WO2005065985A1 - Sensoreinrichtung zur signalisierung von verschleisszuständen an schleifkörpern - Google Patents

Sensoreinrichtung zur signalisierung von verschleisszuständen an schleifkörpern Download PDF

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WO2005065985A1
WO2005065985A1 PCT/EP2005/000146 EP2005000146W WO2005065985A1 WO 2005065985 A1 WO2005065985 A1 WO 2005065985A1 EP 2005000146 W EP2005000146 W EP 2005000146W WO 2005065985 A1 WO2005065985 A1 WO 2005065985A1
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WO
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sensor device
blind holes
medium
transmission channels
signal
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/000146
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English (en)
French (fr)
Inventor
Winfried Herrmann
Bernd Kinast
Eckhard Munkow
Original Assignee
Pantrac Gmbh
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/20—Details of contact bow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L5/18—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles using bow-type collectors in contact with trolley wire
    • B60L5/20—Details of contact bow
    • B60L5/205—Details of contact bow with carbon contact members
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a sensor device for signaling wear states on grinding wheels according to the preamble of claim 1.
  • the current collectors of electrically operated vehicles generally consist of grinding wheels which are attached to a metallic carrier, which in turn is connected to a pantograph which presses the grinding wheel against a current-carrying conductor of an overhead line system.
  • the grinding wheels are subject to high friction stress, particularly at high speeds.
  • vibrations and shock loads occur.
  • the purpose of sensor devices for signaling wear conditions on grinding wheels is to signal malfunctions and wear conditions to the operating personnel as part of the monitoring and security system. Such devices are known in various designs.
  • DE 44 254 60 AI describes an operational monitoring arrangement for contact strips of pantographs.
  • the arrangement is particularly characterized in that the grinding body has a groove on the carrier side in which fluid pressure is maintained. If the grinding wheel is damaged, which leads to a pressure drop in the groove, the pantograph is immediately lowered and the electric vehicle may stop.
  • This system is designed in such a way that the vehicle may stop in the event of a drop in pressure and thus disadvantageously a problem can arise in returning or repairing the vehicle. Preliminary stages of this total failure by determining the beginning of wear and tear cannot be accomplished using this monitoring system.
  • EP 0 525 595 AI describes a monitoring device for pantograph contact strips, in which several light guides are embedded in the pantograph contact strip.
  • the ends of the light guides embedded in the contact strip are connected to the transmitter and receiver, which send and receive light pulses through the light guides. If a light guide were damaged, the predetermined sequence of light pulses would be disturbed and a fault would be signaled.
  • the introduction of the light guides into the contact strip, as described here requires relatively complicated technological processes in order to guide these ' light guides lengthwise through the contact strips. There is also a mechanical weakening of the contact strips due to the embedded light guide.
  • the invention is based on the object of specifying a sensor device which, at practically any location on the contact strip, can be used to install signal transmitters which can signal the respective state of wear of the contact strip without interrupting driving operation.
  • the problem is solved with the features of claim 1.
  • the sensor device for signaling wear conditions on grinding bodies of current collectors of electrically powered vehicles is characterized in that the sensor device consists of blind holes made in the grinding wheels, of transmission channels connected to the blind holes and of a monitoring unit, blind holes and monitoring unit being connected via the transmission channels are, and that in the blind holes is a medium generating signals with a certain state of wear and in the transmission channel is a medium transmitting these signals to the monitoring unit.
  • the signal-generating and transmitting medium is identical.
  • the signal-generating and transmitting medium is advantageously a pressure fluid.
  • Compressed air is particularly suitable for this.
  • the signal-generating and transmitting medium is an electrically conductive medium.
  • the signal-generating and transmitting medium is a light-guiding medium.
  • the signal-generating medium and the signal-transmitting medium are not identical, as is the case, for example, in the conversion and transmission of light signals in or as electrical impulses.
  • the signal-generating medium is a current conductor, an optical fiber, a photodiode or a camera.
  • a plurality of spaced blind holes are provided in a further embodiment, so that the state of wear can be determined as far as possible over the entire grinding wheel.
  • the arrangement of the spaced blind holes is carried out vertically in a further embodiment.
  • Another important advantage of the invention is the possibility of providing the blind holes with different hole depths, so that the wear state of the grinding wheels can be assessed by the operating personnel at any time.
  • each blind hole or groups of blind holes have separate transmission channels.
  • the embodiment of the invention to guide the blind holes in the grinding body through a side surface at an acute angle in the direction of the grinding surface offers the advantage of also subsequently providing the grinding strips with sensor devices in a particularly effective manner.
  • the invention provides a cylindrical or a conical shape of the blind holes.
  • the cone shape offers the advantage that, in conjunction with the use of photodiodes or a camera, the size of the incident light cross section is continuously recorded and thus a measure of the comparative state of the monitoring unit is transmitted.
  • the signal generating Medium such as a photodiode or a camera, can be arranged in the area of the hole entrance of the blind hole.
  • a pressure fluid such as, for example, is additionally provided in the blind holes and the associated transmission channels. Compressed air, so that if the blind holes are exposed, e.g. a conical blind hole, through which normal wear penetrating material is blown out and the function of the photodiode, the camera or the light guide is not impaired.
  • the transmission channels are arranged below the contact material in the carrier and from there are connected to the monitoring unit with further transmission channels.
  • a further embodiment provides that the transmission channels connected to the blind holes are arranged outside the carrier and from there are connected to the monitoring unit with further transmission channels.
  • different warning signals with different wear conditions of the contact material can be displayed using separate, differently set monitoring devices.
  • the displayed wear conditions of the contact material depend on the depths of the outflow nozzles in the contact material.
  • several warning levels can also be implemented with several discharge nozzles of different lengths and diameters. be lized. Less medium flows out through the outflow nozzle of smaller diameter. The flow rate is therefore less than with a larger diameter discharge nozzle.
  • the monitoring device assigns the corresponding flow to the corresponding output signal.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a contact strip fixed to a carrier with transmission channels in the carrier
  • FIG. 2 is a sectional view of an approach of the further transmission channel (section B-B of FIG. 1)
  • FIG. 3 is a sectional view of a blind hole in the grinding wheel (section A-A of FIG. 1)
  • FIG. 4 shows a sectional illustration of a grinding wheel with a transmission channel arranged outside the carrier
  • FIG. 5 shows a further sectional illustration of a blind hole (section C-C of FIG. 4),
  • 6a is a schematic side view of blind holes made at different heights
  • 6b shows the horizontal distribution of the blind holes made at different heights
  • 7 is a sectional view of a blind hole in the shape of a cone
  • Fig. 9 is a schematic sectional view of the blind holes with current conductor, photodiode and light guide
  • Fig. 10 is a schematic side sectional view of the blind holes with a conical shape and arranged photodiode and light guide.
  • FIG. 1 shows a contact strip fixed to a carrier with transmission channels in the carrier as part of a current collector 1.
  • FIGS. 3 and 2 The associated cuts AA and BB are shown in FIGS. 3 and 2.
  • a grinding body 2 is fixed with its base surface 22 to a profile surface 71 of a carrier 7.
  • a grinding surface 21 of the grinding body 2 contacts the overhead line, not shown here.
  • Carrier channels 72 are introduced into the carrier 7 below the profile surface 71 of the carrier 7.
  • the carrier channels 72 extend essentially over the entire length of the carrier 7.
  • Blind holes 3 are made in the grinding body 2 in such a way that they have a direct connection to the carrier channel 72 with a hole entrance 33.
  • the blind holes 3 can be introduced into the grinding body 2 in such a way that, after the grinding body 2 has been fixed on the profile surface 71 of the carrier 7, a bore is made through the carrier 7 and carrier channel 72 into the grinding body 2.
  • 2 shows the arrangement of a screw-in element 61 in the carrier channel 72.
  • the screw-in element 61 is provided with a hose connection 62 to which a transmission channel 6 can be connected.
  • two carrier channels 72 are provided in the carrier 7.
  • the provision of further carrier channels 72 is possible and depends on the arrangement and number of blind holes 3.
  • a hole depth 32 which extends from the hole entrance 33 to the hole base 31, determines a wear level 23.
  • the transmission channel 6 is continued into the monitoring unit, not shown here.
  • Compressed air is provided as the signal generating and transmitting medium, which is introduced into the system consisting of transmission channels 6, carrier channels 72 and blind holes 3.
  • the wear level 23 is reduced by removing the contact material.
  • the compressed air escapes, so that a significant pressure drop or a significant change in the flow resistance of the compressed air occurs, which is processed and displayed as a wear signal in the monitoring unit.
  • an air / gas mixture continuously flows through the opened discharge nozzle during use.
  • the flow rate can be changed.
  • FIGS. 4 and 5 show a modified variant of the transmission channel and the blind hole 3.
  • a screw-in tube 34 is inserted into the blind hole 3, which is introduced into the grinding body 2 as described above.
  • a rotatable angular displacement attached outside the carrier 7 screw 35 enables the connection of transmission channels 6 designed as hoses.
  • blind holes 3 of different heights are made in the grinding wheel 2.
  • the blind holes 3 are shown with a hole depth 32 A, B and C, where A means the smallest hole depth and C the greatest hole depth.
  • 6b with a view of a grinding surface 21, a distribution of the blind holes 3 over the width of the grinding body 2 can be seen.
  • the different hole depth 32 of the blind holes 3 advantageously enables wear conditions to be documented at an early point in time.
  • Fig. 7 shows a blind hole according to the invention in the shape of a cone.
  • the cone shape has the advantage that when using light-measuring signal-generating media such as a light guide 5, a photodiode 8 or a camera 9 a progress of the wear can be continuously recorded over time.
  • the outflow quantity of the fluid increases with increasing wear of the grinding wheel, which, with a suitable evaluation, indicates the respective actual state of the useful strength of the grinding wheel.
  • FIG. 9 shows an example of the arrangement of the current conductor 4, the light conductor 5 and the photodiode 8 or the camera 9. If the abrasion of the grinding wheel 2 reaches the hole base 31 of the blind hole 3, the corresponding signals would be transmitted to the monitoring unit here by the incidence of light or by the resulting current flow in the case of the current conductor 4.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung zur Signalisierung von Verschleißzuständen an Schleifkörpern von Stromabnehmern elektrisch angetriebener Fahrzeuge, wobei die Schleifkörper auf metallische Träger fixiert sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung anzugeben, die praktisch an jedem Ort der Schleifleiste erlaubt, Signalgeber zu installieren, die den jeweiligen Verschleißzustand der Schleifleiste signalisieren können ohne dabei den Fahrbetrieb zu unterbrechen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Sensoreinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus in den Schleifkörper (2) eingebrachte Sacklöcher (3), aus mit den Sacklöchern (3) in Verbindung stehenden Übertragungskanälen (6) und aus einer Überwachungseinheit, wobei Sacklöcher (3) und Überwachungseinheit über die Übertragungskanäle (6) verbunden sind, besteht und dass sich in den Sacklöchern (3) ein bei einem bestimmten Verschleißzustand Signale erzeugendes Medium und im Übertragungskanal ein diese Signale bis zur Überwachungseinheit übertragendes Medium befindet.

Description

Sensoreinrichtung zur Signalisierung von Verschleißzuständen an Schleifkörpern
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung zur Signalisierung von Verschleißzuständen an Schleifkörpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Stromabnehmer elektrisch betriebener Fahrzeuge bestehen in der Regel aus Schleifkörpern, die auf einem metallischen Träger befestigt sind, der wiederum mit einem Pantographen verbunden ist, der den Schleifkörper gegen einen stromfüh- renden Leiter eines Oberleitungssystems drückt. Im Betrieb der elektrisch getriebenen Fahrzeuge unterliegen die Schleifkörper insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten einer hohen Reibbeanspruchung. Darüber hinaus treten Vibrationen und auch stoßartige Belastungen auf. Zweck von Sensor- einrichtungen zur Signalisierung von Verschleißzuständen an Schleifkörpern ist es, im Rahmen des Überwachungs- und Sicherheitssystems dem bedienenden Personal Störungen und Verschleißzuständen zu signalisieren. Derartige Einrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
So wird in der DE 44 254 60 AI eine Betriebsüberwachungsanordnung für Schleifstücke von Stromabnehmern beschrieben. Die Anordnung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkörper trägerseitig eine Nut aufweist, in der ein Fluiddruck aufrecht erhalten wird. Bei Beschädigungen des Schleifkörpers, die zu einem Druckabfall in der Nut führt, wird umgehend ein Absenken des Pantographen und damit eventuell ein Stoppen des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bewirkt. Dieses System ist so ausgelegt, dass bei einem Druckabfall das Fahrzeug eventuell gestoppt wird und damit nachteiligerweise ein Problem bei der Rückführung bzw. Reparatur des Fahrzeuges entstehen können. Vorstufen dieses Totalausfalles durch Ermittlung beginnender Verschleißzuständen sind mittels dieses Überwachungs- Systems nicht zu bewerkstelligen.
In der EP 0 525 595 AI ist eine Überwachungseinrichtung für Stromabnehmer-Schleifleisten beschrieben, bei der in der Stromabnehmer-Schleifleiste mehrere Lichtleiter eingebettet sind. Die in der Schleifleiste eingebetteten Lichtleiter sind mit ihren Enden mit Sender und Empfänger verbunden, die Lichtimpulse durch die Lichtleiter senden und empfangen. Bei einer Beschädigung eines Lichtleiters würde die vorgegebene Lichtimpulsfolge gestört werden und damit eine Störung signalisiert werden. Nachteiligerweise erfordert die Einbringung der Lichtleiter in die Schleifleiste, wie sie hier beschrieben ist, relativ komplizierte technologische Abläufe, um diese ' Lichtleiter der Länge nach durch die Schleifleisten zu führen. Hinzu kommt eine mechanische Schwächung der Schleifleisten aufgrund der eingebetteten Lichtleiter.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung anzugeben, die praktisch an jedem Ort der Schleifleiste erlaubt, Signalgeber zu installieren, die den jeweiligen Verschleißzustand der Schleifleiste signalisieren können ohne dabei den Fahrbetrieb zu unterbrechen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Demnach ist die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung zur Signalisierung von Verschleißzuständen an Schleifkörpern von Stromabnehmern elektrisch angetriebener Fahrzeuge dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung aus in die Schleifkörper eingebrachte Sacklöcher, aus mit den Sacklöchern in Verbindung stehenden Übertragungskanälen und aus einer Überwachungseinheit, wobei Sacklöcher und Überwachungseinheit über die Übertragungskanäle verbunden sind, besteht und dass sich in den Sacklöchern ein bei einem bestimmten Verschleißzustand Signale erzeugendes Medium und im Übertragungskanal ein diese Signale bis zur Überwachungseinheit übertragendes Medium befindet.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den ünteransprüchen angegeben.
So ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung das Signal erzeugende und übertragende Medium identisch.
Vorteilhafterweise ist in einer Weiterbildung das Signal erzeugende und übertragende Medium ein Druckfluid. Hierzu eignet sich insbesondere Druckluft.
In einer weiteren Weiterbildung ist das Signal erzeugende und übertragende Medium ein elektrisch leitendes Medium.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Signal erzeugende und übertragende Medium ein lichtleitendes Medium.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind das Signal erzeugende Medium und das Signal übertragende Medium nicht identisch wie beispielsweise bei der Umwand- lung und Weiterleitung von LichtSignalen in bzw. als elektrische Impulse.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass das Signal erzeugende Medium ein Stromleiter, ein Lichtleiter, eine Pho- todiode oder eine Kamera ist.
Mehrere beabstandete Sacklöcher sind in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, damit möglichst über den gesamten Schleifkörper der Verschleißzustand ermittelt werden kann.
Die Anordnung der beabstandeten Sacklöcher ist in einer weiteren Ausgestaltung vertikal ausgeführt.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit, die Sacklöcher mit unterschiedlichen Lochtiefen zu versehen, so dass jederzeit der Verschleißzustand der Schleifkörper durch das Bedienungspersonal beurteilbar ist. Insbesondere im Hinblick auf die Weiterbildung, dass jedes Sackloch oder Gruppen von Sacklöchern getrennte Über- tragungskanäle aufweisen.
Die Ausgestaltung der Erfindung, die Sacklöcher im Schleifkörper durch eine Seitenfläche unter spitzem Winkel in Richtung Schleiffläche zu führen, bietet den Vorteil, auch nachträglich auf besonders effektive Weise die Schleifleisten mit Sensoreinrichtungen zu versehen.
Weitere Ausbildungen der Erfindung sehen eine zylindrische oder auch eine Kegelform der Sacklöcher vor. Die Kegelform bietet den Vorteil, dass in Verbindung mit dem Einsatz von Photodioden oder einer Kamera die Größe des einfallenden Lichtquerschnittes kontinuierlich zu erfassen und damit ein Maß für den Vergleichszustand der Überwachungseinheit zu übermitteln. In diesem Fall sollte das Signal erzeugende Medium, wie z.B. eine Photodiode oder eine Kamera, im Bereich des Locheingangs des Sackloches angeordnet sein.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Falle eines Einsatzes einer Photodiode, einer Kamera oder eines Lichtleiters vorgesehen ist, in den Sacklöchern und den dazugehörigen Übertragungskanälen zusätzlich ein Druckfluid, wie z.B. Druckluft, anzulegen, damit im Falle des Freilegens der Sacklöcher, z.B. ein kegelförmiges Sackloch, durch den normalen Verschleiß eindringendes Material nach außen geblasen wird und die Photodiode, die Kamera oder der Lichtleiter nicht in seiner Funktion beeinträchtigt wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Übertragungs- kanäle unterhalb des Kontaktwerkstoffes im Träger angeordnet und von dort mit weiteren Übertragungskanälen mit der Überwachungseinheit verbunden.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die mit den Sacklöchern in Verbindung stehenden Übertragungskanäle außerhalb des Trägers angeordnet sind und von dort mit weiteren Übertragungskanälen mit der Überwachungseinheit verbunden sind.
Durch die Verwendung von mehreren voneinander unabhängigen Luftzufuhrkanälen bzw. Schlauchleitungen können unter Einsatz separater, unterschiedlich eingestellter Überwachungsgeräte verschiedene Warnsignale mit unterschiedlichen Verschleißzuständen des Kontaktwerkstoffes angezeigt werden. Die angezeigten Verschleißzustände des Kontaktwerkstoffes sind von den Tiefen der Abströmdüsen im Kontaktwerkstoff abhängig. Unter Verwendung eines Luftzufuhrkanals können mehrere Warnstufen auch mit mehreren Abströmdüsen unterschiedlicher Länge und unterschiedlichen Durchmessers rea- lisiert werden. Durch die Abströmdüse geringeren Durchmessers strömt weniger Medium ab. Die Durchflussmenge ist somit geringer als bei einer Abströmdüse größeren Durchmessers. Die Überwachungseinrichtung ordnet den entsprechenden Durchfluss dem entsprechenden Ausgangssignal zu.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer auf einem Träger fixierten Schleifleiste mit Übertragungskanälen im Träger,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Ansatzes des weiterführenden Übertragungskanals (Schnitt B-B von Fig. 1),
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Sackloches in dem Schleifkörper (Schnitt A-A von Fig. 1),
Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Schleifkörpers mit außerhalb des Trägers angeordneten Übertragungskanals,
Fig. 5 eine weitere Schnittdarstellung eines Sackloches (Schnitt C-C von Fig. 4),
Fig. 6a eine schematische Seitenansicht unterschiedlich hoch eingebracher Sacklöcher,
Fig. 6b eine Darstellung der horizontalen Verteilung der unterschiedlich hoch eingebrachten Sacklöcher, Fig. 7 eine geschnittene Darstellung eines Sackloches in Kegelform,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines seitlich schräg eingebrachten Sackloches,
Fig. 9 eine schematische geschnittene Darstellung der Sacklöcher mit Stromleiter, Photodiode und Lichtleiter und
Fig. 10 eine schematische seitliche Schnittdarstellung der Sacklöcher mit Kegelform und angeordneter Photodiode und Lichtleiter.
Fig. 1 zeigt eine auf einen Träger fixierte Schleifleiste mit Übertragungskanälen im Träger als Teil eines Stromabnehmers 1.
Die dazugehörigen Schnitte A-A und B-B sind in Fig. 3 und Fig. 2 dargestellt. Ein Schleifkörper 2 ist mit seiner Grundfläche 22 auf eine Profilfläche 71 eines Trägers 7 fixiert. Beim Betrieb eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges kontaktiert eine Schleiffläche 21 des Schleifkörpers 2 die hier nicht dargestellte Oberleitung. Unterhalb der Profilfläche 71 des Trägers 7 sind Trägerkanäle 72 in den Träger 7 eingebracht. Die Trägerkanäle 72 erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Trägers 7. In dem Schleifkörper 2 sind Sacklöcher 3 so eingebracht, dass sie mit einem Locheingang 33 unmittelbare Verbindung mit dem Trägerkanal 72 aufweisen. Das Einbringen der Sacklöcher 3 in den Schleif- körper 2 kann so erfolgen, dass nach dem Fixieren des Schleifkörpers 2 auf der Profilfläche 71 des Trägers 7 eine Bohrung durch den Träger 7 und Trägerkanal 72 bis in den Schleifkörper 2 eingebracht wird. Die im Träger 7 bis in den Trägerkanal 72 dadurch entstandene Bohrung mit einem Verschlussstift 73 verschlossen, wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist. Fig. 2 zeigt die Anordnung eines Einschraubelementes 61 in den Trägerkanal 72. Das Einschraubelement 61 ist mit einem Schlauchanschluss 62 versehen, an dem ein Übertragungskanal 6 angeschlossen werden kann. Im Träger 7 sind in dieser Darstellung zwei Trägerkanäle 72 vorgesehen. Das Vorsehen weiterer Trägerkanäle 72 ist möglich und hängt von der Anordnung und Anzahl der Sacklöcher 3 ab. Eine Lochtiefe 32, die vom Locheingang 33 bis zum Lochgrund 31 reicht, bestimmt eine Verschleißhöhe 23. Der Übertragungs- kanal 6 wird bis in die hier nicht dargestellte Überwachungseinheit weitergeführt. Als Signal erzeugendes und übertragendes Medium ist Druckluft vorgesehen, die in das System bestehend aus Übertragungskanälen 6, Trägerkanälen 72 und Sacklöcher 3 eingebracht wird. Im Fahrbetrieb ver- ringert sich die Verschleißhöhe 23 durch Abtragung des Kontaktwerkstoffes. Wenn das Material soweit abgetragen ist, dass der Lochgrund 31 erreicht wird, entweicht die Druckluft, so dass ein deutlicher Druckabfall bzw. eine deutliche Änderung im Flusswiderstand der Druckluft auftritt, der als Verschleißsignal in der Überwachungseinheit verarbeitet und angezeigt wird.
Um durch die geöffnete Abströmdüse das Eindringen von Fremdkörpern/Wasser in das Verschleißüberwachungssystem zu verhindern, strömt durch die geöffnete Abströmdüse während des Einsatzes kontinuierlich ein Luft-Gasgemisch ab. Die Durchflussmenge kann verändert werden.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen eine abgewandelte Variante des Übertragungskanales und des Sackloches 3. In das Sackloch 3, das wie oben beschrieben, in den Schleifkörper 2 eingebracht wird, wird eine Einschraubröhre 34 eingeführt. Eine außerhalb des Trägers 7 angebrachte drehbare Winkelver- schraubung 35 ermöglicht den Anschluss von als Schläuche ausgebildete Übertragungskanäle 6.
In Fig. 6a sind in den Schleifkörper 2 unterschiedlich hohe Sacklöcher 3 eingebracht. Dargestellt sind die Sacklöcher 3 mit einer Lochtiefe 32 A, B und C, wobei A die geringste Lochtiefe und C die größte Lochtiefe bedeutet. Zusätzlich ist aus Fig. 6b mit Blick auf eine Schleiffläche 21 eine Verteilung der Sacklöcher 3 über die Breite des Schleifkörpers 2 zu erkennen. Die unterschiedliche Lochtiefe 32 der Sacklöcher 3 ermöglicht vorteilhafter Weise Verschleißzustände zu einem frühen Zeitpunkt zu dokumentieren.
Fig. 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Sackloch in Kegelform. Die Kegelform bietet den Vorteil, dass bei Verwendung von lichtmessenden Signal erzeugenden Medien wie z.B. ein Lichtleiter 5, eine Photodiode 8 bzw. eine Kamera 9 ein Fortschreiten des Verschleißes mit der Zeit kontinuierlich registriert werden kann.
Bei der Verwendung eines Druckfluids steigt mit zunehmendem Verschleiß des Schleifkörpers die Abströmmenge des Fluids, was bei geeigneter Auswertung den jeweiligen Istzustand der Nutzstärke des Schleifkörpers angibt.
Die Darstellung gemäß Fig. 8, die ein Sackloch 3 schräg in den Schleifkörper 2, der auf dem Träger 7 fixiert ist, eingebracht zeigt. Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gemäß Fig. 8 ist es vorteilhafterweise möglich, bereits be- stehende Schleifleisten nachträglich mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung zu versehen, ohne dass der Schleifkörper 2 vom Träger 7 gelöst bzw. die gesamte Schleifleiste bearbeitet werden muss. Aus Fig. 9 ist beispielhaft die Darstellung der Anordnung des Stromleiters 4, des Lichtleiters 5 und der Photodiode 8 bzw. der Kamera 9 dargestellt. Erreicht die Abtragung des Schleifkörpers 2 den Lochgrund 31 des Sackloches 3 würden hier durch den Lichteinfall bzw. durch den entstehenden Stromfluss im Falle des Stromleiters 4 die entsprechenden Signale in die Überwachungseinheit übertragen werden.'
Im Gegensatz dazu ist es gemäß Fig. 10 möglich, aufgrund der Kegelform des Sackloches 3 und der Anordnung der Photo- diode 8 bzw. der Kamera 9 oder des Lichtleiters 5 im Bereich des Locheinganges 33 des Sackloches 3, die sich mit der Zeit im Falle des Fortschreitens des Verschleißes immer mehr vergrößernde Öffnung des Sackloches und den damit verbundenen größeren Lichteinfall kontinuierlich zu übertra- gen, um damit praktisch jederzeit den Verschleißzustand festzustellen.
Bezugszeichenliste
Stromabnehmer
Schleifkörper Schleiffläche Grundfläche Verschleißhöhe Seitenfläche
Sackloch Lochgrund Lochtiefe Locheingang Einschraubröhre Winkelverschraubung
Stromleiter
Lichtleiter
Übertragungskanal Einschraubelement Schlauchanschluss
Träger Profilfläche Trägerkanal Verschlussstift
Photodiode
Kamera

Claims

Patentansprüche
1. Sensoreinrichtung zur Signalisierung von Verschleißzuständen an Schleifkörpern von Stromabnehmern elektrisch angetriebener Fahrzeuge, wobei die Schleifkörper auf metallische Träger fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung aus in den Schleifkörper (2) ein- gebrachte Sacklöcher (3), aus mit den Sacklöchern (3) in Verbindung stehenden Übertragungskanälen (6) und aus einer Überwachungseinheit, wobei Sacklöcher (3) und Überwachungseinheit über die Übertragungskanäle (6) verbunden sind, besteht und dass sich in den Sacklö- ehern (3) ein bei einem bestimmten Verschleißzustand Signale erzeugendes Medium und im Übertragungskanal ein diese Signale bis zur Überwachungseinheit übertragendes Medium befindet.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal erzeugende Medium und Signal übertragende Medium identisch ist.
3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal erzeugende und übertragende Medium ein Druckfluid ist.
4. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal erzeugende und übertragende Medium ein e- lektrisch leitendes Medium ist.
5. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal erzeugende und übertragende Medium ein lichtleitendes Medium ist.
6. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal erzeugende Medium und Signal übertragende Medium nicht identisch ist.
7. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal erzeugende Medium ein Stromleiter (4), ein Lichtleiter (5), eine Photodiode (8) oder eine Kamera (9) ist.
8. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere beabstandete Sacklöcher (3) angeordnet sind.
9. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (3) vertikal angeordnet sind.
10. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (3) unterschiedliche Lochtiefen (5) auf- weisen.
11. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Sackloch (3) oder Gruppen von Sacklöchern (3) se- parate Übertragungskanäle aufweisen.
12. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (3) im Schleif örper (2) durch eine Sei- tenflache (24) unter spitzem Winkel in Richtung Schleiffläche (21) geführt sind.
13. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (3) eine zylindrische Form aufweisen.
14. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklöcher (3) eine Kegelform aufweisen.
15. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal erzeugende Medium an einem Lochgrund (31) des Sackloches (3) angeordnet ist.
16. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Photodiode (8) oder die Kamera (9) im Bereich eines Locheinganges (33) des Sackloches (3) angeordnet ist.
17. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Photodiode (8) oder die Kamera (9) in einem kegelförmigen Sackloch (3) angeordnet ist.
18. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sacklöchern (3), in denen eine Photodiode (8), eine Kamera (9) oder ein Lichtleiter (5) angeordnet sind und in den dazu gehörigen Übertragungskanälen (6) zusätzlich ein Druckfluid anliegt.
19. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Sacklöchern (3) in Verbindung stehenden Übertragungskanäle (6) unterhalb des Schleifkörpers (2) im Träger (7) angeordnet sind und von dort mit weiteren Übertragungskanälen mit der Überwachungseinheit verbunden sind.
20. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Sacklöchern (3) in Verbindung stehenden Ü- bertragungskanäle (6) außerhalb des Trägers angeordnet sind und von dort mit weiteren Übertragungskanälen mit der Überwachungseinheit verbunden sind.
21. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungskanäle (6) als Schläuche, Rohre, Trägerkanäle, Lichtleiter oder Stromleiter ausgebildet sind.
22. Sensoreinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Überwachungseinheit eine Signalerfassungs- und -bearbeitungseinrichtung integriert ist.
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