines Zustands der Oberleitung Rillen an der Schleifleiste ausbilden. Eine Höhe der Schleifleiste kann sich daher entsprechend einer Nutzung ungleichmäßig verändern, was die Gestalt der Schleifleiste beeinflusst. Weiter kann während einer Fahrt eines Schienenfahrzeugs der fortwährende regelmäßige Wechsel von dem Fahrdraht entlang der Länge der Schleifleiste erfasst werden, wobei auch hieraus ein Zustand der Schleifleiste bestimmt werden kann.
Die Verarbeitungsvorrichtung kann die Gestalt mittels der Finite-Ele- mente-Methode berechnen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung mit einem auf der Finite-Elemente-Metho- de basierenden Rechenmodel aus dem Schwingungsverhalten der Schleifleiste eine mögliche Gestalt der Schleifleiste berechnet. Hier kann insbesondere der zuvor beschriebene mögliche Abrieb der Schleifleiste mit berücksichtigt werden. So ist es möglich noch genauer einen Verschleißzustand der Schleifleiste zu bestimmen.
Die Verarbeitungseinrichtung oder die Auswerteeinheit kann aus einem Betriebszustand einen Lichtbogen an der Schleifleiste und/oder dem Fahrdraht, einen Zickzack-Verlauf des Fahrdrahts, eine Vereisung des Fahrdrahts und/oder Fehlstellen des Fahrdrahts bestimmen. Die Bestimmung des Lichtbogens kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein an der Schleifleiste übertragener Strom gemessen wird. Weiter kann eine Beleuchtungsstärke oder Leuchtdichte im Bereich des Fahrdrahts gemessen werden, sodass aus beiden Messwerten bei einem gleichzeitigen Auftreten von Messspitzen mit hoher Sicherheit das Vorliegen eines Lichtbogens bestimmt werden kann. Da der Fahrdraht regelmäßig entlang eines Fahrtwegs in einem Zickzack-Verlauf angeordnet ist, kann dann auch dieser Zickzack-Verlauf des Fahrdrahts bestimmt werden. Beispielsweise mittels Beschleunigungssensoren und/oder induktiven Sensoren. So wird es dann auch möglich, ein Profil der Oberleitung entlang des Fahrtwegs zu erstellen. Das Profil der Oberleitung kann in Art einer Karte der Oberleitung bzw. des Verlaufs des Fahrdrahts in der Auswerteeinheit gespeichert werden. Eventuelle an der Oberleitung bzw. an dem Fahrdraht detektierte Fehlstellen können dann einem eindeutig spezifi- zierbaren Punkt der Oberleitung genau zugewiesen werden. Eine Vereisung des Fahrdrahts kann ebenfalls leicht durch eine Mehrzahl von Sensoren bzw. Messwerten ermittelt werden, beispielswei se durch eine Temperaturmessung der Außentemperatur und einer Messung der Luftfeuchte im Bereich des Fahrdrahts. So können sich auch entlang des Fahrtwegs Bereiche bzw. Streckenabschnitte der Oberleitung ergeben, an denen eine Vereisung mehr oder weniger wahrscheinlich ist, beispielsweise im Bereich von Gewässern. Diese Daten können ebenfalls in der Auswerteeinheit gespeichert werden. Darüber hinaus können Fehlstellen des Fahrdrahts bzw. der Oberleitung mit Sensoren detektiert werden, beispielsweise mittels eines Beschleunigungssensors ein auf die Schleifleiste bewirkter Stoß in Folge einer Fehlstelle des Fahrdrahts und eine sich verändernde Andruckkraft mit einem Drucksensor zum gleichen Zeitpunkt. Insgesamt wird es so möglich, durch eine Kombination mehrerer Messwerte von Sensoren gleicher oder unterschiedlicher Art Rückschlüsse auf einen Betriebszustand der Oberleitung zu ziehen, und diesen Betriebszustand in Form von Kennwerten und/oder anderen Daten, die geeignet sind den Betriebszustand zu beschreiben, zu dokumentieren. Hierzu ist insbesondere keine eigens dafür vorgesehene Messfahrt erforderlich, da die Erfassung der Messwerte während eines Regelbetriebs einfach und wiederholt durchgeführt werden kann.
Die Verarbeitungseinrichtung oder die Auswerteeinheit können eine Musteranalyse oder statistische Auswertung der über einen Zeitraum gespeicherten Messwerte und/oder Kennwerte durchführen und aus der Musteranalyse oder der statistischen Auswertung eine Kennzahl ableiten. So wird es möglich, durch die Musteranalyse eine Wechselbeziehung zwischen Messwerten, Kennwerten bzw. Datensätzen zu ermitteln, sofern diese vorliegt. Aus Wechselbeziehungen lassen sich regelmäßig Kausalzusammenhänge ableiten. Durch die Musteranalyse aufgefundene Korrelationen können in der einfachsten Ausführungsform des Verfahrens zur Ermittlung von Kausalzusammenhängen genutzt werden, deren Kenntnis wiederum für eine Optimierung eines Betriebs von Schienenfahrzeugen genutzt werden kann. Beispielsweise kann ein Auftreten eines Fehlers bei einem Streckenabschnitt einer Oberleitung mit einem bestimmten Typ eines Schienenfahrzeugs oder eines Stromabnehmers korrelieren. Dadurch wird es möglich, eine Ursache für den Fehler bzw. die Wirkbeziehung zwischen Schienenfahrzeug und Fehler zu ermitteln und gezielt abzustellen. Liegt eine ausreichende Menge an Daten vor, können diese mittels einer statistischen Auswertung untersucht werden, um sicherzustellen, dass es sich beispielsweise nicht um zufällig detektierte Ereignisse handelt. Gleichwohl ist es möglich, durch die statistische Auswertung eine Gewichtung beispielsweise eines Fehlers oder einer Häufigkeit sowie eine Wahrscheinlichkeit eines Auftretens des Fehlers zu berechnen.
Die Verarbeitungseinrichtung oder die Auswerteeinheit können die Messwerte unterschiedlicher Sensoren und/oder Kennwerte zueinander in Beziehung setzen und funktionale Abhängigkeiten der Messwerte und/oder Kennwerte mittels künstlicher Intelligenz ableiten. Es kann auch vorgesehen sein, die Musteranalyse mittels künstlicher Intelligenz durchzuführen. Die künstliche Intelligenz kann beispielsweise im Rahmen von Deep Learning bzw. einer Klassifizierung von Daten verwendet werden. So können dann funktionale Abhängigkeiten der Sensoren untereinander untersucht werden. Beispielsweise kann ein übertragener Strom in Bezug zu einer Temperatur gesetzt und möglicherweise so festgestellt werden, dass ein Fahrdraht vereist ist. So können auch eine Reihe weiterer Betriebszustände und Ereignisse in Folge funktionaler Abhängigkeiten erkannt und interpretiert werden, beispielsweise Wechsel entlang eines Fahrdrahts sowie deren Relativposition, eine Steigung und Anzahl, ein Abheben der Schleifleiste von dem Fahrdraht und gegebenenfalls eine Funken- bzw. Lichtbogenbildung, ein Verschleiß der Schleifleiste in Folge mechanischer Reibung an dem Fahrdraht bzw. ein elektrischer Abbrand als Folge eines Anpressdrucks bzw. der Andruckkraft, insbesondere ein gemittelter Verschleiß über eine Strecke, Streckenabschnitte mit besonders hohem oder besonders niedrigem Ver- schleiß, eine Verschleißrate in Abhängigkeit eines Fahrverhaltens, wie beispielsweise Beschleunigung oder Stillstandsstrombelastung, Schäden und/oder Positionsabweichungen von der Oberleitung bzw. dem Fahrdraht, eine Strombelastung, wie kurzzeitiger Überstrom, Kurzschlussstrom, Auslösen einer Schutzsicherung oder eines Kurzschließers im Fehlerfall, ein Zustand von Verschleißkomponenten des Stromabnehmers, wie beispielsweise Lager, Gelenke, strukturelle Elemente, ein Bruch der Schleifleiste, beispielsweise in Folge eines Aufpralls auf ein Hindernis, eine Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs. Auf diese zuvor beispielhaft genannten Zustände und Ereignisse kann entsprechend durch Instandhaltungsmaßnahmen, eine Anpassung des Fahrverhaltens des Schienenfahrzeugs oder andere geeignete Maßnahmen reagiert werden.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass mit der Verarbeitungseinrichtung oder der Auswerteeinheit Signale bzw. Messwerte von nicht dem Stromabnehmer zugehörigen Sensoren und/oder Kennwerte mit Signalen bzw. Messwerten von den dem Stromabnehmer zugehörigen Sensoren und/oder Kennwerte zueinander in Beziehung setzt. Beispiel sweise durch eine ergänzende Berücksichtigung von Signalen bzw. Messwerten und/oder Kennwerten von Sensoren eines Erdungskontakts, einer Spurkranzschmierung, einer Wellenerdung, etc.. Prinzipiell ist es möglich mit der Verarbeitungseinrichtung alle an dem Schienenfahrzeug ermittelbaren Signale bzw. Messwerte auf diese Weise zu verarbeiten.
Mittels eines Positionssensors der Sensoreinrichtung kann eine Ortsposition des Stromabnehmers bestimmt werden, wobei die Ortsposition den Kennwerten oder den Messwerten eines weiteren Sensors der Sensoreinrichtung zugeordnet werden kann, wobei die Auswerteeinheit einen Zustand der Oberleitung bestimmen kann. Der Positionssensor kann beispielsweise über Satellitennavigation eine Position des Stromabnehmers und damit des Fahrzeugs bestimmen. So kann unter anderem festgestellt werden, an welchem Punkt einer Fahrstrecke ein bestimmter Mess- wert eines anderen Sensors der Sensoreinrichtung erfasst wurde. Hierdurch lässt sich einem Ereignis bzw. Messwert die betreffende Ortsposition zuordnen. Darüber hinaus ist es möglich mittels der Auswerteeinheit den Zustand der Oberleitung zu bestimmen, beispielsweise über eine Auswertung von Schwingungen des Stromabnehmers bzw. eine Wippe entlang der Oberleitung. So kann die Wippe ein verändertes Schwingungsverhalten aufweisen, wenn der Fahrdraht stark verschlissen ist. Auch können Absätze, Unterbrechungen und Rampen an dem Fahrdraht ermittelt und einer Position an der Fahrstrecke zugeordnet werden. Hierüber kann Einfluss auf eine Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs in den so lokalisierten Fahrabschnitten der Fahrtstrecke genommen werden.
Die Auswerteeinheit kann ein Datenmodell der Oberleitung entlang zumindest eines Streckenabschnitts eines Fahrwegs des Schienenfahrzeugs erstellen, wobei das Datenmodell eine Vielzahl von unterschiedlichen Ortspositionen des Streckenabschnitts mit j eweils zugeordneten Messwerten und/oder Kennwerten umfassen kann. Das Datenmodell kann in der Auswerteeinheit gespeichert werden und einen Verlauf der Oberleitung beschreibende Daten bzw. Dateien umfassen. Das Datenmodell kann eine grafische Wiedergabe bzw. Kartierung des Verlaufs der Oberleitung entlang des Fahrwegs oder in einer einfacheren Ausführungsform eine Liste, die beispielsweise Bauteile der Oberleitung umfasst, sein. Das Datenmodell kann die Vielzahl unterschiedlicher Ortspositionen des betreffenden Streckenab schnitts bzw. des Fahrwegs als j eweils Datensätze aufweisen, sodass die strukturellen Eigenschaften der Oberleitung von dem Datenmodell wiedergegeben sind. Den Ortspositionen bzw. Datensätzen können j eweils Messwerte und/oder Kennwerte zugeordnet sein. So kann beispielsweise das Datenmodell Angaben über einen Zickzack- Verlauf des Fahrdrahts mit einer Länge der j eweils geraden Ab schnitte des Fahrdrahts umfassen. Diesen Zickzack-Verlauf kann eine Ortsposition bzw. eine Streckenlänge des Fahrwegs, bezogen auf einen Referenzpunkt, zugeordnet sein. Werden nun mittels Sensoren Messwerte oder mittels der Verarbeitungseinrichtung Kennwerte bestimmt, können diese einer Ortsposition des betreffenden Streckenabschnitts zugeordnet werden, wenn bei der betreffenden Messung die Ortsposition bekannt ist oder ermittelt wird. So können eventuelle Ereignisse oder Fehlstellen im Zusammenhang mit der Oberleitung dokumentiert und über die Kenntnis der Ortsposition bei Bedarf vor Ort, beispiel sweise zur Instandsetzung, genau aufgefunden werden.
Weiter kann eine Anpassung des Datenmodells durch eine kontinuierliche und wiederholte Erfassung von Messwerten und/oder Kennwerten bei Fahrten des Schienenfahrzeugs entlang des Streckenab schnitts erfolgen. So kann vorgesehen sein, dass mit einem erfindungsgemäßen Stromabnehmer oder mehrerer dieser Stromabnehmer an einem oder unterschiedlichen Schienenfahrzeugen ein Fahrweg wiederholt befahren wird. Wenn dabei j eweils eine Erfassung von Messwerten und/oder Kennwerten durchgeführt wird, kann das in der Auswerteeinheit gespeicherte Datenmodell durch einen kontinuierlichen Abgleich verbessert werden. Beispielsweise einmalig auftretende Ereignisse werden als solche erkannt und können unberücksichtigt bleiben, wobei stets wiederkehrende Ereignisse auf eine besondere Eigenschaft oder ein Problem mit der Oberleitung oder dem Stromabnehmer bzw. dem Schienenfahrzeug an einer bestimmten Ortsposition schließen lassen. Auch kann durch die kontinuierliche Anpassung des Datenmodells eine Nutzungsintensität und ein damit zusammenhängender Verschleiß dokumentiert werden, was eine verbesserte Planung von Instandhaltungsmaßnahmen und Wartung ermöglicht. Auch kann die kontinuierliche Anpassung des Datenmodells zur Bestimmung der Ortsposition genutzt werden, derart, dass die Ortsposition eines Stromabnehmers durch die von dem Stromabnehmer während einer Fahrt gewonnenen Daten und deren Vergleich mit dem Datenmodell erfolgt.
Weiter kann eine Messeinheit verwendet werden, die unabhängig von dem Schienenfahrzeug an dem Stromabnehmer ausgebildet ist. Die Messeinheit kann dann örtlich und/oder funktional unabhängig von dem Schienenfahrzeug an den Stromabnehmer angeordnet bzw. integriert sein. Eine Verbindung von Messeinheit und Schienenfahrzeug ist daher nicht zwingend erforderlich. Insbesondere muss dann die Messeinheit auch nicht mit einem Niederspannungsnetz des Schienenfahrzeugs verbunden sein. Die Messeinheit und damit der Stromabnehmer wird so unabhängig von der Art des Schienenfahrzeugs und ohne eine besondere Zertifizierung eines Herstellers des Schienenfahrzeugs nutzbar. Gleichwohl kann optional vorgesehen sein, dass die Messeinheit mit dem Schienenfahrzeug, beispielsweise mit einem Fahrstand des Schienenfahrzeugs, verbunden ist, um Messwerte und/oder Kennwerte einem Fahrzeugführer zu signalisieren. Insbesondere kann ein bidirektionaler Datenaustausch zwischen der Messeinheit und dem Schienenfahrzeug erfolgen. So kann in einem Fahrstand beispielsweise ein Verschleiß signalisiert oder im dem Fahrstand verfügbare Messwerte des Schienenfahrzeugs, wie eine Geschwindigkeit, von der Messeinheit verarbeitet werden. Vorzugsweise kann die Messeinheit j edoch autark von dem Schienenfahrzeug genutzt werden.
Der Kennwert kann während eines Fährbetriebs des Schienenfahrzeugs bestimmt werden, wenn die Schleifleiste an dem Fahrdraht anliegt, wobei alternativ oder ergänzend der Kennwert während eines Standbetriebs des Schienenfahrzeugs bestimmt werden kann, wobei die Schleifleiste in einer Ruheposition positioniert werden kann oder zwischen einer Kontaktposition an dem Fahrdraht und der Ruheposition am Schienenfahrzeug bewegt werden kann. Der Kennwert ist dann nur auf Basis der in der Ruheposition erfassbaren Messwerte bestimmbar. Bei einem Lösen der Schleifleiste von dem Fahrdraht oder bei einer Bewegung der Schleifleiste aus der Ruheposition am Schienenfahrzeug in Richtung auf den Fahrdraht wird die Schleifleiste zum Schwingen angeregt, wobei die Schleifleiste dann von äußeren Einflüssen im Wesentlichen unbeeinflusst schwingen kann. Hierdurch wird es beispielsweise möglich die Schwin- gung der Schleifleiste zur Bestimmung des Verschleißzustandes heranzuziehen.
Der erfindungsgemäße Stromabnehmer i st auf einem Dach eines Schienenfahrzeugs anordbar und zur Energieübertragung von einem Fahrdraht einer Oberleitung auf das Schienenfahrzeug ausgebildet, wobei der Stromabnehmer eine Positioniervorrichtung mit einer daran angeordneten Schleifleiste umfasst, wobei die Positioniervorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Schleifleiste mittels der Positioniervorrichtung relativ zu dem Fahrdraht bewegbar und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit einer Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen den Fahrdraht drückbar ist, wobei die Positioniervorrichtung eine Antriebeinrichtung und eine Federeinrichtung aufweist, mittels der die Andruckkraft auf die Schleifleiste ausbildbar ist, wobei der Stromabnehmer eine Messeinheit mit einer Messvorrichtung aufweist, wobei zumindest zwei Sensoren einer Sensoreinrichtung der Messvorrichtung in der Positioniervorrichtung und/oder der Schleifleiste angeordnet sind, wobei in der Schleifkontaktlage mittels der Sensoren j eweils Messwerte erfassbar sind, wobei mittels einer Verarbeitungseinrichtung der Messvorrichtung die Messwerte verarbeitbar sind, wobei mittels der Verarbeitungseinrichtung die Messwerte zueinander in Beziehung setzbar und ein einem Betrieb szustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung beschreibender Kennwert bestimmbar ist. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Stromabnehmers betreffend wird auf die Vorteil sbeschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Stromabnehmers ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 zurückbezogenen Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Überwachungssystem umfasst eine Mehrzahl von Schienenfahrzeugen mit j eweil s zumindest einem erfindungsgemäßen Stromabnehmer, wobei das Überwachungssystem eine Auswerteeinheit zur Verarbeitung von Messwerten und/oder Kennwerten der Messeinhei- ten mehrerer Stromabnehmer umfasst. Wie zuvor bereits beschrieben wird es dadurch möglich, mit einer einzelnen Auswerteeinheit mehrere Stromabnehmer eines Schienenfahrzeugs oder mehrere Schienenfahrzeuge mit Stromabnehmern zu überwachen bzw. die betreffenden Stromabnehmer zu steuern. Gleichwohl kann vorgesehen sein, dass j eder Stromabnehmer eine Auswerteeinheit aufweist. Auch können die Schienenfahrzeuge j eweils eine Mehrzahl von Stromabnehmers aufweisen. Insgesamt wird es so möglich, mit dem Überwachungssystem Datensätze der Stromabnehmer, unabhängig von der Art der Datenverbindung, zu sammeln und auszuwerten. Das Überwachungssystem kann auch eine von den Stromabnehmern bzw. den Schienenfahrzeugen räumlich beab standete Auswerteeinheit aufweisen, die fernab von einem Schienenfahrzeug stationär, beispielsweise in einem Gebäude, angeordnet sein kann. Durch die dann in der Auswerteeinheit gespeicherten Daten können sich dann beispielsweise auch Korrelationen zwischen einer Ortsposition, einem Erfassungszeitpunkt und gegebenenfalls ermittelten Fehlern der Stromabnehmer ergeben, beispielsweise kann dann einer Jahreszeit oder einer Fahrstrecke ein vergleichsweiser erhöhter Verschleiß oder ein bestimmter Fehler an dem Stromabnehmer oder der Oberleitung zugeordnet werden.
Das Überwachungssystem kann eine oder eine Mehrzahl von Nutzereinheiten umfassen, die räumlich voneinander beabstandet sind. Die Datenverbindung bzw. Datenverbindungen zu den j eweiligen Nutzereinheiten können über ein externes Datennetzwerk ausgebildet werden. Die Nutzereinheit kann ein Computer sein, der unabhängig von dem Überwachungssystem ist. Dieser Computer kann ein stationärer Computer, ein Mobilfunkgerät oder dergleichen sein, mit dem sich die Datenverbindung zum Datenaustausch mit dem Überwachungssystem herstellen lässt. Der Datenaustausch kann beispielsweise über ein externes Datennetzwerk, wie das Internet, erfolgen. So können mit der Auswerteeinheit aufbereitete Daten über eine Ausgabevorrichtung einem erweiterten Nutzerkreis zur Verfügung gestellt werden. Die Ausgabevorrichtung kann bei spiels- weise durch einen Server mit einer Softwareanwendung ausgebildet sein, die die durch die Auswerteeinheit errechneten Ergebni sse und die in der Datenbank enthaltenen Informationen der j eweiligen Nutzereinheit übermittelt. Diese Übermittlung kann durch die Bereitstellung einer Internetseite mit ausgewählten Informationen, beispielsweise einer aktuellen Übersicht eines Bestands an Stromabnehmern, Oberleitungsstrecken und Schienenfahrzeugen. Die Informationen können Schienenfahrzeuge betreibenden Unternehmen j eweils individuell angepasst zur Verfügung gestellt werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Überwachungssystems ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Stromabnehmer an einem Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht;
Fig. 2a eine Vorderansicht einer unbenutzten Schleifleiste;
Fig. 2b eine Vorderansicht der verschlissenen Schleifleiste;
Fig. 3 eine schemati sche Darstellung eines abschnittsweisen Verlaufs eines Fahrdrahts;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Überwachungssystems mit einem Schienenfahrzeug;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Messeinheit; Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Messeinheit;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Überwa- chungssystems.
Die Fig. 1 zeigt einen Stromabnehmer 10 auf einem Dach 1 1 eines hier nicht näher dargestellten Schienenfahrzeugs mit einer als Pantograph 12 ausgebildeten Positioniervorrichtung 13. An dem Pantograph 12 sind zwei Schleiflei sten 14 an einer Wippe 15 quer zu einem Fahrdraht 16 angeordnet. Das Schienenfahrzeug bewegt sich mit einer Fahrtgeschwindigkeit VF relativ zum Fahrdraht 16, wobei die Schleifleisten 14 mit einer Andruckkraft FA quer bzw. orthogonal zum Fahrdraht 16 an diesen gedrückt werden. Die Schleiflei ste 14 ist aus einem hier nicht näher dargestellten Kontaktelement aus Kohlenstoff und einem Schleifleistenhalter gebildet, wobei es durch die hier beschriebene Bewegung der Schleifleiste 14 an dem Fahrdraht 16 zu einem Abrieb des Kohlenstoffmaterials kommt.
Eine Zusammenschau der Fig. 2a bis 2b zeigt eine Schleifleiste 17 in verschiedenen Ansichten und Verschleißzuständen. Die Schleifleiste 17 ist im Wesentlichen aus einem Kontaktelement 18, welches aus Kohlenstoff bzw. Grafit besteht und einem Schleifleistenhalter 19 gebildet. Der Schleifleistenhalter 19 weist ein Profil 20 auf, welches regelmäßig aus Aluminium besteht, auf dem das Kontaktelement 18 befestigt ist. An dem Profil 20 sind Befestigungslager 21 ausgebildet, die zur Verbindung der Schleifleiste 17 mit einer hier nicht dargestellten Positioniervorrichtung dienen.
Die Fig. 2a zeigt die Schleifleiste 17 in einem neuen, das heißt unbenutzten Zustand, sodass eine Höhe HCN des Kontaktelements 18 bzw. HTN der Schleifleiste 17 im Bereich einer Mitte 22 der Schleifleiste 17 unverändert ist bzw. einen maximalen Wert aufweist. Im Bereich der Befestigungslager 21 und der Mitte 22 sind hier nicht näher ersichtliche Beschleunigungssensoren einer Sensorvorrichtung eines Messsystems angebracht.
Die Fig. 2b zeigt die Schleifleiste 17 in einem verbrauchten Verschleißzustand, sodass eine Höhe HCW des Kontaktelements 18 bzw. eine Höhe HTW der Schleifleiste 17 im Bereich der Mitte 22 aufgrund eines Abriebs einer Oberfläche 23 des Kontaktelements 18 wesentlich reduziert ist. Hieraus resultiert ein verändertes Schwingungsverhalten der Schleifleiste 17, da ein Widerstandsmoment bzw. eine Masse der Schleifleiste 17 verändert bzw. reduziert ist. Im Bereich der Mitte 22 ist hier ein Abrieb des Kontaktelements 18 am stärksten, da ein hier nicht dargestellter Fahrdraht in einem Zickzack-Verlauf ausgebildet ist und während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs die Schleifleiste 17 an der Oberfläche 23 in einem Wechsel zwischen äußeren Enden 24 des Kontaktelements 18 bzw. der Oberfläche 23 bestreicht.
Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrdrahts 25 relativ zu einem Fahrweg 26 und Schleifleisten 27 eines hier nicht näher dargestellten Stromabnehmers eines Schienenfahrzeugs. Der hier abschnittsweise dargestellte Fahrdraht 25 bildet relativ zu dem Fahrweg 26 einen Zickzack-Verlauf aus. Eine hier nicht näher dargestellte Oberleitung ist so beschaffen, dass der Fahrdraht an Befestigungspunkten 28 der Oberleitung gehaltert ist. Zwischen den Befestigungspunkten 28 verläuft der Fahrdraht 26 in im Wesentlichen geraden Abschnitten 29. Bei einer Fahrt des Schienenfahrzeugs entlang des Fahrwegs 26 bestreicht der Fahrdraht 25 die Schleifleisten 27 im Wechsel entlang ihrer Längserstre- ckung. Der Stromabnehmer ist hier mit einer Messeinheit mit einer Messvorrichtung und mit zumindest zwei Sensoren einer Sensoreinrichtung der Messvorrichtung ausgestattet. Mittels der Sensoren können Schwingungen der Schleifleisten 27 erfasst und mit einer Verarbeitungseinrichtung der Messvorrichtung diese Messwerte verarbeitet und zueinander in Bezug gesetzt werden. Die Verarbeitungseinrichtung kann daraus einen Betriebszustand der Oberleitung bzw. einen Zickzack-Ver- lauf des Fahrdrahts 25 bestimmen bzw. berechnen.
Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Überwachungssys- tems 30 zusammen mit einem Schienenfahrzeug 3 1. Das Schienenfahrzeug verkehrt auf einem Gleis 32 und verfügt über Stromabnehmer 33 auf einem Dach 34 des Schienenfahrzeugs 3 1 , die mit einem Fahrdraht 35 kontaktierbar sind. Das Überwachungssystem 30 umfasst eine Mehrzahl von Messeinheiten 36 an den Stromabnehmern 33 mit j eweils einer Verarbeitungseinrichtung 37 und einer Messvorrichtung 38. Das Überwachungssystem umfasst weiter eine Auswerteeinheit 39, die Datensätze von den Messeinheiten 36 empfängt, speichert und verarbeitet. Die Auswerteeinheit 39 kann die Datensätze analysieren und ein Ergebnis der Analyse ausgeben. Die Messeinheiten 36 sind über Datenverbindungen 40, mittels derer über Funksignale Datensätze übermittelt werden, über ein externes Datennetzwerk 41 mit der Auswerteeinheit 39 verbunden. Dabei kann auch eine bidirektionale Übermittlung der Datensätze erfolgen. Die Verarbeitungseinrichtungen 37 erfassen Messwerte der Messeinheit 36 bzw. hier nicht näher dargestellte Sensoren an den Stromabnehmern 33 , setzen diese zueinander in Beziehung und bestimmen einen Betriebszustand der Stromabnehmer 33 bzw. des Fahrdrahts 35 als ein Ergebnis. Dieses Ergebnis wird an die Auswerteeinheit 39, wie zuvor beschrieben, übermittelt. Prinzipiell ist hier eine Verbindung der Messeinheiten 36 mit dem externen Datennetzwerk 41 über eine einzige Datenverbindung möglich und ausreichend. Optional ist es auch möglich, unter Umgehung des externen Datennetzwerks 41 bzw. Datensätze direkt zwischen den Messeinheiten 36 und der Auswerteeinheit 39 auszutauschen. Die Messeinheiten 36 können auch mit einem Fahrstand 42 des Schienenfahrzeugs 3 1 verbunden sein, derart, dass die Ergebnisse und/oder Messwerte der Verarbeitungseinrichtung 37 einen Fahrzeugführer in dem Fahrstand 42 angezeigt werden können. Die Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Messeinheit 43. Die Messeinheit 43 ist aus einer Messvorrichtung 44 gebildet und umfasst weiter eine Auswerteeinheit 45. Die Messvorrichtung 44 umfasst ihrerseits eine Sensoreinrichtung 46 mit einer Mehrzahl von Sensoren 47, 48 und eine Verarbeitungseinrichtung 49. Darüber hinaus ist eine Versorgungseinrichtung 50 vorgesehen mittels der die Messvorrichtung 44 mit elektri scher Energie versorgt wird. Die Versorgungseinrichtung 50 kann ein Energiespeicher, ein Generator oder eine externe Energieversorgung, beispiel sweise über ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrdraht, sein. Die Auswerteeinheit 45 weist eine Datenbank 51 und eine Auswertevorrichtung 52 auf und empfängt Daten bzw. Messwerte und/oder Kennwerte von der Verarbeitungseinrichtung 49. Die Verarbeitungseinrichtung 49 erhält Messwerte von den Sensoren 47, 48 der Sensoreinrichtung 46 und verarbeitet diese. Die Messwerte betreffen Betriebsparameter bzw. physikalische Messgrößen einer Andruckvorrichtung eines hier nicht dargestellten Stromabnehmers in Art des in der Fig. 1 beispielshaft dargestellten Stromabnehmers. Die Verarbeitungseinrichtung 49 verarbeitet die Messwerte derart, dass sie diese in Beziehung setzt und ein einen Betrieb szustand des betreffenden Stromabnehmers und/oder einer Oberleitung beschreibender Kennwert ermittelt wird. Die j eweils ermittelten Kennwerte werden fortlaufend oder sukzessive von der Verarbeitungseinrichtung 49 an die Auswerteeinheit 45 übermittelt und dort in der Datenbank 5 1 gespeichert bzw. mit der Auswertevorrichtung 52 weiterverarbeitet bzw. aufbereitet.
Die Fig. 6 zeigt eine weitere Messeinheit 53 , bei der im Unterschied zur Messeinheit aus der Fig. 5 die Verarbeitungseinrichtung 49 Daten an eine Steuervorrichtung 54 übermittelt. Die Steuervorrichtung 54 ist aus einer Regeleinrichtung 55 und einer Positioniervorrichtung 56 gebildet, wobei die Regeleinrichtung 55 einen hier nicht näher dargestellten Aktor der Positioniervorrichtung 56 in Abhängigkeit der übermittelten Daten regelt. So wird mittels der Regeleinrichtung 55 eine Andruckkraft eines Schleifstücks eines Stromabnehmers, der die Positioniervorrichtung 56 umfasst, so geregelt, dass ein Abheben des Schleifstücks von einer Stromschiene im Wesentlichen verhindert wird.
Die Fig. 7 zeigt ein Überwachungssy stem 57 mit einer Messeinheit 58. Das Überwachungssystem 57 kann eine Mehrzahl von Messeinheiten 58 aufweisen. Die Messeinheit 58 weist im Unterschied zu der Messeinheit aus Fig. 6 eine Messvorrichtung 59 auf, die eine Übermittlungseinrichtung 60 umfasst. Die Übermittlungseinrichtung 60 empfängt von der Verarbeitungseinrichtung 49 Daten bzw. Messwerte und/oder Kennwerte und übermittelt diese an die Steuervorrichtung 54. Weiter besteht zwischen der Übermittlungseinrichtung 60 und einem externen Datennetzwerk 61 eine Datenverbindung 62 mit der über Funksignale Messwerte und/oder Kennwerte übermittelt werden. Über eine weitere Datenverbindung 63 ist eine Auswerteeinheit 64 mit einer Datenbank 65 und einer Auswertevorrichtung 66 an das externe Datennetzwerk 61 angeschlossen und tauscht über das externe Datennetzwerk 61 mit der Übermittlungseinrichtung 60 Daten bzw. Messwerte und/oder Kennwerte aus. Prinzipiell ist es auch möglich über eine direkte Datenverbindung 62 unter Umgehung des externen Datennetzwerks 61 diese Daten direkt auszutauschen. Darüber hinaus ist eine Nutzereinheit 68 vorgesehen, die mit einer weiteren Datenverbindung 69 mit dem externen Datennetzwerk 61 verbunden ist. Die Nutzereinheit 69 kann so Daten mit der Auswerteeinheit 64 austauschen, d.h. von der Auswerteeinheit 64 aufbereitete Daten der Messeinheiten 58 können über die Nutzereinheit 68 ausgegeben bzw. dargestellt und zur weiteren Nutzung zur Verfügung gestellt werden. Die Nutzereinheit 68 kann auch über eine direkte Datenverbindung 70 mit der Auswerteeinheit 64 direkt verbunden sein. Insgesamt wird es so möglich über an hier nicht dargestellten Stromabnehmern befestigten Sensoren 47, 48 Messwerte zu gewinnen und diese zur unmittelbaren Steuerung bzw. Regelung der j eweiligen Stromabnehmer mittels der Steuervorrichtung 54 zu nutzen. Weiter können diese Daten über das externe Datennetzwerk 61 , beispielsweise das Internet, an die Auswerteeinheit 64 zur Speicherung und Auswertung übergeben werden. Funktio- nale Zusammenhänge der Daten können so genutzt, ausgewertet und interpretiert werden. Die Ergebnisse dieser Auswertungen können über die Nutzereinheit 68 einem Endanwender zur Verfügung gestellt werden.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Betrieb eines auf einem Dach ( 1 1 , 34) eines Schienenfahrzeugs 3 1 anordbaren Stromabnehmers (10, 33) zur Energieübertragung von einem Fahrdraht ( 16, 25, 35) einer Oberleitung auf das Schienenfahrzeug, wobei der Stromabnehmer eine Positioniervorrichtung ( 13 , 56) mit einer daran angeordneten Schleifleiste ( 14, 17, 27) umfasst, wobei mittels der Positioniervorrichtung die Schleiflei ste relativ zu dem Fahrdraht bewegbar und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit einer Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen den Fahrdraht drückbar ist, wobei mittels einer Antriebeinrichtung und einer Federeinrichtung der Positioniervorrichtung die Andruckkraft auf die Schleifleiste ausbildbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Stromabnehmer eine Messeinheit (36, 43 , 53 , 58) mit einer Messvorrichtung (38, 44, 59) aufweist, wobei zumindest zwei Sensoren (47, 48) einer Sensoreinrichtung (46) der Messvorrichtung an der Positioniervorrichtung und/oder der Schleifleiste angeordnet sind, wobei in der Schleifkontaktlage mittels der Sensoren j eweils Messwerte erfasst werden, wobei mittels einer Verarbeitungseinrichtung (37, 49) der Messvorrichtung die Messwerte verarbeitet werden, wobei die Verarbeitungseinrichtung die Messwerte zueinander in Bezie- hung setzt und ein einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung beschreibenden Kennwert bestimmt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als Messwerte eine Winkellage der Positioniervorrichtung (13, 56), eine Beschleunigung, eine Frequenz, eine Temperatur, eine Beleuchtungsstärke, eine Kraft, eine Stromstärke, eine Spannung, ein elektrischer Widerstand, eine Distanz, eine Masse, ein Luftdruck, ein Schall, ein Verschleiß und/oder eine Ortsposition kontinuierlich oder diskontinuierlich erfasst und verarbeitet werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass als ein Sensor (47, 48) zumindest ein Beschleunigungssensor verwendet wird, der an der Schleifleiste (14, 17, 27) und/oder der Positioniervorrichtung (13, 56) angeordnet ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest ein Sensor (47, 48) verwendet wird, der innerhalb der Schleifleiste (14, 17, 27), an der Schleifleiste, an einem Befestigungslager (21) der Schleifleiste oder an einer die Schleifleiste halternden Wippe (15) der Positioniervorrichtung (13, 56) angeordnet ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verarbeitungseinrichtung (37, 49) eine Analyse der Messwerte durchführt während die Schleifleiste (14, 17, 27) an dem Fahrdraht (16, 25, 35) entlang geführt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verarbeitungseinrichtung (37, 49) die Messwerte der Sensoren (47, 48) und/oder die Kennwerte in regelmäßigen Zeitabständen, bei einer Änderung oder kontinuierlich erfasst und speichert. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels einer Steuervorrichtung (54) der Messvorrichtung (38, 44, 59) ein Aktor zur Betätigung der Positioniervorrichtung (13, 56) gesteuert wird, wobei die Betätigung der Positioniervorrichtung mittels einer Regeleinrichtung (55) der Steuervorrichtung nach einem Messwert und/oder einem Kennwert geregelt wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Andruckkraft durch die Regeleinrichtung (55) in Abhängigkeit der Messwerte und/oder Kennwerte geregelt wird. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Messvorrichtung (38, 44, 59) die Messwerte und/oder Kennwerte an eine Auswerteeinheit (39, 45, 64) übermittelt, wobei die Messwerte und/oder Kennwerte in einer Datenbank (51, 65) der Auswerteeinheit gespeichert und/oder mittels einer Auswertevorrichtung (52) der Auswerteeinheit weiter verarbeitet werden. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels einer Übermittlungseinrichtung (60) der Messvorrichtung (38, 44, 59) über eine Datenverbindung (40, 62, 63, 67, 69, 70) die Messwerte und/oder Kennwerte der Messvorrichtung zu der Auswert- einheit (39, 45, 64) und/oder der Steuervorrichtung (54) übermittelt werden, wobei die Auswerteeinheit und/oder die Steuervorrichtung von der Messeinheit (36, 43, 53, 58) örtlich beabstandet angeordnet oder in der Messeinheit integriert ist. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Datenverbindung (40, 62, 63, 69) über ein externes Datennetzwerk (41, 61) ausgebildet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswerteeinheit (39, 45, 64) Messwerte und/oder Kennwerte von Messeinheiten (36, 43, 53, 58) mehrerer Stromabnehmer (10, 33) verarbeitet. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels einer Nutzereinheit (68) eine Datenverbindung (40, 62, 63, 67, 69, 70) zu der Auswerteeinheit (39, 45, 64) und/oder der Messeinheit (36, 43, 53, 58) ausgebildet wird, wobei die Messwerte und/oder Kennwerte an die Nutzereinheit übermittelt und ausgegeben werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verarbeitungseinrichtung (37, 49) oder die Auswerteeinheit (39, 45, 64) einen zeitlichen Verlauf der Messwerte und/oder Kennwerte auswertet und einen Verschleißzustand des Stromabnehmers (10, 33) und/oder der Oberleitung unter Berücksichtigung einer für den Verschleiß relevanten zeitabhängigen Komponente und/oder einer messgrößenabhängigen Komponente bestimmt. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels der Sensoreinrichtung (46) eine Schwingung der Schleifleiste (14, 17, 27) erfasst wird, wobei die Verarbeitungseinrichtung (37, 49) oder die Auswerteeinheit (39, 45, 64) einen Verschleißzustand der Schleifleiste und/oder der Oberleitung bestimmt. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verarbeitungseinrichtung (37, 49) oder die Auswerteeinheit (39, 45, 64) als einen Betriebszustand einen Lichtbogen an der Schleifleiste (14, 17, 27) und/oder dem Fahrdraht (16, 25, 35), einen Zickzack-Verlauf des Fahrdrahts, eine Vereisung des Fahrdrahts und/oder Fehlstellen des Fahrdrahts bestimmt. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verarbeitungseinrichtung (37, 49) oder die Auswerteeinheit (39, 45, 64) eine Musteranalyse oder statistische Auswertung der über einen Zeitraum gespeicherten Messwerte und/oder Kennwerte durchführt und aus der Musteranalyse oder der statistischen Auswertung eine Kennzahl ableitet. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verarbeitungseinrichtung (37, 49) oder die Auswerteeinheit (39, 45, 64) die Messwerte unterschiedlicher Sensoren (47, 48) und/oder Kennwerte zueinander in Beziehung setzt und funktionale Abhängigkeiten der Messwerte und/oder Kennwerte mittels künstlicher Intelligenz ableitet. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels eines Positionssensors der Sensoreinrichtung (46) eine Ortsposition des Stromabnehmers (10, 33) bestimmt wird, wobei die Ortsposition den Kennwerten oder den Messwerten eines weiteren Sensors (47, 48) der Sensoreinrichtung zugeordnet wird, wobei die Auswerteeinheit (39, 45, 64) einen Zustand der Oberleitung bestimmt. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auswerteeinheit (39, 45, 64) ein Datenmodell der Oberleitung entlang zumindest eines Streckenabschnitts eines Fahrwegs (26) des Schienenfahrzeugs (31) erstellt, wobei das Datenmodell eine Vielzahl von unterschiedlichen Ortspositionen des Streckenabschnitts mit jeweils zugeordneten Messwerten und/oder Kennwerten umfasst. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Anpassung des Datenmodells durch eine kontinuierliche und wiederholte Erfassung von Messwerten und/oder Kennwerten bei Fahrten des Schienenfahrzeugs (31) entlang des Streckenabschnitts erfolgt. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Messeinheit (36, 43, 53, 58) verwendet wird, die unabhängig von dem Schienenfahrzeug (31) an dem Stromabnehmer (10, 33) ausgebildet ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kennwert während eines Fährbetriebs des Schienenfahrzeugs (3 1 ) bestimmt wird, wenn die Schleifleiste ( 14, 17, 27) an dem Fahrdraht ( 16, 25, 35) anliegt, wobei alternativ oder ergänzend der Kennwert während eines Standbetriebs des Schienenfahrzeugs bestimmt wird, wobei die Schleifleiste in einer Ruheposition positioniert wird oder zwischen einer Kontaktposition an dem Fahrdraht und der Ruheposition am Schienenfahrzeug bewegt wird. Stromabnehmer ( 10, 33), wobei der Stromabnehmer auf einem Dach ( 1 1 , 34) eines Schienenfahrzeugs (3 1 ) anordbar ist und zur Energieübertragung von einem Fahrdraht (16, 25, 35) einer Oberleitung auf das Schienenfahrzeug dient, wobei der Stromabnehmer eine Positioniervorrichtung ( 13 , 56) mit einer daran angeordneten Schleiflei ste ( 14, 17, 27) umfasst, wobei die Positioniervorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Schleifleiste mittels der Positioniervorrichtung relativ zu dem Fahrdraht bewegbar und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit einer Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen den Fahrdraht drückbar ist, wobei die Positioniervorrichtung eine Antriebeinrichtung und eine Federeinrichtung aufweist, mittel s der die Andruckkraft auf die Schleifleiste ausbildbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Stromabnehmer eine Messeinheit (36, 43 , 53 , 58) mit einer Messvorrichtung (38, 44, 59) aufweist, wobei zumindest zwei Sensoren (47, 48) einer Sensoreinrichtung (46) der Messvorrichtung an der Positioniervorrichtung und/oder der Schleifleiste angeordnet sind, wobei in der Schleifkontaktlage mittels der Sensoren j eweils Messwerte erfassbar sind, wobei mittels einer Verarbeitungseinrichtung (37, 49) der Messvorrichtung die Messwerte verarbeitbar sind, wobei mittels der Verarbeitungseinrichtung die Messwerte zueinander in Beziehung setzbar und ein einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Oberleitung beschreibender Kennwert bestimmbar ist. Überwachungssystem (30) mit einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen (3 1 ) mit j eweils zumindest einem Stromabnehmer ( 10, 33) nach Anspruch 24, wobei das Überwachungssystem eine Auswerteinheit (39, 45, 64) zur Verarbeitung von Messwerten und/oder Kennwerten der Messeinheiten (36, 43 , 53 , 58) mehrerer Stromabnehmer umfasst.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12518611B2 (en) * 2022-05-16 2026-01-06 Transportation Ip Holdings, Llc Wear indicator system
DE102023201395A1 (de) * 2023-02-17 2024-08-22 Siemens Mobility GmbH Sensorbasierte Detektion eines Fahrdrahts einer Oberleitung
DE102023204620A1 (de) 2023-05-17 2024-11-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Ermitteln einer Zustandsinformation bezüglich eines Zustands eines Stromabnehmers eines Schienenfahrzeugs und/oder einer elektrisch mit dem Schienenfahrzeug verbundenen Oberleitung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19725906C1 (de) * 1997-06-13 1999-02-18 Abb Daimler Benz Transp Einrichtung zur Messung der Anpreßkraft an einem Stromabnehmer
JP3888750B2 (ja) * 1997-10-30 2007-03-07 東海旅客鉄道株式会社 パンタグラフの接触力の測定方法
JP4954733B2 (ja) * 2007-01-30 2012-06-20 公益財団法人鉄道総合技術研究所 パンタグラフの接触力測定方法及び接触力測定装置
DE102013207271A1 (de) 2013-04-22 2014-10-23 Schunk Bahn- Und Industrietechnik Gmbh Schleifleiste, Verschleißerkennungssystem und Verfahren zur Verschleißerkennung
KR102032459B1 (ko) * 2017-07-03 2019-10-15 한국철도기술연구원 전기철도차량 팬터그래프 모니터링 장치 및 방법
SE541871C2 (en) * 2017-12-12 2020-01-02 Railway Metrics And Dynamics Sweden Ab Detection of maintenance status for a pantograph
KR102276634B1 (ko) * 2020-09-15 2021-07-13 엠아이엠테크 주식회사 차상 설치식 전동차 팬터그래프 이상 검지 시스템 및 그의 처리 방법

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