DE29606346U1 - Device for determining the lateral position of overhead contact lines - Google Patents
Device for determining the lateral position of overhead contact linesInfo
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Description
PF 520 302, 12593 Berlin, Telefon/Fax 030 5626882PF 520 302, 12593 Berlin, Telephone/Fax 030 5626882
BeschreibungDescription
Die Neuerung betrifft eine Meßvorrichtung zur Bestimmung der Seitenlage von Fahrleitungen für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge. Die Meßvorrichtung kann in vorteilhafter Weise an einem Stromabnehmer mit einer Schleifleiste eines jeden Schienenfahrzeuges angebracht werden.The innovation concerns a measuring device for determining the lateral position of overhead lines for electrically operated rail vehicles. The measuring device can advantageously be attached to a current collector with a contact strip of any rail vehicle.
Die Fahrleitungen für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge werden turnusmäßig auf ihre Abnutzung und Veränderungen in der Seitenlage überprüft Um eine gleichmäßige Abnutzung und Belastung der Schleifleisten zu gewährleisten, ist die Fahrleitung in einer Zickzacklinie über den Gleisen gespannt. Dabei muß sich die Zickzacklinie möglichst gleichmäßig über die gesamte Schleiffläche der Schleifleiste bewegen, aber nicht darüber hinaus gehen.The overhead lines for electrically operated rail vehicles are checked regularly for wear and changes in their lateral position. To ensure even wear and load on the contact strips, the overhead line is stretched in a zigzag line over the tracks. The zigzag line must move as evenly as possible over the entire contact surface of the contact strip, but not go beyond it.
Bei einer ungleichmäßigen Belastung der Schleifleisten kommt es zu einer starken thermischen
Belastung des Kohlekörpers, wodurch eine Gefügeveränderung verursacht und die Festigkeit
sowie die elektrische Leitfähigkeit reduziert wird.
Zur Gewährleistung eines störungsfreien Fahrbetriebes müssen daher Veränderungen an den
Fahrleitung möglichst schnell erfaßt und beseitigt werden. Derartige Messungen sollen möglichst
den Fahrbetrieb nicht stören und im normalen Fahrbetrieb durchgeführt werden.If the contact strips are subjected to uneven loading, the carbon body is subjected to strong thermal stress, which causes a change in the structure and reduces the strength and electrical conductivity.
To ensure trouble-free operation, changes to the overhead lines must be detected and eliminated as quickly as possible. Such measurements should not disrupt operation and should be carried out during normal operation.
Für die Überprüfung der Fahrleitungen sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren bekannt.Different devices and methods are known for checking overhead lines.
So sind nach der DE OS 2440085 und der Zusatzlösung 2547081 auf dem Wagendach eines Schienenfahrzeuges an einem Distanzstück in einer festen Entfernung voneinander zwei photoelektrische Sensoren so angeordnet, daß sie in einem bestimmten Winkel mit der Fahrleitung in Bezug stehen und die Sensoren mit einer elektronischen Meßwertverarbeitungseinheit verbunden sind, in welcher die Signale der Sensoren derart verarbeitet werden, daß aufgrund einer trigonometrischen Berechnung die Lage des Fahrdrahtes ermittelt werden kann.According to DE OS 2440085 and the additional solution 2547081, two photoelectric sensors are arranged on the roof of a rail vehicle on a spacer at a fixed distance from each other in such a way that they are at a certain angle to the overhead line and the sensors are connected to an electronic measurement processing unit in which the signals from the sensors are processed in such a way that the position of the overhead wire can be determined on the basis of a trigonometric calculation.
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Wie die Anmelderin selbst erkannte, wird aufgrund der komplizierten Verhältnisse bei einer solchen Messung, die insbesondere durch die auftretenden Schwingungen des Fahrzeuges verursacht werden, das Meßergebnis verfälscht. Aus diesem Grunde sollte mit der Zusatzlösung die durch das Schienenfahrzeug verursachte Lageabweichung, bezogen auf die Schienenoberkante, mittels Sensoren erfaßt und damit das Meßergebnis rechnerisch entkoppelt werden.As the applicant itself recognized, the measurement result is distorted due to the complicated conditions in such a measurement, which are caused in particular by the vibrations that occur in the vehicle. For this reason, the additional solution should use sensors to record the positional deviation caused by the rail vehicle, in relation to the top edge of the rail, and thus decouple the measurement result mathematically.
In der Praxis hat sich diese Lösung, aufgrund der unterschiedlichen Einflußfaktoren, nicht bewährt.In practice, this solution has not proven successful due to the various influencing factors.
In der DE OS 3209067 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Seitenlage der Fahrleitung beschriebenen, wonach mit einer bzw. mehreren auf dem Dach des Schienenfahrzeug beweglich befestigten Abtasteinrichtungen die Lageänderungen der Fahrleitung über eine Kräfteänderung an der Abtasteinrichtung erfaßt wird.DE OS 3209067 describes a method and a device for measuring the lateral position of the overhead line, according to which the position changes of the overhead line are detected by means of a force change on the scanning device using one or more scanning devices movably mounted on the roof of the rail vehicle.
Die Kräfteänderungen werden durch Kraft-Spannungswandler in proportionale Signalspannungen umgeformt und unmittelbar einer Auswerteeinrichtung im Fahrzeug zugeführt. Die Abtasteinrichtung besteht aus einem starren Balken, der durch Gelenkhebel, die an den Enden des Balkens angreifen, federnd in Anlage an der Fahrleitung gehalten wird. Die Gelenkhebel stellen gleichzeitig die Verbindung zwischen dem hohen elektrischen Potential der Fahrleitung und dem Erdpotential des Schienenfahrzeuges her. An den Gelenkhebeln sind die Kraft-Spannungswandler angeordnet, die ein dem Spreizwinkel proportionales Meßsignal erzeugen.The force changes are converted into proportional signal voltages by force-voltage converters and fed directly to an evaluation device in the vehicle. The scanning device consists of a rigid beam that is held in place against the overhead line by articulated levers that engage the ends of the beam. The articulated levers simultaneously establish the connection between the high electrical potential of the overhead line and the earth potential of the rail vehicle. The force-voltage converters are arranged on the articulated levers and generate a measurement signal that is proportional to the spread angle.
Mit dieser Meßvorrichtung läßt sich aufgrund der großen Hebelwege und der Anordnung des Balkens die genaue Fahrleitungsseitenlage nicht erfassen.Due to the large lever travel and the arrangement of the beam, this measuring device cannot determine the exact lateral position of the overhead line.
Ein weiterer Nachteil der Meßvorrichtung besteht darin, daß zusätzliche Aufbauten auf den Fahrzeugen notwendig sind, wofür spezielle Meßfahrzeuge benötigt werden.A further disadvantage of the measuring device is that additional structures on the vehicles are necessary, which requires special measuring vehicles.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Meßvorrichtung zu schaffen, mit der von dem vorhandenen Stromabnehmer mit Schleifleiste aus die Seitenlage der Fahrleitungen bestimmt werden kann, ohne daß zusätzliche Aufbauten auf dem Wagendach des Schienenfahrzeuges notwendig sind.The innovation is based on the task of creating a simple measuring device with which the lateral position of the overhead lines can be determined from the existing pantograph with contact strip, without the need for additional structures on the roof of the rail vehicle.
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Die Meßvorrichtung besteht aus einer Abtasteinrichtung, die nach der Neuerung parallel zur Längsseite einer Schleifleiste angebracht ist und durch eine Abtastleiste, einem Meßwertgeber und einem Wandler gebildet wird. Die Abtastleiste besitzt an ihrem einen Ende einen Drehpunkt und liegt in einem Spreizwinkel zur Schleiffläche der Schleifleiste federnd an der Fahrleitung an und stellt eine Berührungsfläche her, die mit der Schleiffläche der Schleifleiste eine Ebene bildet. Der Meßwertgeber ist zwischen einem Festpunkt an der Schleifleiste und der Abtastleiste angeordnet und erfaßt die Änderungen des Spreizwinkel in einer Fahrbewegung des Schienenfahrzeuges, der proportional der Seitenlage der Fahrleitung zu der Schleifleiste ist. In vorteilhafter Weise ist zu beiden Längsseiten der Schleifleiste eine Abtasteinrichtung angebracht. Bei dieser Lösung sind die Abtastleisten mit ihren Drehpunkten entgegengesetzt angeordnet. Die freien Enden der Abtastleisten ragen bis zu den Enden der Schleifleiste. Die Abtastleisten sind in Längsrichtung der Schleifleiste so angeordnet, daß sie von ihren freien Enden aus bis jeweils über die Mitte der Schleifleiste an der Fahrleitung zum Anliegen kommen und dadurch sich die Berührungsflächen überschneiden.,The measuring device consists of a scanning device which, according to the innovation, is mounted parallel to the longitudinal side of a contact strip and is formed by a scanning strip, a sensor and a converter. The scanning strip has a pivot point at one end and rests resiliently on the contact line at an angle to the contact surface of the contact strip and creates a contact surface which forms a plane with the contact surface of the contact strip. The sensor is arranged between a fixed point on the contact strip and the scanning strip and records the changes in the angle of spread during a driving movement of the rail vehicle, which is proportional to the lateral position of the contact line to the contact strip. A scanning device is advantageously mounted on both long sides of the contact strip. In this solution, the scanning strips are arranged with their pivot points opposite each other. The free ends of the scanning strips extend to the ends of the contact strip. The scanning strips are arranged in the longitudinal direction of the contact strip in such a way that they come into contact with the contact line from their free ends to the middle of the contact strip and thus the contact surfaces overlap.
Der Meßwertgeber ist über den Wandler und eine optische Strecke, mit der das elektrische Potentials von der Fahrleitung zum Schienenfahrzeug überbrückt wird, mit einer Auswerteeinrichtung in dem Schienenfahrzeug verbunden.The sensor is connected to an evaluation device in the rail vehicle via the converter and an optical path that bridges the electrical potential from the overhead line to the rail vehicle.
In einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung ist die Schleifleiste als spezielle Meßschleifleiste
ausgebildet. Hierbei besteht die Schleifleiste aus einem Isolierkörper, in dem in vorteilhafter Weise
die Abtastleisten eingesetzt sind. In diesem Fall ist zur Abnahme des Fahrstromes eine zweite
Schleifleiste angeordnet.
Als Meßwertgeber können alle Gebertypen mit hinreichender Auflösung eingesetzt werden. Die
bei einer elektrischen Messung notwendige elektrische Meßspannung für den Meßwertgeber wird
vorzugsweise aus einer auf dem elektrischen Potential der Fahrleitung angeordneten Batterie
bereitgestellt. Es kann aber auch die elektrische Spannung von einer Solarzelle oder dem
Fahrleitungspotential entnommen werden.In a further embodiment of the innovation, the contact strip is designed as a special measuring contact strip. The contact strip consists of an insulating body in which the scanning strips are advantageously inserted. In this case, a second contact strip is arranged to take the traction current.
All types of sensors with sufficient resolution can be used as measuring sensors. The electrical measuring voltage required for an electrical measurement for the measuring sensor is preferably provided by a battery arranged on the electrical potential of the overhead line. However, the electrical voltage can also be taken from a solar cell or the overhead line potential.
Mit der Neuerung können Messungen der Seitenlage von dem vorhandenen Stromabnehmer aus durchgeführt werden. Es sind keine speziellen Meßfahrzeuge oder zusätzliche Aufbauten auf dem Dach der Schienenfahrzeuge notwendig.With the innovation, measurements of the lateral position can be carried out from the existing pantograph. No special measuring vehicles or additional structures on the roof of the rail vehicles are necessary.
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Die Neuerung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt:The innovation will be explained in more detail below using an example. The related drawing shows:
Fig. 1: einen Längsschnitt einer Schleifleiste mit zu beiden Längsseiten angeordneten Fig. 1: a longitudinal section of a contact strip with arranged on both longitudinal sides
Abtasteinrichtungen,
Fig. 2: eine Draufsicht von Fig. 1scanning devices,
Fig. 2: a top view of Fig. 1
Wie in der Figur dargestellt ist, besteht die Meßvorrichtung zur Bestimmung der Seitenlage der Fahrleitung 4 aus den Abtasteinrichtungen la und Ib , die parallel zu beiden Längsseiten a und b der Kohleschleifleiste 3 angebracht sind. Die Abtasteinrichtungen la und Ib bestehen aus den Abtastleisten 5a sowie 5b und den Meßwertgebern 11a sowie lib. Die Meßwertgeber lla und 11b sind über eine optische Strecke mit einer Auswerteeinrichtung in dem Schienenfahrzeug verbunden (in der Zeichnung nicht dargestellt). Als Meßwertgeber kommen alle Gebertypen mit einer hinreichenden Auflösung in Frage, wie potentiometrische-, induktive oder optoelektronische Geber sowie Drucksensoren oder auch berührungslos arbeitende Sensoren. Ein von dem Meßwertgeber abgegebenes elektrisches Meßsignal muß das zur Übertragung über die optische Strecke durch einen Wandler in ein optisches Signal umgewandelt werden. Als optische Strecke dient vorzugsweise eine Glasfaserleitung.As shown in the figure, the measuring device for determining the lateral position of the overhead line 4 consists of the scanning devices la and 1b, which are mounted parallel to both long sides a and b of the carbon contact strip 3. The scanning devices la and 1b consist of the scanning strips 5a and 5b and the measuring sensors 11a and 11b. The measuring sensors lla and 11b are connected to an evaluation device in the rail vehicle via an optical path (not shown in the drawing). All sensor types with sufficient resolution can be used as measuring sensors, such as potentiometric, inductive or optoelectronic sensors as well as pressure sensors or non-contact sensors. An electrical measurement signal emitted by the measuring sensor must be converted into an optical signal by a converter for transmission over the optical path. A fiber optic cable is preferably used as the optical path.
Die Kohleschleifleiste 3 setzt sich aus der Fassung 3.2, dem Kohlekörper 3.1 und den Endstücken 2a und 2b zusammen. An der unteren Seite der Fassung 3.2 sind jeweils zu den Endstücken 2a und 2b hin Halterungen 6a, 6b lösbar angebracht. An den Halterungen 6a und 6b sind die Abtastleisten 5a bzw. 5b angelenkt. Dazu sind die Abtastleisten 5a und 5b mittels eines Scharniers oder einer Blattfeder, in der Zeichnung mit 7a bzw. 7b gekennzeichnet, verbunden. Die Abtastleisten 5a und 5b werden durch die Federn 10a bzw 10b an die Fahrleitung 4 gedrückt. Die Federn 10a und 10b werden durch die Federführungen 9a bzw 9b gehalten und sind am Bock 8 abgestützt. Der Bock 8 ist an der Unterseite der Fassung 3.2 befestigt. Zu den Enden der Abtastleisten 5a und 5b sind die Meßwertgeber 1 la bzw. 1 Ib angeordnet, die den Spreizwinkel zwischen der Schleiffläche des Kohleschleifkörpers 3.1 und den Abtastleisten 5a und 5b messen. In der Mitte zu den Längsseite a und b der Schleiffläche des Kohleschleifkörpers 3.1 überschneiden sich die Berührungsflächen der Abtastleisten 5a und 5b, wodurch eine unterbrechungsfreie Messung gewährleistet ist.The carbon contact strip 3 consists of the socket 3.2, the carbon body 3.1 and the end pieces 2a and 2b. Brackets 6a, 6b are detachably attached to the bottom side of the socket 3.2 towards the end pieces 2a and 2b. The scanning strips 5a and 5b are hinged to the brackets 6a and 6b. For this purpose, the scanning strips 5a and 5b are connected by means of a hinge or a leaf spring, marked 7a and 7b in the drawing. The scanning strips 5a and 5b are pressed against the contact line 4 by the springs 10a and 10b. The springs 10a and 10b are held by the spring guides 9a and 9b and are supported on the bracket 8. The bracket 8 is attached to the underside of the socket 3.2. The measuring sensors 1 la and 1 lb are arranged at the ends of the scanning bars 5a and 5b and measure the angle of spread between the grinding surface of the carbon grinding body 3.1 and the scanning bars 5a and 5b. In the middle of the long sides a and b of the grinding surface of the carbon grinding body 3.1, the contact surfaces of the scanning bars 5a and 5b overlap, which ensures uninterrupted measurement.
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Im Fahrbetrieb werden die Abtastleisten 5 a und 5b mehr oder weniger entsprechend der Lage der Fahrleitung 4 herabgedrückt und so der Spreizwinkel proportional der Lage der Fahrleitung 4 verändert.During operation, the scanning bars 5 a and 5 b are pressed down more or less according to the position of the overhead line 4 and thus the spreading angle changes proportionally to the position of the overhead line 4 .
In einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung ist eine als Meßschleifleiste ausgebildete
Schleifleiste aus einem Isolierkörper gefertigt, in dem in vorteilhafter Weise die Abtastleisten
eingesetzt sind. In diesem Fall ist eine zweite Schleifleiste zur Abnahme des Fahrstromes
angeordnet.
Bei Einsatz eines elektrischen Meßwertgebers erfolgt die Meßstromversorgung vorzugsweise aus
einer Batterie, die am Stromabnehmer auf dem Fahrdrahtpotential befestigt ist.In a further embodiment of the innovation, a contact strip designed as a measuring contact strip is made from an insulating body in which the scanning strips are advantageously inserted. In this case, a second contact strip is arranged to take the traction current.
When using an electrical measuring sensor, the measuring current supply is preferably provided by a battery which is attached to the current collector at the contact wire potential.
Die Meßwertwandlung von einem elektrischen Meßwertgeber zum optischen Signal erfolgt über eine analog oder digital angesteuerte LED. Die Rückwandlung des optischen in ein elektrisches Signal erfolgt mittels Fotoempfänger, wie beispielsweise einem IR-empfinlichen Transistor mit einer integrierten Verstärkerschaltung. Die Datenaufnahme und -speicherung erfolgt mittels Rechner über einen A/D-Wandler.The conversion of the measured value from an electrical sensor to an optical signal is carried out via an analog or digitally controlled LED. The conversion of the optical signal back into an electrical signal is carried out using a photo receiver, such as an IR-sensitive transistor with an integrated amplifier circuit. The data is recorded and stored using a computer via an A/D converter.
Durch das Meßsignal kann die Aufnahmerichtung eine unter der Fahrleitung 4 an einem Steller angeordneten Videokamera gesteuert werden, womit der Fahrleitungsverlauf beobachtet werden kann.The measuring signal can be used to control the recording direction of a video camera arranged on a controller under the overhead line 4, which allows the overhead line course to be observed.
Claims (7)
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| DE29606346U DE29606346U1 (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Device for determining the lateral position of overhead contact lines |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| R207 | Utility model specification |
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| R163 | Identified publications notified |
Effective date: 19960910 |
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| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20000101 |