WO2022188972A1 - Stromabnehmer und verfahren zum betrieb - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a current collector and a method for
  • a current collector for transferring energy from a conductor rail to a rail vehicle
  • the current collector comprising a pressure device with a collector piece which forms a sliding contact surface, with a rocker unit with a pivoting rocker and a spring device of the pressure device exerting a pressure force on the the rocker-arranged contact strip is formed, the contact strip being moved relative to a busbar by means of the rocker unit and being pressed against the busbar in a sliding contact position with the pressing force to form a sliding contact.
  • pantographs and methods are well known from the prior art and are regularly used on rail vehicles for the transmission of electrical energy from a conductor rail to a rail vehicle.
  • the conductor rail is usually arranged in the area of the running rails and is also referred to as the so-called third rail.
  • a contact strip is arranged on a rocker or on a guide made up of joints, which is used to fasten and move the contact strip relative to the conductor rail. By means of this mechanical suspension of the contact strip, the contact strip can be pressed onto a sliding contact surface of the conductor rail with a defined pressing force.
  • busbars or current collectors in which the contact strip is pressed onto an upper side of the busbar, onto an underside of the busbar or onto a side surface of the busbar.
  • the contact strip is contacted by the contact strip moving up or down onto the contact rail via a run-up ramp with the contact rail, with the rocker or rocker or articulated guide then being pushed back via the contact strip and the required contact pressure is thus applied by the spring device.
  • the spring device can be designed as a mechanical rotary, screw or rubber spring.
  • the spring device also compensates for movements of the rail vehicle and a changing course of the conductor rail.
  • a relative distance between the current collector and the conductor rail can be variable. For example, in the area of switches or connecting pieces, there are ramps for the
  • Contact strip provided or paragraphs with several centimeters height difference are located. These track sections are regularly traveled through by rail vehicles at a comparatively high speed, which causes a strong impact on the respective contact strip, in particular due to shoulders in the conductor rail. In this case, the contact strip can also lift off the conductor rail and jump on the conductor rail due to vibration, as a result of which a material of the contact strip is heavily stressed. The contact strip itself or the rocker can also be excited to oscillate with the spring device. When the contact strip is lifted off the conductor rail, an arc can occur, as a result of which the energy requirement of the rail vehicle is increased. In addition, the mechanical suspension of the contact strip is subject to greater stress. The contact strip is also worn out by electrical erosion. Overall, this results in increased effort for maintenance of the current collector and replacement of the contact strip. Such current collectors are known, for example, from DE 10 2009 054 484 B4 and US 2013/0081915 A1.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a method for operating a current collector and a current collector and a monitoring system with a current collector which enables improved operation.
  • a current collector which comprises a pressure device with a contact strip which forms a sliding contact surface, with a rocker unit having a pivotable rocker and a spring device of the pressure device a pressure force is exerted on the contact strip arranged on the rocker, with the contact strip being moved relative to a conductor rail by means of the rocker unit and being pressed into a sliding contact position against the conductor rail with the pressure force in order to form a sliding contact, with the current collector comprising a measuring unit with a measuring device , wherein at least one sensor of a sensor device of the measuring device is arranged on the pressure device and/or adjacent to the pressure device, with the sensor device measuring a measured value of And jerk device is detected, using a processing device of the measuring device
  • the rocker unit of the pressure device is designed to be rotatable, so that the unloaded rocker with the contact strip attached to it can be brought from an end position to the sliding contact position on the busbar, forming a pressure force.
  • the pressing force is applied by the spring device. Accordingly, the rocker unit alone enables a movement of the contact piece or the rocker between the sliding contact position and the end position.
  • the rocker can be pivoted on a simple pivot or be formed from several joints, which are each mounted at a pivot point in turn.
  • the spring device can have a mechanical, pneumatic or hydraulic spring element which is suitable for applying the pressing force.
  • the current collector comprises a measuring unit with a measuring device, which in turn has a sensor device with at least one sensor.
  • the sensor is arranged on the pressure device or the rocker or the contact strip and/or adjacent to the pressure device or as close as possible to the rocker or the contact strip.
  • a measured value of the pressing device or the rocker or the contact strip is recorded by means of the sensor device or the sensor.
  • This measured value is a physical measured variable that has a direct operative relationship with the pressure device and can be changed during operation of the pantograph.
  • the measured value or the measured variable measured with the sensor is now processed by means of the processing device and a characteristic value is determined which is suitable for describing an operating state of the pantograph and/or the conductor rail.
  • the characteristic value can be a parameterized value, a characteristic, a key figure or a data record.
  • the characteristic value can also be contained within a data record be.
  • the processing device is therefore formed by 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.
  • the processing device determines the parameter that is suitable for describing the operating state of the pantograph, it is possible to determine the operating state of the pantograph, to monitor the pantograph and/or to influence the operating state of the pantograph. Since the operating state of the pantograph is also very significantly dependent on a condition or an operating state of the busbar, the characteristic value can also describe the operating state of the busbar. For example, the operating state can be a state of wear, so that it is then possible to make a statement about the state of wear based on the characteristic value. Overall, maintenance of the pantograph and the conductor rail can be carried out in a more targeted manner without having to comply with regular maintenance intervals. In addition, the operating state could also be changed, for example by adjusting the contact pressure. All in all, it is thus possible to operate a pantograph or a conductor rail more cost-effectively and thus to operate a rail vehicle more economically.
  • An angular position of the rocker unit, acceleration, frequency, temperature, illuminance, force, current, voltage, electrical resistance, distance, mass, air pressure and/or a Ortspositi be recorded and processed continuously or discontinuously.
  • a deflection of the rocker relative to the rail vehicle can be measured at a pivot point of the rocker.
  • a rotary potentiometer at the pivot point or another suitable sensor can be used for this purpose, for example.
  • a temperature can be measured with a temperature sensor on the pressure device or directly on the rocker or the contact strip, so that it can be determined, for example, whether there is a risk of the conductor rail icing up.
  • the lighting intensity can be measured with an optical sensor or also a camera, which then forms the sensor. This means that irregularities on the surface of the busbar or arcs can be detected, for example.
  • a force can be determined by means of a strain gauge, a force sensor, a pressure sensor or the like. For example, a pressing force can then be measured.
  • a current strength or a voltage can be measured with an ammeter or a voltmeter as a sensor.
  • a resistance can be determined from current and voltage and be a measure of contact quality, as well as provide information about the wear condition of the collector shoe. For example, a quality of energy transmission between contact strip and conductor rail 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 to apply the contact pressure.
  • a location of the current collector can easily be determined by a satellite navigation system, such as GPS.
  • the measured value or the measured values can be determined or processed continuously or continuously. It is also possible to record and process the measured value(s) discontinuously, for example at specified times or on specific occasions.
  • at least one acceleration sensor is used as a sensor, which can then be arranged on the collector shoe and/or the rocker unit.
  • the acceleration sensor or vibration sensor can be used to measure a natural frequency and/or resonance frequency of the rocker unit or of the entire pantograph.
  • a movement of the contact strip on the busbar can be detected by means of the acceleration sensor, it then being possible to draw conclusions about the shape of the busbar from the movement. For example, a shoulder in the course of the busbar that can cause the collector shoe to lift off the busbar can be easily determined. Special measurement runs or on-site inspections of the busbar to determine such defects are then no longer necessary.
  • a change in the contact strip as a result of wear or abrasion on the conductor rail causes a change in the natural frequency and/or resonant frequency of the contact strip.
  • This can result in a difference between a new and a worn collector shoe.
  • the processing device can derive a change in the contact strip from a change in the natural frequency and/or resonant frequency of the contact strip.
  • natural frequencies and/or resonant frequencies of new and worn contact strips could be stored in the processing device, with the processing device being able to carry out a comparison and determine a state of wear or consumption of the contact strip without further calculations. This wear can then be output in the form of a characteristic value.
  • breakage or deformation of the contact strip can be easily determined.
  • the processing device can record and store the measured values from sensors and/or the characteristic values at regular time 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. Alternatively, it is possible a continuous ie provide for continuous recording and storage. By storing 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, with the determination of the characteristic value(s) only being able to be carried out during maintenance of the rail vehicle in a depot. For example, a state of a conductor rail along a route of travel of the rail vehicle can be determined in this way after a journey.
  • An actuator for actuating the rocker unit can be controlled by means of a control device of the measuring device, wherein the actuation of the rocker unit can be regulated by means of a control device of the control device according to a measured value and/or a characteristic value.
  • the pressure device can include the actuator, which can be connected to the rocker unit or rocker in such a way that a linear movement of the actuator can cause the rocker unit to pivot between a 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. 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.
  • 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 rocker unit. If, for example, the processing device detects a break in the contact strip, the rocker 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 of the rocker and a movement of the rocker.
  • the processing device can, for example, output a parameter to the control device after the contact strip is accelerated away from the conductor rail, in which case the control device can then use the control device or the actuator to apply a counterforce to the seesaw, which prevents lifting.
  • the pressing force can then also be comparatively reduced if improved electrical contact with the busbar 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.
  • the evaluation device can be used to display or output a result of an evaluation by an operator.
  • 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. In principle, 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, with the evaluation unit and/or the control device being arranged at a spatial distance from the measuring unit or in the measuring unit can be integrated. If the control device or the evaluation unit is integrated in the measuring unit, the data connection can simply be in the form of a line connection. It is then also possible to install parts of the measuring device, such as the processing device and the control device as well as the evaluation unit, at another location on the rail vehicle, for example on a driver's stand. When the measured values and/or characteristic values are transmitted, 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 specific states and events, with which operation of the pantograph and the power rail or the rail vehicle can be optimized.
  • the data connection can be established via an external data network.
  • the data connection can be configured individually or in combination via a cellular 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 outside the rail vehicle, far away from the rail vehicle, in a stationary manner, for example in a building. In particular, this makes it possible for the pantograph to function on the To monitor rail vehicle and / or to control without this task having to be performed by a person on the rail vehicle itself.
  • 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.
  • This 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.
  • the evaluation unit can be formed, for example, by a server with software that transmits the information contained in the database of the evaluation unit 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 busbar, 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 approximately determined at what point in time, for example, a collector shoe is likely to be worn out. This makes it possible
  • Maintenance interval for the pantograph to be precisely defined and timed to optimize.
  • the chronological progression can also be used to determine the point in time at which certain events occurred. If events occur repeatedly, a system can be derived from this. For example, poorer electrical contact or increased wear can be determined when driving on a specific route section.
  • Vibration of the contact strip can be detected by means of the sensor device, with the processing device being able to determine a natural frequency and/or a resonant frequency of the contact strip and/or the rocker unit, with the processing device or the evaluation unit being able to determine the state of wear of the contact strip.
  • a shape in particular a height of the contact strip, can be changed, with the change in shape being able to change the natural frequency and/or the resonant frequency of the contact strip.
  • a degree of wear of the collector shoe and/or the rocker unit can be determined by means of the processing device from the natural frequency and/or the resonance frequency.
  • the natural frequency and/or the resonant frequency changes with increasing abrasion of the material of the contact strip or a component of the rocker unit, this change can be used to draw conclusions about the degree of wear of the contact strip and/or the rocker unit. 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 processing device or the evaluation unit can carry out a pattern analysis of the measured values and/or characteristic values stored over a period of time and derive a key figure from the pattern analysis. It can also be provided to carry out the pattern analysis using artificial intelligence.
  • the processing device or the evaluation unit can relate the measured values of different sensors and/or characteristic values to one another and determine functional dependencies. of the measured values and/or characteristic values. 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 busbar is iced up.
  • a number of other operating states and events as a result of functional dependencies can also be recognized and interpreted, for example ramp ascents along a conductor rail and their relative position, their gradient and number, lifting of the contact strip from the conductor rail and possibly sparks or arcing, wear of the contact strip as a result of mechanical friction on the conductor rail 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, a wear rate depending on driving behavior , such as acceleration or stall current load, damage and/or position deviations from the busbar, 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 nd wear components of the pantograph, such as bearings,
  • Joints, structural elements, a loss 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 accordingly to these states and events mentioned above by way of example, by means of maintenance measures, an adaptation of the driving behavior of the rail vehicle, or other suitable measures.
  • a position sensor of the sensor device can be used to determine a location of the current collector, with the location being able to be assigned to the characteristic values, with the evaluation unit being able to determine a state of wear on the conductor rail.
  • 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 measured value of another sensor of the sensor device was recorded. In this way, the relevant location can be assigned to an event or measured value.
  • the evaluation unit to determine the state of wear of the busbar, for example by evaluating vibrations of the current collector or the rocker unit along the busbar.
  • the rocker unit can have a different vibration behavior when the conductor rail is heavily worn.
  • Paragraphs, dips and ramps on the conductor rail 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 process characteristic values from measuring units of several pantographs. In this way, the evaluation unit can process characteristic values of a number of pantographs arranged on a single rail vehicle. By comparing the characteristic values of the pantographs, the accuracy of a measurement or a monitoring can be further increased. In addition, characteristic values of pantographs that are arranged on different rail vehicles can be processed with the evaluation unit. This also allows an accuracy speed of measurements and monitoring of the rail vehicles or the respective busbars can be significantly improved. Among other things, 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 the operating costs.
  • the current collector according to the invention for transferring energy from a conductor rail to a rail vehicle comprises a pressure device with a contact strip which forms a sliding contact surface, the pressure device comprising a rocker unit for generating a pressure force with a pivoted rocker and a spring device, the contact strip being arranged on the rocker whereby the pressing device is designed in such a way that the contact strip can be moved relative to a busbar by means of the rocker unit and can be pressed against the busbar with a pressing force in a sliding contact position to form a sliding contact, with the current collector comprising a measuring unit with a measuring device, with at least one A sensor of a sensor device of the measuring device is arranged on the pressure device and/or adjacent to the pressure device, with a measured value of the pressure device being detectable by means of the sensor device is, the measured value being able to
  • the monitoring system according to the invention comprises at least one rail vehicle with at least one pantograph according to the invention.
  • the monitoring system can include a plurality of measuring units and an evaluation unit for processing measured values and/or characteristic values of the measuring units of a number of pantographs. As already described above, this makes it possible to monitor multiple current collectors of a rail vehicle or multiple rail vehicles with current collectors or to control the relevant current collectors with a single evaluation unit.
  • the monitoring system can consequently include a plurality of rail vehicles, each with at least one pantograph. It can also be provided that the rail vehicles each have a plurality of current collectors. Further advantageous embodiments of a monitoring system result from the feature descriptions of the subclaims referring back to the method claim 1 .
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a current collector on a
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a current collector on a rail vehicle in a side view
  • 3 shows a schematic representation of a first embodiment of a measuring unit
  • 4 shows a schematic representation of a second embodiment of a measuring unit
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a monitoring system.
  • the current collector 10 comprises a carrier device 13 and a pressure device 14 with a contact strip 15.
  • the carrier device 13 is used to attach the current collector 10 to the Vehicle not shown here.
  • the contact strip 15 is connected to the pressure device 14 and is located on the conductor rail 12 in a sliding contact position shown here. A sliding contact surface 16 of the sliding piece 15 then rests on a surface 17 of the busbar 12, so that an electrical contact is made between the current collector 10 and the busbar 12.
  • the pressure device 14 presses the collector shoe 15 with a pressure force against the conductor rail 12 , the pressure device 14 comprising a rocker unit 18 with a rocker 19 designed to pivot and a spring device 20 .
  • the spring device 20 is connected to the carrier device 13 .
  • the spring device 20 is formed from a spring, not shown in detail, which causes the pressing force.
  • the spring device 20 also includes an actuator 21 by means of which the rocker 19 can be actuated or pivoted.
  • the rocker 19 is rotatably mounted on a swivel joint 22 .
  • the grinding piece 15 is attached to a distal end 23 of the rocker 19 .
  • a sensor 24 shown here schematically arranged is formed by an acceleration sensor 25 .
  • the sensor 24 is part of a sensor device of a measuring unit, not shown in detail here. With the acceleration sensor 25 Vibrations of the rocker 19 and the collector shoe 15 or corresponding measured values can be recorded.
  • Fig. 2 shows a current collector 26 with a conductor rail 27, in which case, in contrast to the current collector and the conductor rail from Fig. 1, a contact strip 28 is arranged on a rocker 29 in such a way that the conductor rail 27 is in contact with the contact strip 28 from below .
  • a spring device 30 of a pressure device 31 therefore acts in an opposite direction.
  • a sensor 32 is also provided here, with which an angular position of an angle a of the rocker 29 relative to a vertical attachment plane 33 of the pantograph 26 is measured. Information about a relative position of the conductor rail 27 to the rail vehicle can thus be determined via a measured value or a measured angle.
  • the sensor 32 is part of a sensor device of a measuring unit, not shown in detail.
  • the measuring unit 34 is formed from a measuring device 35 and also includes an evaluation unit 36.
  • the measuring device 35 in turn includes a sensor device 37 with a plurality of sensors 38 and a Processing device 39.
  • a supply device 40 is provided, by means of which the measuring device 35 is supplied with electrical energy.
  • the supply device 40 can be an energy store, a generator or an external energy supply, for example via a rail vehicle or a power rail.
  • the evaluation unit 36 has a database 41 and an evaluation device 42 and receives data or measured values and/or characteristic values from the processing device 39.
  • the processing device 39 receives measured values from the sensor 38 of the sensor device 37 and processes them.
  • the measured values relate to operating parameters or physical measured variables of a pressure device of a pantograph, not shown here, in the manner of the pantographs shown by way of example in FIGS.
  • the processing Processing device 39 processes the measured values in such a way that a characteristic value describing an operating state of the pantograph in question and/or a busbar is determined.
  • the characteristic values determined in each case are transmitted continuously or successively from the processing device 39 to the evaluation unit 36 and stored there in the database 41 or further processed or prepared with the evaluation device 42 .
  • FIG. 4 shows a further measuring unit 43 in which, in contrast to the measuring unit from FIG. 3 , the processing device 39 transmits data to a control device 44 .
  • the control device 44 is formed from a control device 45 and a rocker unit 46, with the control device 45 controlling an actuator of the rocker unit 46, not shown in detail here, as a function of the transmitted data.
  • a pressing force of a contact strip of a current collector which includes the rocker unit 46, is regulated in such a way that the contact strip is essentially prevented from being lifted off a conductor rail.
  • the monitoring system 47 can have a plurality of measuring units 48.
  • the measuring unit 48 has a measuring device 49 which includes a transmission device 50 .
  • the transmission device 50 receives data or measured values and/or characteristic values from the processing device 39 and transmits them to the control device 44.
  • An evaluation unit 54 with a database 55 and an evaluation device 56 is connected to the external data network 51 via a further data connection 53 and exchanges data or measured values and/or characteristic values with the transmission device 50 via the external data network 51 .
  • a user unit 58 is provided, which is connected to the external data network 51 by a further data connection 59 .
  • the user unit 59 can thus exchange data with the evaluation unit 54, ie data from the measuring units 48 processed by the evaluation unit 54 can be output or displayed via the user unit 58 and made available for further use.
  • the user unit 58 can also be directly connected to the evaluation unit 54 via a direct data connection 60 . Overall, it is thus possible to obtain measured values via sensors 38 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 44 .
  • this data can be transferred via the external data network 51, for example the Internet, to the evaluation unit 54 for storage and evaluation. Functional relationships of the data can thus be used, evaluated and interpreted. The results of these evaluations can be made available to an end user via the user unit 58 .

Landscapes

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  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Stromabnehmers sowie einen Stromabnehmer (10) zur Energieübertragung von einer Stromschiene (12) auf ein Schienenfahrzeug, wobei der Stromabnehmer ein Andruckvorrichtung (14) mit einem Schleifstück (15) umfasst, welches eine Schleifkontaktfläche (16) ausbildet, wobei mittels einer Wippeneinheit (18) mit einer schwenkbar ausgebildeten Wippe (19) und einer Federeinrichtung (20) der Andruckvorrichtung eine Andruckkraft auf das an der Wippe angeordnete Schleifstück ausgebildet wird, wobei mittels der Wippeneinheit das Schleifstück relativ zu einer Stromschiene bewegt und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit der Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen die Stromschiene gedrückt wird, wobei der Stromabnehmer eine Messeinheit mit einer Messvorrichtung umfasst, wobei zumindest ein Sensor (24) einer Sensoreinrichtung der Messvorrichtung an der Andruckvorrichtung und/oder benachbart der Andruckvorrichtung angeordnet ist, wobei mittels der Sensoreinrichtung ein Messwert der Andruckvorrichtung erfasst wird, wobei mittels einer Verarbeitungseinrichtung der Messvorrichtung der Messwert verarbeitet und ein einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Stromschiene beschreibender Kennwert bestimmt wird.

Description

Stromabnehmer und Verfahren zum Betrieb Die Erfindung betrifft einen Stromabnehmer und ein Verfahren zum
Betrieb eines Stromabnehmers zur Energieübertragung von einer Strom schiene auf ein Schienenfahrzeug, wobei der Stromabnehmer eine An druckvorrichtung mit einem Schleifstück umfasst, welches eine Schleif kontaktfläche ausbildet, wobei mittels einer Wippeneinheit mit einer schwenkbar ausgebildeten Wippe und einer Federeinrichtung der An druckvorrichtung eine Andruckkraft auf das an der Wippe angeordnete Schleifstück ausgebildet wird, wobei mittels der Wippeneinheit das Schleifstück relativ zu einer Stromschiene bewegt und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit der Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen die Stromschiene gedrückt wird.
Derartige Stromabnehmer und Verfahren sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und werden regelmäßig an Schienenfahrzeugen zur Übertragung elektrischer Energie von einer Stromschiene auf ein Schie nenfahrzeug verwendet. Die Stromschiene ist üblicherweise im Bereich der Fahrschienen angeordnet und wird auch als sogenannte dritte Schiene bezeichnet. Bei den bekannten Stromabnehmern ist ein Schleifstück an einer Schwinge oder einer aus Gelenken gebildeten Führung angeordnet, welche zur Befestigung und Bewegung des Schleifstücks relativ zu der Stromschiene dient. Mittels dieser mechanischen Aufhängung des Schleifstücks kann das Schleifstück mit einer definierten Andruckkraft auf eine Schleifkontaktfläche der Stromschiene gedrückt werden. Hierbei wird zwischen Stromschienen bzw. Stromabnehmern unterschieden bei denen das Schleifstück auf eine Oberseite der Stromschiene, an eine Unterseite der Stromschiene oder an eine Seitenfläche der Stromschiene gedrückt wird. Das Schleifstück wird durch ein Auf- oder Anfahren des Schleifstücks auf die Stromschiene über eine Anlauframpe mit der Stromschiene kontaktiert, wobei die Schwinge bzw. Wippe oder Gelenk führung dann über das Schleifstück zurückgedrückt und so die erforderli che Andruckkraft von der Federeinrichtung aufgebracht wird. Die Feder einrichtung kann als eine mechanische Dreh-, Schrauben- oder Gummife der ausgebildet sein. Die Federeinrichtung gleicht auch Bewegungen des Schienenfahrzeugs sowie einen sich verändernden Verlauf der Stromschiene aus. Je nach Montageposition am Schienenfahrzeug kann in Abhängigkeit einer Beladesituation des Schienenfahrzeugs ein Relativabstand von Stromab nehmer und Stromschiene veränderlich sein. Beispielsweise im Bereich von Weichen oder Verbindungsstücken sind Anlauframpen für das
Schleifstück vorgesehen bzw. können sich Absätze mit mehreren Zenti metern Höhenunterschied befinden. Diese Fahrwegabschnitte werden regelmäßig von Schienenfahrzeugen mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit durchfahren, wodurch auf das jeweilige Schleifstück, insbesondere durch Absätze in der Stromschiene, ein starker Stoß be wirkt wird. Dabei kann das Schleifstück auch von der Stromschiene abheben und durch ein Nachschwingen auf der Stromschiene springen, wodurch ein Material des Schleifstücks stark beansprucht wird. Auch kann das Schleifstück selbst bzw. die Wippe mit der Federeinrichtung zum Schwingen angeregt werden. Beim Abheben des Schleifstücks von der Stromschiene kann ein Lichtbogen entstehen, in dessen Folge ein Energiebedarf des Schienenfahrzeugs erhöht ist. Darüber hinaus wird die mechanische Aufhängung des Schleifstücks stärker beansprucht. Auch wird das Schleifstück durch einen elektrischen Abbrand verschlissen. Hieraus ergibt sich insgesamt ein erhöhter Aufwand für eine Wartung des Stromabnehmers und einen Austausch des Schleifstücks. Derartige Stromabnehmer sind beispielsweise aus der DE 10 2009 054 484 B4 und der US 2013/0081915 Al bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Betrieb eines Stromabnehmers sowie einen Stromabnehmer und ein Überwachungssystem mit einem Stromabnehmer vorzuschlagen, das bzw. der einen verbesserten Betrieb ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 1, einen Stromabnehmer mit den Merkmalen des Anspruchs 17 und ein Überwachungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Stromabnehmers zur Energieübertragung von einer Stromschiene auf ein Schienenfahrzeug wird mit einem Stromabnehmer durchgeführt, welcher eine Andruckvor richtung mit einem Schleifstück umfasst, welches eine Schleifkontaktflä che ausbildet, wobei mittels einer Wippeneinheit mit einer schwenkbar ausgebildeten Wippe und einer Federeinrichtung der Andruckvorrichtung eine Andruckkraft auf das an der Wippe angeordnete Schleifstück ausge bildet wird, wobei mittels der Wippeneinheit das Schleifstück relativ zu einer Stromschiene bewegt und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit der Andruckkraft in eine Schleifkontaktlage gegen die Stromschiene gedrückt wird, wobei der Stromabnehmer eine Messeinheit mit einer Messvorrichtung umfasst, wobei zumindest ein Sensor einer Sensorein richtung der Messvorrichtung an der Andruckvorrichtung und/oder benachbart der Andruckvorrichtung angeordnet ist, wobei mittels der Sensoreinrichtung ein Messwert der Andruckvorrichtung erfasst wird, wobei mittels einer Verarbeitungseinrichtung der Messvorrichtung der Messwert verarbeitet und ein einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Stromschiene beschreibender Kennwert bestimmt wird.
Die Wippeneinheit der Andruckvorrichtung ist drehbeweglich ausgebil det, so dass die unbelastete Wippe mit dem daran befestigten Schleif stück von einer Endlage unter Ausbildung einer Andruckkraft in die Schleifkontaktlage an der Stromschiene gebracht werden kann. Die Andruckkraft wird dabei durch die Federeinrichtung aufgebracht. Die Wippeneinheit ermöglicht demnach alleine eine Bewegung des Schleif stücks bzw. der Wippe zwischen der Schleifkontaktlage und der Endlage. Die Wippe kann dabei an einem einfachen Drehgelenk schwenkbar gelagert sein oder auch aus mehreren Gelenken gebildet sein, die ihrer seits jeweils an einem Drehpunkt gelagert sind. Die Federeinrichtung kann ein mechanisches, pneumatisches oder hydraulisches Federelement aufweisen, welches geeignet ist, die Andruckkraft aufzubringen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nun vorgesehen, dass der Stromabnehmer eine Messeinheit mit einer Messvorrichtung umfasst, die ihrerseits eine Sensoreinrichtung mit zumindest einem Sensor aufweist. Der Sensor ist an der Andruckvorrichtung bzw. der Wippe oder dem Schleifstück und/oder benachbart der Andruckvorrichtung angeordnet bzw. möglichst in der Nähe der Wippe oder des Schleifstücks, ange bracht. Mittels der Sensoreinrichtung bzw. des Sensors wird ein Mess wert der Andruckvorrichtung bzw. der Wippe oder des Schleifstücks erfasst. Bei diesem Messwert handelt es sich um eine physikalische Messgröße die mit der Andruckvorrichtung in einer direkten Wirkbezie hung steht und während eines Betriebs des Stromabnehmers veränderlich ist. Mittels der Verarbeitungseinrichtung wird nun der mit dem Sensor gemessene Messwert bzw. die Messgröße verarbeitet und ein Kennwert bestimmt, der geeignet ist einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Stromschiene zu beschreiben. 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 Verarbei tungseinrichtung digitaltechnisch zu verarbeiten, um so einen digital weiterverarbeitbaren Kennwert zu erhalten. Die Verarbeitungseinrich tung ist daher durch zumindest eine digitale elektronische Schaltung ausgebildet, die analoge und/oder digitale Signale des Sensors verarbei ten 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 Betriebszustand des Stromabnehmers zu beschreiben, wird es möglich, den Betriebszustand des Stromabnehmers zu bestim men, den Stromabnehmer zu überwachen und/oder Einfluss auf den Betriebszustand des Stromabnehmers zu nehmen. Da der Betriebszustand des Stromabnehmers ganz wesentlich auch von einer Beschaffenheit bzw. einem Betriebszustand der Stromschiene abhängig ist, kann der Kennwert auch den Betriebszustand der Stromschiene beschreiben. Beispielsweise kann der Betriebszustand ein Verschleißzustand sein, so dass es dann möglich wird anhand des Kennwerts eine Aussage über den Verschleiß zustand zu treffen. Insgesamt kann so gezielter eine Wartung des Strom- abnehmers und der Stromschiene durchgeführt werden, ohne dass turnus mäßige Wartungsintervalle eingehalten werden müssten. Auch könnte darüber hinaus eine Änderung des Betriebszustandes vorgenommen werden, beispielsweise durch eine Anpassung der Andruckkraft. Insge samt wird es so möglich einen Stromabnehmer bzw. eine Stromschiene kostengünstiger, und damit ein Schienenfahrzeug insgesamt wirtschaftli cher zu betreiben.
So kann als ein Messwert eine Winkellage der Wippeneinheit, eine Beschleunigung, eine Frequenz, eine Temperatur, eine Beleuchtungsstär ke, eine Kraft, eine Stromstärke, eine Spannung, ein elektrischer Wider- stand, eine Distanz, eine Masse, ein Luftdruck und/oder eine Ortspositi on kontinuierlich oder diskontinuierlich erfasst und verarbeitet werden. Mit der Winkellage der Wippeneinheit kann eine Auslenkung der Wippe relativ bezogen auf das Schienenfahrzeug an einem Drehpunkt der Wippe gemessen werden. Dazu kann beispielsweise ein Drehpotentiometer an dem Drehpunkt oder ein anderer geeigneter Sensor verwendet werden. Eine Temperatur kann mit einem Temperatursensor an der Andruckvor richtung bzw. direkt an der Wippe oder dem Schleifstück gemessen werden, so dass beispielsweise festgestellt werden kann, ob die Gefahr einer Vereisung der Stromschiene besteht. Die Messung einer Beleuch tungsstärke kann mit einem optischen Sensor oder auch einer Kamera, die dann den Sensor ausbildet, erfolgen, dadurch können beispielsweise Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche der Stromschiene oder Lichtbögen festgestellt werden. Eine Kraft kann mittels eines Dehnungsmessstrei fens, eines Kraftsensors, eines Drucksensors oder dergleichen ermittelt werden. Beispielsweise kann dann eine Andruckkraft gemessen werden. Eine Stromstärke bzw. eine Spannung ist mit einem Amperemeter bzw. einem Voltmeter als ein Sensor messbar. Ein Widerstand kann aus Stromstärke und Spannung ermittelt werden und ein Maß für eine Kon taktgüte sein, sowie Auskunft über einen Verschleißzustand des Schleif stücks geben. Beispielsweise kann dann eine Qualität einer Energieüber- tragung zwischen Schleifstück und Stromschiene bestimmt werden. Die Masse kann ebenfalls mittels eines Kraftsensors ermittelt werden. Ein Luftdruck kann an einem Balg oder einem Druckzylinder zum Aufbrin gen der Andruckkraft gemessen werden. Eine Ortsposition des Stromab nehmers kann durch ein Satellitennavigationssystem, beispielsweise GPS, leicht ermittelt werden. Der Messwert bzw. die Messwerte können kontinuierlich bzw. fortlaufend ermittelt oder verarbeitet werden. Auch ist es möglich den bzw. die Messwerte diskontinuierlich zu erfassen und zu verarbeiten, beispielsweise zu festgelegten Zeitpunkten oder bei bestimmten Anlässen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn als ein Sensor zumindest ein Be schleunigungssensor verwendet wird, der dann an dem Schleifstück und/oder der Wippeneinheit angeordnet sein kann. Der Beschleunigungs- sensor bzw. Schwingungssensor kann zur Messung einer Eigenfrequenz und/oder Resonanzfrequenz der Wippeneinheit oder des gesamten Strom abnehmers verwendet werden. Beispielsweise kann mittels des Beschleu nigungssensors eine Bewegung des Schleifstücks an der Stromschiene detektiert werden, wobei dann aus der Bewegung Rückschlüsse auf eine Gestalt der Stromschiene gezogen werden können. So kann beispielswei se ein Absatz im Verlauf der Stromschiene, der ein Abheben des Schleif stücks von der Stromschiene bewirken kann, leicht ermittelt werden. Spezielle Messfahrten oder Vorort-Inspektionen der Stromschiene zur Ermittlung derartiger Fehlstellen sind dann nicht mehr erforderlich.
Weiter bewirkt eine Änderung des Schleifstücks in Folge von Verschleiß bzw. Abrieb an der Stromschiene eine Veränderung der Eigenfrequenz und/oder Resonanzfrequenz des Schleifstücks. Hieraus kann sich ein Unterschied zwischen einem neuen und einem verschlissenen Schleif- stück ergeben. Da das Schleifstück während der Fahrt des Schienenfahr zeugs regelmäßig mit der Stromschiene kontaktiert ist kann die Verarbei tungseinrichtung aus einer Veränderung der Eigenfrequenz und/oder Resonanzfrequenz des Schleifstücks eine Veränderung des Schleifstücks ableiten. Beispielsweise könnten in der Verarbeitungsvorrichtung Eigen- frequenzen und/oder Resonanzfrequenzen von neuen und verschlissenen Schleifstücken gespeichert sein, wobei die Verarbeitungsvorrichtung einen Vergleich durchführen und ohne weitere Berechnungen einen Verschleißzustand bzw. einen Verbrauch des Schleifstücks ermitteln kann. Dieser Verschleiß kann dann in Form des Kennwerts ausgegeben werden. Darüber hinaus kann ein Bruch oder eine Deformation des Schleifstücks einfach ermittelt werden.
Die Verarbeitungseinrichtung kann die Messwerte von Sensoren und/oder die Kennwerte in regelmäßigen Zeitabständen, bei einer Änderung oder kontinuierlich erfassen und speichern. Demnach kann vorgesehen sein, dass die Messwerte und/oder die Kennwerte nur dann erfasst und gespei chert 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 Spei chern der Messwerte und/oder Kennwerte wird es möglich eine Verarbei tung 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 Schienen fahrzeugs in einem Depot die Bestimmung des bzw. der Kennwerte durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann so ein Zustand einer Stromschiene entlang einer Fahrtstrecke des Schienenfahrzeugs nach einer Fahrt bestimmt werden.
Mittels eine Steuervorrichtung der Messvorrichtung kann ein Aktor zur Betätigung der Wippeneinheit gesteuert werden, wobei die Betätigung der Wippeneinheit mittels einer Regeleinrichtung der Steuervorrichtung nach einem Messwert und/oder einem Kennwert geregelt werden kann. Die Andruckvorrichtung kann den Aktor umfassen der an der Wippenein heit bzw. Wippe angeschlossen sein kann, derart, dass durch eine lineare Bewegung des Aktors ein Verschwenken der Wippeneinheit zwischen einer Schleifkontaktlage und einer Verwahrlage bewirkt werden kann.
Der Aktor kann beispielsweise durch einen linearen Antrieb, oder einen pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Zylinder 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. Die Steuervorrichtung kann nun von der Messvorrichtung Signale bzw. Messwerte und/oder Kennwerte übermittelt bekommen, und diese mittels der Regeleinrichtung zur Regelung der Wippeneinheit nutzen. Wird beispielsweise von der Verar beitungseinrichtung ein Bruch des Schleifstücks detektiert, kann mittels des Aktors die Wippe in eine Verwahrlage am Schienenfahrzeug ver- schwenkt 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, unab hängig von einer Winkellage der Wippe und einer Bewegung der Wippe. Somit kann dann auch ein Abheben des Schleifstücks von der Strom schiene oder ein Springen des Schleifstücks auf der Stromschiene in Folge von Unebenheiten der Stromschiene weitestgehend verhindert werden. Die Verarbeitungseinrichtung kann beispielsweise einen Kenn wert an die Steuervorrichtung ausgeben, nachdem das Schleifstück von der Stromschiene wegbeschleunigt wird, wobei die Steuervorrichtung dann über die Regeleinrichtung bzw. den Aktor auf die Wippe eine Gegenkraft bewirken kann, die ein Abheben verhindert. Gleichwohl wird es auch möglich, die Andruckkraft so zu regeln, dass kein übermäßiger Verschleiß des Schleifstücks in Folge einer erhöhten Andruckkraft erfolgt. Die Andruckkraft kann dann auch vergleichsweise vermindert werden, wenn ein verbesserter elektrischer Kontakt mit der Stromschiene 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 jedoch auch möglich die Verarbeitungseinrichtung in der Auswerteeinheit zu integrie ren und umgekehrt. Prinzipiell kann eine derartige Auswerteeinheit auch unabhängig von dem Stromabnehmer als eine Baugruppe des Schienen fahrzeugs vorhanden sein.
Mittels einer Übermittlungseinrichtung der Messvorrichtung können über eine Datenverbindung die Messwerte und/oder Kennwerte der Messvor- richtung zu der Auswerteeinheit und/oder der Steuervorrichtung übermit telt werden, wobei die Auswerteeinheit und/oder die Steuervorrichtung von der Messeinheit örtlich beabstandet angeordnet oder in der Messein heit integriert sein kann. Wenn die Steuervorrichtung bzw. die Auswerte einheit in der Messeinheit integriert ist kann die Datenverbindung einfach durch eine Leitungsverbindung ausgebildet sein. Dann ist es auch möglich Teile der Messvorrichtung, wie die Verarbeitungseinrich tung und die Steuervorrichtung sowie auch die Auswerteeinheit an anderer Stelle am Schienenfahrzeug zu verbauen, beispielsweise an einem Fahrstand. Bei der Übermittlung der Messwerte und/oder Kenn- werte kann ein Datenaustausch, beispielsweise auf Basis eines Übermitt lungsprotokolls, erfolgen. Die Datenverbindung kann kontinuierlich, in regelmäßigen Abständen oder ereignisbasiert hergestellt werden. Insge samt 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 Stromschiene bzw. des Schie nenfahrzeugs 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 ausgebil det 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. Insbesonde re 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.
Mittels einer Nutzereinheit kann eine Datenverbindung zu der Auswerte- einheit und/oder der Messeinheit ausgebildet werden, wobei die Mess werte und/oder Kennwerte an die Nutzereinheit übermittelt und ausgege ben 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 Daten austausch mit der Auswerteeinheit und/oder der Messeinheit hersteilen lässt. Der Datenaustausch kann beispielsweise über ein externes Daten netzwerk, wie das Internet, erfolgen. So könnten mit der Auswerteeinheit aufbereitete Daten bzw. mit der Auswertevorrichtung weiterverarbeitete Messwerte und/oder Kennwerte einem weiteren Nutzerkreis zur Verfü gung gestellt werden. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise durch einen Server mit einer Software ausgebildet sein, die die in der Daten bank 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 Stromschiene unter Berücksichtigung einer für den Verschleiß relevanten zeitabhängi gen Komponente und/oder einer messgrößenabhängigen Komponente bestimmen. So kann nicht nur eine Aussage über einen aktuellen Ver schleißzustand getroffen werden, sondern es kann auch näherungsweise bestimmt werden, zu welchem Zeitpunkt beispielsweise ein Schleifstück voraussichtlich verschlissen sein wird. Dadurch wird es möglich ein
Wartungsintervall für den Stromabnehmer genau festzulegen und zeitlich zu optimieren. Darüber hinaus kann über den zeitlichen Verlauf auch festgestellt werden, zu welchem Zeitpunkt bestimmte Ereignisse einge treten sind. Treten Ereignisse widerholt auf, kann hieraus eine Systema tik abgeleitet werden. Beispielsweise kann bei einem Befahren eines bestimmten Streckenabschnitts ein schlechterer elektrischer Kontakt oder ein erhöhter Verschleiß festgestellt werden.
Mittels der Sensoreinrichtung kann eine Schwingung des Schleifstücks erfasst werden, wobei die Verarbeitungseinrichtung eine Eigenfrequenz und/oder eine Resonanzfrequenz des Schleifstücks und/oder der Wippen einheit bestimmen kann, wobei die Verarbeitungseinrichtung oder die Auswerteeinheit einen Verschleißzustand des Schleifstücks bestimmen kann. Bei einem Verschleiß des Schleifstücks kann eine Gestalt, insbe sondere eine Höhe des Schleifstücks verändert werden, wobei die Verän derung der Gestalt die Eigenfrequenz und/oder die Resonanzfrequenz des Schleifstücks verändern kann. Mittels der Verarbeitungseinrichtung kann aus der Eigenfrequenz und/oder der Resonanzfrequenz ein Verschleiß grad des Schleifstücks und/oder der Wippeneinheit bestimmt werden. Wird die Eigenfrequenz und/oder die Resonanzfrequenz mit einem zunehmenden Abrieb von Material des Schleifstücks bzw. eines Bauteils der Wippeneinheit verändert, kann aus dieser Veränderung ein Rück schluss auf einen Verschleißgrad des Schleifstücks und/oder der Wippen einheit gezogen werden. So kann nicht nur festgestellt werden, ob das Schleifstück neu, oder vollständig verschlissen ist, sondern auch inwie weit das Schleifstück verbraucht ist.
Die Verarbeitungseinrichtung oder die Auswerteeinheit kann eine Mus teranalyse der über einen Zeitraum gespeicherten Messwerte und/oder Kennwerte durchführen und aus der Musteranalyse eine Kennzahl ablei ten. Es kann auch vorgesehen sein die Musteranalyse mittels künstlicher Intelligenz durchzuführen. Die Verarbeitungseinrichtung oder die Aus werteeinheit kann die Messwerte unterschiedlicher Sensoren und/oder Kennwerte zueinander in Beziehung setzen und funktionale Abhängigkei- ten der Messwerte und/oder Kennwerte ableiten. So können dann funk tionale Abhängigkeiten der Sensoren untereinander untersucht werden. Beispielsweise kann ein übertragener Strom in Bezug zu einer Tempera tur gesetzt und möglicherweise so festgestellt werden, dass eine Strom- schiene vereist ist. So können auch eine Reihe weiterer Betriebszustände und Ereignisse in Folge funktionaler Abhängigkeiten erkannt und inter pretiert werden, beispielsweise Rampenauffahrten entlang einer Strom schiene sowie deren Relativposition, deren Steigung und Anzahl, ein Abheben des Schleifstücks von der Stromschiene und gegebenenfalls eine Funken- bzw. Lichtbogenbildung, ein Verschleiß des Schleifstücks in Folge mechanischer Reibung auf der Stromschiene bzw. ein elektri scher Abbrand als Folge eines Anpressdrucks bzw. der Andruckkraft, insbesondere ein gemittelter Verschleiß über eine Strecke, Streckenab schnitte mit besonders hohem oder besonders niedrigem Verschleiß, eine Verschleißrate in Abhängigkeit eines Fahrverhaltens, wie beispielsweise Beschleunigung oder Stillstandsstrombelastung, Schäden und/oder Positionsabweichungen von der Stromschiene, eine Strombelastung, wie kurzzeitiger Überstrom, Kurzschlussstrom, Auslösen einer Schutzsiche rung oder eines Kurzschließers im Fehlerfall, ein Zustand von Ver- schleißkomponenten des Stromabnehmers, wie beispielsweise Lager,
Gelenke, strukturelle Elemente, ein Verlust des Schleifstücks, beispiels weise in Folge eines Aufpralls auf ein Hindernis, eine Position, Ge schwindigkeit, Beschleunigung und Fahrtrichtung des Schienenfahr zeugs. Auf diese zuvor beispielhaft genannten Zustände und Ereignisse kann entsprechend durch Instandhaltungsmaßnahmen, eine Anpassung des Fahrverhaltens des Schienenfahrzeugs oder andere geeignete Maß nahmen reagiert werden.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass mit der Verarbeitungseinrichtung oder der Auswerteeinheit Signale bzw. Messwerte von nicht dem Strom- abnehmer zugehörigen Sensoren und/oder Kennwerte mit Signalen bzw. Messwerten von den dem Stromabnehmer zugehörigen Sensoren und/oder Kennwerte zueinander in Beziehung setzt. Beispielsweise durch eine ergänzende Berücksichtigung von Signalen bzw. Messwerten und/oder Kennwerten von Sensoren eines Erdungskontakts, eines Dachstromabneh mers, einer Spurkranzschmierung, einer Wellenerdung, etc..
Mittels eines Positionssensors der Sensoreinrichtung kann eine Ortsposi tion des Stromabnehmers bestimmt werden, wobei die Ortsposition den Kennwerten zugeordnet werden kann, wobei die Auswerteeinheit einen Verschleißzustand der Stromschiene bestimmen kann. Der Positionssen sor 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 Messwert 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 Verschleißzustand der Stromschiene zu bestim men, beispielsweise über eine Auswertung von Schwingungen des Strom abnehmers bzw. der Wippeneinheit entlang der Stromschiene. So kann die Wippeneinheit ein verändertes Schwingungsverhalten aufweisen, wenn die Stromschiene stark verschlissen ist. Auch können Absätze, Einterbrechungen und Rampen an der Stromschiene 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 Kennwerte von Messeinheiten mehrere Strom abnehmer verarbeiten. So kann die Auswerteeinheit Kennwerte mehrerer an einem einzelnen Schienenfahrzeug angeordnete Stromabnehmer verarbeiten. Durch einen Vergleich der Kennwerte der Stromabnehmer kann eine Genauigkeit einer Messung bzw. einer Überwachung weiter erhöht werden. Darüber hinaus können mit der Auswerteeinheit Kenn werte von Stromabnehmern verarbeitet werden, die an unterschiedlichen Schienenfahrzeugen angeordnet sind. Auch hierdurch kann eine Genauig keit von Messungen und Überwachungen der Schienenfahrzeuge bzw. der jeweiligen Stromschienen wesentlich verbessert werden. Unter anderem kann so ein aktuelles und sich ständig veränderndes Zustandsbild über ein Streckennetz und die darauf verkehrenden Schienenfahrzeuge gewon nen werden. Eine daraus resultierende Optimierung eines Betriebszustan- des kann die Betriebskosten wesentlich verringern. Auch ist eine regel mäßige und häufige Überprüfung der Infrastruktur und der Schienenfahr zeuge nicht mehr vollumfänglich erforderlich und eine Fahrzeugsicher heit während eines Betriebes wird wesentlich erhöht. Auch kann auf eine Durchführung spezieller Messfahrten verzichtet werden. Der erfindungsgemäße Stromabnehmer zur Energieübertragung von einer Stromschiene auf ein Schienenfahrzeug umfasst eine Andruckvorrichtung mit einem Schleifstück, welches eine Schleifkontaktfläche ausbildet, wobei die Andruckvorrichtung eine Wippeneinheit zur Ausbildung einer Andruckkraft mit einer schwenkbar ausgebildeten Wippe und einer Federeinrichtung umfasst, wobei das Schleifstück an der Wippe angeord net ist, wobei die Andruckvorrichtung so ausgebildet ist, dass mittels der Wippeneinheit das Schleifstück relativ zu einer Stromschiene bewegbar und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit einer Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen die Stromschiene andrückbar ist, wobei der Stromabnehmer eine Messeinheit mit einer Messvorrichtung umfasst, wobei zumindest ein Sensor einer Sensoreinrichtung der Messvorrichtung an der Andruckvorrichtung und/oder benachbart der Andruckvorrichtung angeordnet ist, wobei mittels der Sensoreinrichtung ein Messwert der Andruckvorrichtung erfassbar ist, wobei mittels einer Verarbeitungsein- richtung der Messvorrichtung der Messwert verarbeitbar und ein einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Stromschiene be schreibender Kennwert bestimmbar ist. Die Vorteile des erfindungsgemä ßen Stromabnehmers betreffend wird auf die Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. Weitere vorteilhafte Ausfüh- rungsformen eines Stromabnehmers ergeben sich aus den Merkmalsbe schreibungen der auf den Verfahrensanspruch 1 rückbezogenen Unteran sprüche. Das erfindungsgemäße Überwachungssystem umfasst zumindest ein Schienenfahrzeug mit zumindest einem erfindungsgemäßen Stromabneh mer.
Das Überwachungssystem kann eine Mehrzahl von Messeinheiten und eine Auswerteeinheit zur Verarbeitung von Messwerten und/oder Kenn werten der Messeinheiten mehrerer Stromabnehmer umfassen. Wie zuvor bereits beschrieben wird es dadurch möglich mit einer einzelnen Auswer teeinheit mehrere Stromabnehmer eines Schienenfahrzeugs oder mehrere Schienenfahrzeuge mit Stromabnehmern zu überwachen bzw. die betref- fenden Stromabnehmer zu steuern.
Das Überwachungssystem kann folglich eine Mehrzahl von Schienenfahr zeugen mit jeweils zumindest einem Stromabnehmer umfassen. Auch kann vorgesehen sein, dass die Schienenfahrzeuge jeweils eine Mehrzahl von Stromabnehmern aufweisen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Überwachungssystems ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Verfahrensan spruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Stromabnehmers an einem
Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Stromabnehmers an ei nem Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht; Fig. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Messeinheit; Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungs form einer Messeinheit;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Überwachungssystems.
Die Fig. 1 zeigt einen Stromabnehmer 10 zwischen Rädern 11 eines hier nicht näher dargestellten Schienenfahrzeugs an einer Stromschiene 12. Der Stromabnehmer 10 umfasst eine Trägervorrichtung 13 und eine Andruckvorrichtung 14 mit einem Schleifstück 15. Die Trägervorrich tung 13 dient zur Befestigung des Stromabnehmers 10 an dem hier nicht näher dargestellten Fahrzeug. Das Schleifstück 15 ist mit der Andruck vorrichtung 14 verbunden und liegt an der Stromschiene 12 in einer hier dargestellten Schleifkontaktlage an. Eine Schleifkontaktfläche 16 des Schleifstücks 15 liegt dann auf einer Oberfläche 17 der Stromschiene 12 auf, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen Stromabnehmer 10 und Stromschiene 12 hergestellt ist.
Die Andruckvorrichtung 14 drückt das Schleifstück 15 mit einer An druckkraft gegen die Stromschiene 12, wobei die Andruckvorrichtung 14 eine Wippeneinheit 18 mit einer schwenkbar ausgebildeten Wippe 19 und einer Federeinrichtung 20 umfasst. Die Federeinrichtung 20 ist mit der Trägervorrichtung 13 verbunden. Die Federeinrichtung 20 ist aus einer nicht näher dargestellten Feder gebildet, die die Andruckkraft bewirkt. Weiter umfasst die Federeinrichtung 20 einen Aktor 21 mittels dem die Wippe 19 betätigbar ist bzw. verschwenkt werden kann. Die Wippe 19 ist an einem Drehgelenk 22 drehbeweglich gelagert. Das Schleifstück 15 ist an einem distalen Ende 23 der Wippe 19 befestigt. Durch eine Betätigung mittels des Aktors 21 ist es nun möglich die Wippe 19 so zu verschwen- ken, dass das Schleifstück 15 von der Stromschiene 12 entfernt und in eine im Wesentlichen vertikale Lage bzw. Verwahrlage verbracht wird. Weiter ist an der Wippe 19 ein hier schematisch dargestellter Sensor 24 angeordnet. Der Sensor 24 ist durch einen Beschleunigungssensor 25 ausgebildet. Der Sensor 24 ist Teil einer hier nicht näher dargestellten Sensoreinrichtung einer Messeinheit. Mit dem Beschleunigungssensor 25 können Schwingungen der Wippe 19 und des Schleifstücks 15 bzw. ent sprechende Messwerte erfasst werden.
Die Fig. 2 zeigt einen Stromabnehmer 26 mit einer Stromschiene 27, wobei hier im Unterschied zu dem Stromabnehmer und der Stromschiene aus Fig. 1 ein Schleifstück 28 so an einer Wippe 29 angeordnet ist, dass die Stromschiene 27 von unten mit dem Schleifstück 28 kontaktiert ist. Eine Federeinrichtung 30 einer Andruckvorrichtung 31 wirkt demnach in eine entgegengesetzte Richtung. Weiter ist hier ein Sensor 32 vorgese hen, mit dem eine Winkellage eines Winkels a der Wippe 29 relativ zu einer vertikalen Befestigungsebene 33 des Stromabnehmers 26 gemessen wird. Über einen Messwert bzw. einen gemessenen Winkel kann so eine Information über eine Relativlage der Stromschiene 27 zu dem Schienen fahrzeug ermittelt werden. Der Sensor 32 ist Teil einer nicht näher dargestellten Sensoreinrichtung einer Messeinheit.
Die Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungs form einer Messeinheit 34. Die Messeinheit 34 ist aus einer Messvorrich tung 35 gebildet und umfasst weiter eine Auswerteeinheit 36. Die Mess vorrichtung 35 umfasst ihrerseits eine Sensoreinrichtung 37 mit einer Mehrzahl von Sensoren 38 und eine Verarbeitungseinrichtung 39. Dar über hinaus ist eine Versorgungseinrichtung 40 vorgesehen mittels der die Messvorrichtung 35 mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Versorgungseinrichtung 40 kann ein Energiespeicher, ein Generator oder eine externe Energieversorgung, beispielsweise über ein Schienenfahr zeug oder eine Stromschiene, sein. Die Auswerteeinheit 36 weist eine Datenbank 41 und eine Auswertevorrichtung 42 auf und empfängt Daten bzw. Messwerte und/oder Kennwerte von der Verarbeitungseinrichtung 39. Die Verarbeitungseinrichtung 39 erhält Messwerte von dem Sensor 38 der Sensoreinrichtung 37 und verarbeitet diese. Die Messwerte betref fen Betriebsparameter bzw. physikalische Messgrößen einer Andruckvor richtung eines hier nicht dargestellten Stromabnehmers in Art der in den Fig. 1 und 2 beispielshaft dargestellten Stromabnehmer. Die Verarbei- tungseinrichtung 39 verarbeitet die Messwerte derart, dass ein einen Be triebszustand des betreffenden Stromabnehmers und/oder einer Strom schiene beschreibender Kennwert ermittelt wird. Die jeweils ermittelten Kennwerte werden fortlaufend oder sukzessive von der Verarbeitungsein richtung 39 an die Auswerteeinheit 36 übermittelt und dort in der Daten bank 41 gespeichert bzw. mit der Auswertevorrichtung 42 weiterverar beitet bzw. aufbereitet.
Die Fig. 4 zeigt eine weitere Messeinheit 43, bei der im Unterschied zur Messeinheit aus der Fig. 3 die Verarbeitungseinrichtung 39 Daten an eine Steuervorrichtung 44 übermittelt. Die Steuervorrichtung 44 ist aus einer Regeleinrichtung 45 und einer Wippeneinheit 46 gebildet, wobei die Regeleinrichtung 45 einen hier nicht näher dargestellten Aktor der Wippeneinheit 46 in Abhängigkeit der übermittelten Daten regelt. So wird mittels der Regeleinrichtung 45 eine Andruckkraft eines Schleif stücks eines Stromabnehmers, der die Wippeneinheit 46 umfasst, so geregelt, dass ein Abheben des Schleifstücks von einer Stromschiene im Wesentlichen verhindert wird.
Die Fig. 5 zeigt ein Überwachungssystem 47 mit einer Messeinheit 48. Das Überwachungssystem 47 kann eine Mehrzahl von Messeinheiten 48 aufweisen. Die Messeinheit 48 weist im Unterschied zu der Messeinheit aus Fig. 4 eine Messvorrichtung 49 auf, die eine Übermittlungseinrich tung 50 umfasst. Die Übermittlungseinrichtung 50 empfängt von der Verarbeitungseinrichtung 39 Daten bzw. Messwerte und/oder Kennwerte und übermittelt diese an die Steuervorrichtung 44. Weiter besteht zwi schen der Übermittlungseinrichtung 50 und einem externen Datennetz werk 51 eine Datenverbindung 52 mit der über Funksignale Messwerte und/oder Kennwerte übermittelt werden. Über eine weitere Datenverbin dung 53 ist eine Auswerteeinheit 54 mit einer Datenbank 55 und einer Auswertevorrichtung 56 an das externe Datennetzwerk 51 angeschlossen und tauscht über das externe Datennetzwerk 51 mit der Übermittlungs einrichtung 50 Daten bzw. Messwerte und/oder Kennwerte aus. Prinzipi- eil ist es auch möglich über eine direkte Datenverbindung 52 unter Um gehung des externen Datennetzwerks 51 diese Daten direkt auszutau schen. Darüber hinaus ist eine Nutzereinheit 58 vorgesehen, die mit einer weiteren Datenverbindung 59 mit dem externen Datennetzwerk 51 verbunden ist. Die Nutzereinheit 59 kann so Daten mit der Auswerteein heit 54 austauschen, d.h. von der Auswerteeinheit 54 aufbereitete Daten der Messeinheiten 48 können über die Nutzereinheit 58 ausgegeben bzw. dargestellt und zur weiteren Nutzung zur Verfügung gestellt werden. Die Nutzereinheit 58 kann auch über eine direkte Datenverbindung 60 mit der Auswerteeinheit 54 direkt verbunden sein. Insgesamt wird es so möglich über an hier nicht dargestellten Stromabnehmern befestigten Sensoren 38 Messwerte zu gewinnen und diese zur unmittelbaren Steue rung bzw. Regelung der jeweiligen Stromabnehmer mittels der Steuer vorrichtung 44 zu nutzen. Weiter können diese Daten über das externe Datennetzwerk 51, beispielsweise das Internet, an die Auswerteeinheit 54 zur Speicherung und Auswertung übergeben werden. Funktionale Zusammenhänge der Daten können so genutzt, ausgewertet und interpre tiert werden. Die Ergebnisse dieser Auswertungen können über die Nutzereinheit 58 einem Endanwender zur Verfügung gestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Stromabnehmers (10, 26) zur Energie übertragung von einer Stromschiene (12, 27) auf ein Schienenfahr- zeug, wobei der Stromabnehmer eine Andruckvorrichtung (14, 31) mit einem Schleifstück (15, 28) umfasst, welches eine Schleifkon taktfläche (16) ausbildet, wobei mittels einer Wippeneinheit (18, 46) mit einer schwenkbar ausgebildeten Wippe (19, 29) und einer Feder einrichtung (20, 30) der Andruckvorrichtung eine Andruckkraft auf das an der Wippe angeordnete Schleifstück ausgebildet wird, wobei mittels der Wippeneinheit das Schleifstück relativ zu einer Strom schiene bewegt und zur Ausbildung eines Schleifkontaktes mit der Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen die Stromschiene ge drückt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Stromabnehmer eine Messeinheit (34, 43, 48) mit einer Messvorrichtung (35, 49) umfasst, wobei zumindest ein Sensor (24, 32, 38) einer Sensoreinrichtung (37) der Messvorrichtung an der An druckvorrichtung und/oder benachbart der Andruckvorrichtung ange- ordnet ist, wobei mittels der Sensoreinrichtung ein Messwert der An druckvorrichtung erfasst wird, wobei mittels einer Verarbeitungsein richtung (39) der Messvorrichtung der Messwert verarbeitet und ein einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Stromschie ne beschreibender Kennwert bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass als ein Messwert eine Winkellage der Wippeneinheit (18, 46), eine Beschleunigung, eine Frequenz, eine Temperatur, eine Beleuch tungsstärke, eine Kraft, eine Stromstärke, eine Spannung, ein elektri scher Widerstand, eine Distanz, eine Masse, ein Luftdruck und/oder eine Ortsposition kontinuierlich oder diskontinuierlich erfasst und verarbeitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass als ein Sensor (24, 32, 38) zumindest ein Beschleunigungssensor (25) verwendet wird, der an dem Schleifstücks (15, 28) und/oder der Wippeneinheit (18, 46) angeordnet ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Verarbeitungseinrichtung (39) die Messwerte von Sensoren (24, 32, 38) und/oder die Kennwerte in regelmäßigen Zeitabständen, bei einer Änderung oder kontinuierlich erfasst und speichert.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass mittels einer Steuervorrichtung (44) der Messvorrichtung (43, 48) ein Aktor (21) zur Betätigung der Wippeneinheit (18, 46) gesteu- ert wird, wobei die Betätigung der Wippeneinheit mittels einer Rege leinrichtung (45) der Steuervorrichtung nach einem Messwert und/oder einem Kennwert geregelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Andruckkraft durch die Regeleinrichtung (45) in Abhängig keit der Messwerte und/oder Kennwerte geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Messvorrichtung (35, 49) die Messwerte und/oder Kennwerte an eine Auswerteeinheit (36, 54) übermittelt, wobei die Messwerte und/oder Kennwerte in einer Datenbank (41, 55) der Auswerteeinheit gespeichert und/oder mittels einer Auswertevorrichtung (42, 56) der
Auswerteeinheit weiter verarbeitet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass mittels einer Übermittlungseinrichtung (50) der Messvorrichtung (35, 49) über eine Datenverbindung (52) die Messwerte und/oder
Kennwerte der Messvorrichtung zu der Auswerteinheit (36, 54) und/oder der Steuervorrichtung (44) übermittelt werden, wobei die Auswerteeinheit und/oder die Steuervorrichtung von der Messeinheit örtlich beabstandet angeordnet oder in der Messeinheit integriert ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Datenverbindung (52, 53, 59) über ein externes Datennetz werk (51) ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass mittels einer Nutzereinheit (58) eine Datenverbindung (59) zu der Auswerteeinheit (36, 54) und/oder der Messeinheit (34, 48) aus- gebildet wird, wobei die Messwerte und/oder Kennwerte an die Nut zereinheit übermittelt und ausgegeben werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Verarbeitungseinrichtung (39) oder die Auswerteeinheit (36,
54) einen zeitlichen Verlauf der Messwerte und/oder Kennwerte aus wertet und einen Verschleißzustand des Stromabnehmers (10, 26) und/oder der Stromschiene (12, 27) unter Berücksichtigung einer für den Verschleiß relevanten zeitabhängigen Komponente und/oder ei- ner messgrößenabhängigen Komponente bestimmt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass mittels der Sensoreinrichtung (37) eine Schwingung des Schleif stücks (15, 28) erfasst wird, wobei die Verarbeitungseinrichtung (39) eine Eigenfrequenz und/oder eine Resonanzfrequenz des Schleif stücks und/oder der Wippeneinheit (18, 46) bestimmt, wobei die Ver arbeitungseinrichtung oder die Auswerteeinheit ( 36, 54) einen Ver schleißzustand des Schleifstücks bestimmt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Verarbeitungseinrichtung (39) oder die Auswerteeinheit (36, 54) eine Musteranalyse der über einen Zeitraum gespeicherten Mess werte und/oder Kennwerte durchführt und aus der Musteranalyse eine Kennzahl ableitet.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Verarbeitungseinrichtung (39) oder die Auswerteeinheit (36, 54) die Messwerte unterschiedlicher Sensoren (24, 32, 38) und/oder Kennwerte zueinander in Beziehung setzt und funktionale Abhängig keiten der Messwerte und/oder Kennwerte ableitet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass mittels eines Positionssensors der Sensoreinrichtung (37) eine
Ortsposition des Stromabnehmers (10, 26) bestimmt wird, wobei die Ortsposition den Kennwerten zugeordnet wird, wobei die Auswerte einheit (36, 54) einen Verschleißzustand der Stromschiene (12, 27) bestimmt.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass die Auswerteeinheit (36, 54) Kennwerte von Messeinheiten (34, 43, 48) mehrerer Stromabnehmer (10, 26)verarbeitet.
17. Stromabnehmer (10, 26) zur Energieübertragung von einer Strom- schiene (12, 27) auf ein Schienenfahrzeug, wobei der Stromabnehmer eine Andruckvorrichtung (14, 31) mit einem Schleifstück (15, 28) umfasst, welches eine Schleifkontaktfläche (16) ausbildet, wobei die Andruckvorrichtung eine Wippeneinheit (18, 46) zur Ausbildung ei ner Andruckkraft mit einer schwenkbar ausgebildeten Wippe (19, 29) und einer Federeinrichtung (20, 30) umfasst, wobei das Schleifstück an der Wippe angeordnet ist, wobei die Andruckvorrichtung so aus gebildet ist, dass mittels der Wippeneinheit das Schleifstück relativ zu einer Stromschiene bewegbar und zur Ausbildung eines Schleif kontaktes mit der Andruckkraft in einer Schleifkontaktlage gegen die Stromschiene andrückbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass der Stromabnehmer eine Messeinheit (34, 43, 48) mit einer Messvorrichtung (35, 49) umfasst, wobei zumindest ein Sensor (24, 32, 38) einer Sensoreinrichtung (37) der Messvorrichtung an der An- druckvorrichtung und/oder benachbart der Andruckvorrichtung ange ordnet ist, wobei mittels der Sensoreinrichtung ein Messwert der An druckvorrichtung erfassbar ist, wobei mittels einer Verarbeitungsein richtung (39) der Messvorrichtung der Messwert verarbeitbar und ein einen Betriebszustand des Stromabnehmers und/oder der Stromschie ne beschreibender Kennwert bestimmbar ist.
18. Überwachungssystem (47) mit zumindest einem Schienenfahrzeug mit zumindest einem Stromabnehmer (10, 26) nach Anspruch 17.
19. Überwachungssystem nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass das Überwachungssystem (47) eine Mehrzahl von Messeinheiten (34, 43, 48) und eine Auswerteinheit (36, 54) zur Verarbeitung von Messwerten und/oder Kennwerten der Messeinheiten mehrerer Strom abnehmer (10, 26) umfasst.
20. Überwachungssystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch g e k e n n z e i c h n et , dass das Überwachungssystem (47) eine Mehrzahl von Schienenfahr zeugen mit jeweils zumindest einem Stromabnehmer (10, 26) um fasst.
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