CN111094051A - 用于检验集电器的接触的方法以及集电器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于检验优选非有轨的电动机驱动的交通运输工具(2)的集电器(4)与沿行驶方向(F)延伸的上部滑接线(10)的滑触线(14)的接触的方法。集电器(4)能够沿着竖直方向(V)和与竖直方向相反地移动并且具有载体元件(8)以及借助至少一个初级弹簧元件(20)弹性地支承在载体元件(8)上的用于与滑触线(14)接触的接触滑条(18)。此外，集电器(4)具有传感器单元(22)。接触滑条(18)在与滑触线(14)接触时与竖直方向(V)相反地相对于载体元件(8)从静止位置(I)偏移出，其中，由传感器单元(22)检测偏移并且根据偏移(21)确定接触滑条(18)是否与滑触线(14)接触。此外提供一种尤其设计用于执行所述方法的集电器(4)。

Description

用于检验集电器的接触的方法以及集电器
本发明涉及一种用于检验集电器与滑触线的接触的方法以及集电器。
当今在汽车领域的电气化范围内使用不同的方式来为电动机驱动的交通运输工具提供电能量。所述方式之一例如是借助布置在行车道上方的上部滑接线为这种交通运输工具供能，如上部滑接线通常在轨道交通工具中使用的那样。为了供能，为此设计的交通运输工具、特别是载重汽车具有集电器，所述集电器与上部滑接线接触并且因此确保供能。
集电器与上部滑接线的接触不只从能量传输方面的功能角度需要被确保，集电器与上部滑接线的有效接触也在安全技术的背景下是重要的。
由此出发，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种方法，借助所述方法能够简单地探测集电器与上部滑接线的接触，以及提供一种设计用于执行所述方法的集电器。
该针对方法的技术问题按本发明通过具有权利要求1的特征的方法解决。
有利的设计方案、扩展设计和变型方案是从属权利要求的内容。
所述方法设计用于检验电动机驱动的交通运输工具的集电器与沿行驶方向延伸的上部滑接线或者说空中架线的滑触线的接触。集电器尤其设计为受电弓。滑触线通常借助多个承重绳索布置在行车道的上方，以便为电动机驱动的交通运输工具供电。
电动机驱动的交通运输工具在此一般理解为(轿)车并且特别是载重汽车和/或公共汽车，其具有电动机作为牵引马达，或者是一种混合交通运输工具(由内燃机和电动机的结合)或者是一种纯电动机驱动的交通运输工具。所述的电动机驱动的交通运输工具优选不是有轨的并且因此设计用于例如在柏油路上行驶。为了简单，以下将电动机驱动的交通运输工具简称为交通运输工具。
集电器能够沿着竖直方向和与竖直方向相反地移动，也就是尤其向上和向下地移动，并且具有载体元件。载体元件通常也称为摆动升降台或者摆动升降箱。此外，载体元件设计为横板条、即横向于、尤其是垂直于滑触线定向。载体元件尤其也垂直于竖直方向定向。
此外，集电器具有借助至少一个初级弹簧元件、例如螺旋弹簧元件弹性地支承在载体元件上的接触滑条。接触滑条优选同样设计为平行于载体元件定向的横板条、即横向于行驶方向定向并且用于与滑触线接触。换而言之：接触滑条分接或者说截取通常加载滑触线所用的(供电)电压。为此，接触滑条沿竖直方向并且尤其从下方移动至滑触线并且在行驶运行中在滑触线上滑行。交通运输工具优选具有两个彼此间隔地相继地布置的接触滑条。
此外，集电器具有用于探测集电器并且尤其是接触滑条与滑触线的接触的传感器单元。也就是接触滑条在与滑触线接触时与竖直方向相反地相对于载体元件从静止位置偏移出。静止位置在此特别地理解为集电器的位置、尤其是接触滑条相对于载体元件的相对位置，在所述位置中，接触滑条除了重力之外没有通过力被支承，例如在集电器收回的情况下。偏移基于的背景是，接触滑条在接触时通过按压力“从下方”按压在滑触线上。按压力也称为接触力。然而，滑触线本身也在接触滑条上施加反作用力。换而言之：由于借助承重绳索的布置以及滑触线的自重，当接触滑条“从下方”移动至滑触线时，滑触线几乎不沿竖直方向“避让”或者说偏移。因此，初级弹簧元件被加载力并且接触滑条相对于载体元件偏移。接触滑条相对于载体元件的偏移相当于接触滑条与载体元件之间的距离。所述距离、即偏移尤其取决于按压力和相应的反作用力。尤其在按压力较高、即接触滑条更强烈地按压在滑触线上的情况下，所述偏移减少、即减小。相反地，在相应的减压时，偏移增大。
所述偏移借助传感器检测并且接着确定接触滑条是否与滑触线接触。这例如借助将所述偏移与偏移阈值相比而实现。“偏移阈值”在此特别地理解为这样的偏移，从该偏移起接触滑条与滑触线实现尤其有效的接触。
此后借助传感器单元识别偏移是否改变并且优选也识别偏移以何种程度改变，也就是识别偏移是否减小或者增大并且优选识别减小或者增大的强度。换而言之：偏移在接触时改变、也就是增大或者减小，并且传感器单元识别改变的偏移并且优选也将改变的偏移量化。
由此确保了对接触滑条与滑触线的有效接触的探测并且因此确保了对交通运输工具的有效供电。此外，对接触的检验与滑触线的电气状态无关。电气状态在此理解为滑触线的运行状态，即滑触线是否被加载(供电)电压。
传感器单元优选具有磁性元件以及磁性传感器元件。所述磁性元件和磁性传感器元件优选在偏移时能够相对彼此移动或者运动。
为了实现对偏移的简单检测，按照一种合乎目的的设计方案，检测初级弹簧元件沿着竖直方向或者与竖直方向相反的偏移。这实现了对接触滑条与滑触线的接触的简单检测。
此外，优选检测接触滑条相对于载体元件围绕沿行驶方向延伸的倾斜轴的斜度。这种设计方案的优点在于，作为对检测初级弹簧元件的偏移的备选或者补充，也可以对通过接触滑条的倾斜定义的倾斜角进行检测。
按照一种合乎目的的扩展设计，接触滑条借助两个相互间隔的初级弹簧元件弹性地布置在载体元件上。优选分别将初级弹簧元件侧向地(沿行驶方向观察在左侧和右侧地)布置在载体元件上。
优点在于，对接触滑条的斜度的检测尤其比例如在只具有一个弹簧元件的设计方案中更准确地进行。在此优选也布置有两个传感器单元。换而言之：为了检测接触滑条的斜度，按照所述设计方案考虑两个偏移(每个弹簧元件一个偏移)。在一种特别优选的设计方案中，在初级弹簧元件之一的附近分别布置有传感器单元。在此“附近”尤其理解为传感器单元最多与对应的初级弹簧元件间隔5cm地布置。
初级弹簧元件优选设计为，使得在接触滑条与滑触线接触时，所述初级弹簧元件与竖直方向相反地偏移。在此，检测初级弹簧元件的偏移。
所述磁性元件以及磁性传感器元件优选设置用于检测偏移。所述元件(磁性元件和磁性传感器元件)优选分散地布置、尤其是固持在接触滑条和载体元件上。“分散地”在此特别地理解为，选自磁性元件和磁性传感器元件的一个元件布置在接触滑条上并且选自磁性元件和磁性传感器元件的相应的另一个元件布置在载体元件上。
作为备选或补充，多个磁性元件和与之对应的磁性传感器元件设置和布置用于检测偏移。由此进一步改善了检测。
磁性元件、例如永磁体发射磁场，所述磁场能够由磁性传感器元件检测并且也被检测。在接触滑条相对于载体元件偏移、即初级弹簧元件偏移时，所述元件(磁性元件和磁性传感器元件)也相对彼此移动、即运动。因此能够根据磁性元件的由磁性传感器元件检测的磁场确定所述偏移。
在一种适当的设计方案中，磁性传感器元件设计为基于磁阻效应的传感器元件。在对以下方案的描述中，在不限制普遍性的情况下从这种充分利用磁阻效应的设计方案出发。然而，所述方案也能够合理地应用在具有其它工作方式或者构型的传感器单元的设计方案上，所述设计方案尤其具有其它备选或者附加地利用其它效应的磁性传感器元件。在一种适当的实施形式中，磁性传感器元件设计为霍尔传感器，其检测尤其与磁性元件的磁场相关并且处于磁性传感器元件上的电压。作为其它的备选方案使用这样的传感器单元，它们利用所谓的各向异性的磁阻效应(AMR)或者巨磁阻效应(GMR)，但偏移的检测和传感器单元的构造方式可以与以下阐述的方案不同。
磁性传感器元件如已经提到的那样设计用于检测磁场。为此，磁性传感器元件优选具有至少两个由铁磁性材料制成的层，所述层通过由非铁磁性材料制成的中间层分隔开。在这种布置结构中，由铁磁性材料制成的两个层的磁化根据非铁磁性的中间层的厚度沿相反的方向定向。设置在所述布置结构外部的磁场至少部分地将所述定向朝不同的方向反转。由此形成了传感器单元针对磁场的“灵敏度”。由于所述布置结构的电阻与磁化的定向相关联，所以影响磁化的磁场可以通过电阻值的改变测量。磁化的这种改变例如在将磁性传感器元件暴露于磁场中时产生。
换而言之：通过与竖直方向相反的偏移，例如布置在载体元件上的磁性传感器元件被加载磁性元件的磁场，由此改变了磁性传感器元件的磁化并且因此也改变了其电阻值。例如随着偏移的增大，阻值升高。电阻值的这种改变接下来例如借助与磁性传感器元件通过导线连接的分析单元检测，并且确定接触滑条是否与滑触线有效地接触。为此例如在分析单元中存储电阻阈值，在超过所述电阻阈值时探测到、即识别出有效的接触。
在此，磁性传感器元件针对磁场的灵敏度不局限于磁场的特定定向。由此，例如也可以借助磁性传感器元件检测接触滑条的斜度，磁性传感器元件的只被加载所述磁场的部分区域也导致磁性传感器元件的电阻的可测量的改变。
因此，按照一种合乎目的的设计方案，检测接触滑条相对于载体元件的斜度。此外，作为备选或补充，根据接触滑条的斜度和初级弹簧元件的偏移探测滑触线的源自接触滑条的接触点。在此，接触点特别地理解为在接触滑条“上”的点，接触滑条以该点接触滑触线并且因此在滑触线上滑动。
换而言之：如果沿行驶方向观察集电器、尤其是载体元件，则初级弹簧元件优选在端侧布置在载体元件和接触滑条上。由此，初级弹簧元件尤其在运行中布置在滑触线的两侧。如果现在交通运输工具例如(沿行驶方向观察)向右运动，则滑触线在接触滑条上向左移动。由此，左侧的初级弹簧元件产生比右侧的初级弹簧元件更大的偏移。在此，偏移特别地理解为左侧的初级弹簧元件与竖直方向相反的偏移、即左侧的初级弹簧元件产生镦压并且特别针对右侧的初级弹簧元件理解为沿竖直方向的偏移、即伸展或者延长。
因此，接触滑条围绕沿行驶方向延伸的旋转轴向左倾斜了一个倾斜角。因此，磁性传感器元件和尤其是磁性传感器元件的左侧区域例如比磁性传感器元件的右侧区域更强烈地暴露于磁性元件的磁场中。备选地，接触滑条向左偏移的程度使得磁性传感器元件的右侧区域完全没有暴露于磁场中。通过考虑两个初级弹簧元件的偏移、尤其是由两个偏移合成的偏移以及由此形成的倾斜角的值，能够确定接触点(在此处于接触滑条的左侧区域中)。此外，考虑改变的电阻值。
例如每个可能的接触点均配置有特定的偏移值(初级弹簧元件分别偏移或者镦压了多远)和/或与磁性传感器元件的电阻值相结合地配置有调节形成的倾斜角。
按照一种合乎目的的扩展设计，借助至少一个次级弹簧元件、例如螺旋弹簧元件将限制器元件布置在接触滑条上，其中，在接触滑条与滑触线接触时检测接触滑条和限制器元件相对于载体元件的偏移。限制器元件优选借助两个彼此间隔的次级弹簧元件布置在接触滑条上。为此，次级弹簧元件分别在端侧布置在限制器元件和接触滑条上。
此外，所述限制器元件具有侧向地突伸出接触滑条的端部区域。“端部区域”在此特别地理解为限制器元件的沿竖直方向定向的、例如弯曲的端部。尤其可以通过突伸的端部区域检测到滑触线离开允许区域。在此，允许区域理解为接触滑条的这个区域，滑触线必须与所述区域机械地接触以确保电气有效的接触。允许区域通常相当于接触滑条的宽度。在此，接触滑条的宽度理解为接触滑条的沿行驶方向观察的侧向延伸(向左和向右)。由于滑触线在允许区域内部“工作”，允许区域通常也称为工作区域并且因此限制器元件也称为工作区域限制器。
优选检测接触滑条并且因此限制器元件相对于载体元件的偏移，其形式为次级弹簧元件沿着竖直方向和与竖直方向相反的偏移。作为补充，检测接触滑条并且因此限制器元件相对于载体元件围绕倾斜轴的斜度。所述倾斜轴优选沿着行驶方向延伸。
优点在于，由于附加地布置了限制器元件，用于探测接触滑条与滑触线的接触和用于探测接触点而进行的对偏移和斜度的检测未受到影响。
按照一种优选的设计方案，所述磁性元件以及磁性传感器元件设置用于检测偏移和/或斜度。按照这种设计方案，所述元件(磁性元件和磁性传感器元件)分散地布置在限制器元件和载体元件上。“分散地”在此特别地理解为，选自磁性元件和磁性传感器元件的一个元件布置在限制器元件上并且选自磁性元件和磁性传感器元件的相应的另一个元件布置在载体元件上。因此，根据磁性元件的由磁性传感器元件检测的磁场检测了初级弹簧元件和次级弹簧元件的偏移以及接触滑条围绕倾斜轴相对于载体元件的斜度。
此外，检测滑触线离开接触滑条的允许区域和滑触线离开接触滑条。这在以下根据例子详细阐述：
如果例如交通运输工具沿行驶方向观察向右移动，则滑触线在接触滑条“上”向左移动。如果交通运输工具现在向右移动并且因此滑触线向左移动到使得滑触线从接触滑条上“滑下来”，则滑触线碰到限制器元件上，所述限制器元件通过两个彼此间隔的次级弹簧元件布置在接触滑条上。为此，限制器元件分别在端侧如已经提到的那样例如沿竖直方向(“向上”)地这样弯曲，使得限制器元件的分别向上弯曲的部分分别贴靠在接触滑条的端部上。
由于滑触线碰到限制器元件、尤其是限制器元件的(向上)弯曲的左侧部分，所以限制器元件偏移。在本例中，限制器元件与竖直方向相反地这样偏移，使得限制器元件向左倾斜。因此，例如左侧的次级弹簧元件与竖直方向相反地偏移并且右侧的次级弹簧元件沿竖直方向被镦压。初级弹簧元件相对于载体元件的偏移(其由于接触滑条与滑触线的接触而产生)以及接触滑条的倾斜角例如在滑触线离开接触滑条时突然地改变。在此，突然地改变特别地理解为，例如初级弹簧元件在滑触线离开接触滑条时与其由于滑触线产生的偏移相反地回弹。所述“回弹”同样影响借助次级弹簧元件布置在接触滑条上的限制器元件。也就是例如布置在限制器元件上的磁性元件共同地“弹跳”，由此，“共同弹跳”例如显示在磁性传感器元件的电阻的跳跃状的变化曲线中。
换而言之：磁性传感器元件“追踪”并且探测通过磁性元件的磁场的加载。在滑触线离开接触滑条并且接触滑条和由此限制器元件进行所述的弹跳运动时，磁性传感器元件例如被施加变化的磁场。通过这种变化地施加磁场(磁场通过弹跳运动一次性地进入磁性传感器元件中并且又移出)，所测量的磁性传感器元件的电阻也跳跃式地改变。接下来可以基于所测量的阻值的这种跳跃式的变化曲线推断出滑触线离开接触滑条。
优选借助传感器单元根据偏移确定接触滑条与滑触线接触所用的接触力。在此尤其考虑初级弹簧元件的偏移，因为初级弹簧元件将载体元件与相对于载体元件偏移的接触滑条直接机械地连接。
原则上存在多个用于布置磁性元件和磁性传感器元件的适当的可能性。在第一变型方案中，这样安装两个元件，使得当接触滑条与载体元件之间的偏移减小时，磁性元件和磁性传感器元件相向运动。在此，偏移这样与接触力相关联，使得载体元件与接触滑条之间的较小偏移相应于较大的接触力。在此，较小的偏移特别地理解为例如设计为螺旋弹簧元件的初级弹簧元件的墩压。在第二变型方案中，这样安装两个元件，使得当接触滑条与载体元件之间的偏移减小时，磁性元件和磁性传感器元件彼此远离地移动。在此，偏移这样与接触力相关联，使得载体元件与接触滑条之间的较大的偏移也相应于较大的接触力。
尤其与上述第二变型方案相关地，集电器相宜地具有固持件，所述固持件安装在接触滑条或者限制器元件上。所述固持件围绕载体元件导引并且这样包围所述载体元件，使得固定在固持件上的元件(磁性传感器元件或者磁性元件)尤其布置在另一元件的下方。因此，在接触滑条与载体元件之间的距离减小时，磁性元件与磁性传感器元件之间的距离增大。
有利地，借助传感器单元能够确定并且优选也确定两个参数、例如确定接触滑条与滑触线的接触和同时确定接触力。此外，可以取消耗费的例如设计用于光学地测量力的传感器单元。
针对集电器的技术问题按照本发明通过具有权利要求13的特征的集电器解决。
集电器设计用于执行前述的方法。
在方法方面描述的优点和优选的设计方案能够合理地转用在集电器上并且反之亦然。
集电器能够沿着竖直方向和与竖直方向相反地移动并且设计用于为优选非有轨的电动机驱动的交通运输工具供电。为此，集电器接触沿行驶方向延伸的上部滑接线的滑触线。集电器尤其按照受电弓的方式设计。
为此，集电器具有载体元件、通常也称为摆动升降箱。所述载体元件尤其设计为横板条、即横向于、优选垂直于滑触线定向。此外，集电器具有借助至少一个初级弹簧元件弹性地布置在载体元件上的用于与滑触线接触的接触滑条。因此，接触滑条能够在与滑触线接触时相对于载体元件从静止位置偏移出。
接触在此一方面理解为集电器沿竖直方向移动至滑触线的接触过程，并且另一方面理解为在移动到达之后集电器与滑触线的相接触的状态。为了检测接触滑条相对于载体元件的偏移，集电器具有传感器单元，其中，根据偏移分析接触滑条是否与滑触线接触。此外，接触滑条同样设计为横板条并且横向于、优选垂直于滑触线定向。
作为备选或补充，分析借助分析单元进行，所述分析单元例如布置在集电器的控制单元上或者例如布置在交通运输工具内部。分析单元在此优选借助有线的或者无线的连接与传感器单元相连、例如借助电导线连接。
传感器单元优选具有磁性元件以及磁性传感器元件。
按照一种优选的设计方案，所述磁性传感器元件设计为磁阻式的传感器元件、例如巨磁阻传感器元件(GMR传感器元件)。在此，磁阻式的传感器元件特别地理解为基于磁阻效应工作的传感器元件。在此，磁阻效应一般地理解为描述由于施加外部磁场造成的材料电阻改变的效应。
传感器单元的备选设计方案利用其它的工作方式或者具有其它的构型、尤其是具有备选或者附加地利用其它效应的其它的磁性传感器元件。例如，磁性传感器元件设计为霍尔传感器，其检测尤其与磁性元件的磁场相关并且处于磁性传感器元件上的电压。此外尤其使用这样的传感器单元，它们尤其利用所谓的各向异性的磁阻效应(AMR)或者巨磁阻效应(GMR)。
合乎目的地，所述磁性元件以及磁性传感器元件分散地布置在接触滑条和载体元件上。例如，磁性传感器元件布置在载体元件上并且磁性元件布置在接触滑条上。由此例如通过影响磁性传感器元件的电阻简单地检测所述偏移，对磁性传感器元件的电阻的影响通过借助磁性元件发射的磁场实现，如已经在描述方法时说明的那样。
按照一种优选的扩展设计，限制器元件借助至少一个次级弹簧元件、尤其是借助两个次级弹簧元件弹性支承地布置在接触滑条上。限制器元件尤其与竖直方向相反地布置、即布置在接触滑条下方。此外，限制器元件优选分别在端侧具有沿竖直方向(“向上”)定向的、例如弯曲的端部区域。也就是端部区域沿着接触滑条的在行驶方向上观察处于侧向的端部延伸。因此，能够如已经描述的那样探测到滑触线离开接触滑条。
合理地，磁性元件以及磁性传感器元件按照已经描述的方式分散地布置在限制器元件和载体元件上。
按照一种有利的扩展设计，布置有至少两个传感器单元，用于在两个不同的位置处测量偏移和/或斜度。特别适宜的设计方案是，布置有两个初级弹簧元件并且分别在相应的初级弹簧元件的区域中、即例如距离初级弹簧元件不超过20cm或者尤其不超过10cm远处布置有传感器单元，即总共布置有两个传感器单元。以此方式能够有利地改善地确定斜度和/或偏移。
以下根据附图详细阐述本发明的实施例。在部分强烈地简化的视图中：
图1示出电动机驱动的交通运输工具的示意性侧视图，
图2示出按照第一设计变型方案的集电器的示意图，
图3示出按照第二设计变型方案的集电器的示意图，
图4示出按照第二设计变型方案的载体元件在偏移的状态中的示意图并且
图5示出按照第三设计变型方案的集电器的侧视图。
在附图中用相同的附图标记显示作用相同的部件。
在图1中所示的交通运输工具2具有集电器4，所述集电器在本实施例中布置在交通运输工具2的顶部上。集电器4具有集电器臂6以及布置在集电器臂6的一个端部上的载体元件8。集电器臂6以另一个端部布置在交通运输工具2的顶部上。
集电器4能够沿竖直方向V和与竖直方向V相反地移动并且用于为交通运输工具2提供(运行)电压。电压通常借助上部滑接线10提供。上部滑接线10沿行驶方向F延伸并且布置在行车道12上方。此外，上部滑接线10具有滑触线14以及多个用于布置在行车道12上方的承重绳索16。滑触线14通常被加载(运行)电压。
为了分接(运行)电压，集电器4具有布置在载体元件8上的接触滑条18(参见图2)。接触滑条18横向于滑触线14定向并且沿竖直方向V(“从下方”)移动至滑触线14，以便为交通运输工具2供电。接触滑条18由此在行驶运行中沿着滑触线14滑动并且确保交通运输工具的供电。
在一种未示出的备选方案中，在初级弹簧元件20的区域中分别布置有另外的传感器单元22。在此，磁性元件24分别与配属的初级弹簧元件20连接在接触滑条上的位置距离不超过10cm远地布置，并且磁性传感器元件26分别与配属的初级弹簧元件20连接在载体元件8上的位置距离不超过10cm远地布置。
在图2中示出按照第一设计变型方案的载体元件8沿行驶方向F观察的示意图。接触滑条18借助两个初级弹簧元件20布置在载体元件8上。接触滑条18在本实施例中沿竖直方向、即布置在载体元件8上方。为此，初级弹簧元件20分别在端侧布置在朝向选自载体元件8和接触滑条18的相应的另一元件的侧面上。接触滑条18和载体元件8在本实施例中均设计为横板条并且因此横向于滑触线14定向。
通过初级弹簧元件20沿竖直方向V和与竖直方向V相反地弹性地支承接触滑条18。此外，接触滑条18与载体元件8相隔距离A。为了检测接触滑条18在与滑触线14接触时的偏移，集电器4、尤其是载体元件8具有传感器单元22。所述传感器单元22具有磁性元件24、例如永磁体元件以及磁性传感器元件26、例如巨磁阻元件。
在本实施例中，磁性元件24居中地布置在接触滑条18上并且发射持续的磁场M。磁性传感器元件26在本实施例中布置在载体元件8上并且设计用于检测磁场M。
在集电器4、尤其是接触滑条18移动至滑触线14时，接触滑条18被“压”在滑触线14上。接触滑条18并且因此初级弹簧元件20相对于载体元件8偏移、尤其是与竖直方向V相反地偏移。也就是距离A减小。由于距离A减小，磁性元件24相对于磁性传感器元件26的相对位置也改变，磁性传感器元件26由此检测磁场改变。例如，随着不断变小的距离A，磁场M的磁场强度升高。因此，在由于接触滑条18与滑触线14接触而产生偏移时，磁性传感器元件26暴露在比例如在静止位置中更强的磁场M中。在此，静止位置理解为集电器4和尤其是接触滑条18的这个位置，在所述位置中，接触滑条18例如没有与滑触线14接触。更强的磁场M例如在磁性传感器元件26的内部导致磁性传感器元件26的电阻增大，其中，这种改变能够被检测到。
例如在此处未示出的分析单元中存储电阻阈值，在超过所述电阻阈值时实现了接触滑条18与滑触线14的功能性的或者说有效的接触。
作为补充，借助所述的布置结构也检测接触滑条18以倾斜角α的倾斜。为此，根据滑触线14沿着侧向S或者与侧向S相反的移动确定沿行驶方向F观察处于左侧的初级弹簧元件20和右侧的初级弹簧元件20的偏移。例如由于接触滑条18与滑触线14沿行驶方向F观察不居中的接触而产生的两个初级弹簧元件20的不同偏移对于倾斜角α的值是决定性的。换而言之：如果例如接触滑条18的沿行驶方向F观察处于右侧的区域与滑触线14接触，则右侧的初级弹簧元件20比左侧的初级弹簧元件20更强烈地反向于竖直方向地偏移。因此接触滑条18“向右”倾斜，这在本实施例中导致倾斜角α的增大和磁性元件24的倾斜。同时，施加在磁性传感器元件26上或者说贯穿磁性传感器元件26的磁场M的定向由于倾斜而改变。在所述的例子中，磁性传感器元件的右侧区域现在比左侧区域更强烈地被磁场M贯穿(在图4中更详细地阐述)。这种不同的磁场贯穿又对磁性传感器元件26的电阻的能被检测的改变产生影响。
此外，可以基于初级弹簧元件20的偏移和倾斜角α的结合，推断出滑触线14在接触滑条18“上”的接触点28。为此，例如将初级弹簧元件20的不同偏移总结为一个合成的偏移并且可以基于检测到的参数(倾斜角α和合成的偏移)推断出接触点28。
根据初级弹簧元件20的偏移和初级弹簧元件20的弹性常数同样确定接触力，接触滑条18以所述接触力与滑触线14接触、即接触滑条18以所述接触力压“在”滑触线14上。
在图3中示出按照第二设计变型方案的载体元件8。在图3中，载体元件8具有如已经在第一设计变型方案中描述的所有元件和单元18、20、22、24、26。
然而附加地，限制器元件32借助多个、在本实施例中两个次级弹簧元件30布置在接触滑条18上。限制器元件32与竖直方向相反地、也就是布置在接触滑条18的底侧34上。借助次级弹簧元件30也将限制器元件32沿竖直方向V和与竖直方向V相反地弹性地支承并且因此限制器元件能够相对于载体元件8和相对于接触滑条18偏移。
限制器元件32分别在端侧具有沿竖直方向V、即向上定向的、例如弯曲的端部区域36。因此，端部区域36(由于限制器元件32布置在接触滑条18“下方”)包围接触滑条18。换而言之：由于端部区域36向上定向，所以端部区域在接触滑条18的端部旁“突伸”经过。
此外，按照第二设计变型方案的磁性元件24布置在限制器元件32上。由于限制器元件32布置在接触滑条18上，由此在接触滑条18与滑触线14接触时限制器元件32也相对于载体元件8偏移，所以与第一设计变型方案类似地确保了对接触滑条18与滑触线14的接触的确定。
第二设计变型方案基于的思想是，可以附加地探测到滑触线14离开接触滑条18。在此，离开特别地理解为滑触线14从接触滑条18上侧向地“滑下来”。
在图4中根据一个例子更详细地阐述对离开的探测。
图4示出集电器4的载体元件8以及接触滑条18，其中，接触滑条18沿行驶方向F观察侧向地偏移。如已经在图3中描述的那样，以下详细阐述用于探测滑触线14离开接触滑条18的方法：
如果例如交通运输工具2在行驶运行中(并且因此接触滑条与滑触线14处于接触连接中)沿行驶方向观察向左移动，则滑触线14在接触滑条18上向右移动。如果交通运输工具2没有终止向左的移动，则滑触线14在右侧区域中离开接触滑条18。
由于限制器元件32的端部区域36侧向地在接触滑条18的端部旁突伸经过，所以滑触线14“压”在相应的端部区域36、在本实施例中压在右侧的端部区域36上。这导致限制器元件32相对于载体元件8偏移。在本实施例中，右侧的次级弹簧元件30与竖直方向V相反地偏移并且限制器元件32在形成倾斜角α的情况下向右倾斜。由于磁性元件24布置在限制器元件32上，所以磁性元件类似地倾斜并且因此按照已经描述的方式以“倾斜的”磁场M贯穿布置在载体元件8上的磁性传感器元件26。
因为离开接触滑条18和滑触线14在接触滑条18上的(大多非临界的)移动均导致磁性元件24的偏移并且因此形成倾斜的磁场M，所以需要将离开接触滑条18与滑触线14的移动区分开。
为此例如追踪磁性传感器元件的由于磁场贯穿造成的电阻改变的曲线。这种考虑基于的是，在滑触线14离开接触滑条18时，与滑触线14的单纯移动相比，如已经在之前提到的那样，可以检测到阻值的变化曲线中的跳跃。因此，当在磁性传感器元件的信号曲线中确定这种跳跃时，例如借助已经提到的分析单元可以明确地探测到滑触线14离开接触滑条18。
图5示出以沿着载体元件8的视线方向观察的集电器4的另一设计变型方案。在此，磁性元件24与磁性传感器元件26之间的距离在静止状态I中沿着竖直方向V是最小的。磁性传感器元件26在此布置在载体元件8的背离接触滑条18的、换而言之朝向交通运输工具2的侧面上。此外，在接触滑条18上布置有固持件38，所述固持件包围载体元件8，因此固定在固持件38上的磁性元件24相对于磁性传感器元件26竖直地朝交通运输工具2的方向间隔地布置。由此在接触滑条18与载体元件8之间的距离A减小时，磁性元件24与磁性传感器元件26之间的距离增大。
在一种备选的、未进一步示出的并且在其它方面构造相同的变型方案中，磁性传感器元件26固定在固持件38上并且磁性元件24固定在载体元件8上。
此外，在按照图3的集电器4的另一未示出的备选的设计方案中，限制器元件32具有包围载体元件8的固持件38。

Claims (20)

1.一种用于检验优选非有轨的电动机驱动的交通运输工具(2)的集电器(4)与沿行驶方向(F)延伸的上部滑接线(10)的滑触线(14)的接触的方法，其中，所述集电器(4)能够沿着竖直方向(V)和与竖直方向(V)相反地移动并且具有：
-载体元件(8)以及
-借助至少一个初级弹簧元件(20)弹性地支承在所述载体元件(8)上的用于与所述滑触线接触的接触滑条(18)，
其中，所述集电器(4)具有传感器单元(22)并且所述接触滑条(18)在与所述滑触线(14)接触时与竖直方向(V)相反地相对于所述载体元件(8)从静止位置(I)偏移出，其中，由所述传感器单元(22)检测偏移(21)并且根据所述偏移(21)确定所述接触滑条(18)是否与所述滑触线(14)接触。
2.按前述权利要求所述的方法，
其中，所述传感器单元(22)具有磁性元件(24)以及磁性传感器元件(26)，所述磁性元件和磁性传感器元件在所述偏移(21)时能够相对彼此移动。
3.按前述两个权利要求之一所述的方法，
其中，检测所述初级弹簧元件(20)沿着竖直方向(V)或者与竖直方向(V)相反的偏移。
4.按前述权利要求之一所述的方法，
其中，检测所述接触滑条(18)相对于所述载体元件(8)围绕沿行驶方向(V)延伸的倾斜轴(Z)的斜度(N)。
5.按前述权利要求之一所述的方法，
其中，所述接触滑条(18)借助两个相互间隔的初级弹簧元件(20)弹性支承地布置在所述载体元件(8)上。
6.按前述权利要求之一所述的方法，
其中，所述初级弹簧元件(20)设计为，使得在所述接触滑条(18)与所述滑触线(14)接触时，所述初级弹簧元件与竖直方向(V)相反地偏移，其中，检测所述偏移(21)。
7.按前述权利要求之一和权利要求2所述的方法，
其中，所述磁性元件(24)以及磁性传感器元件(26)设置用于检测偏移(21)，所述磁性元件和磁性传感器元件分散地布置在所述接触滑条(18)和所述载体元件(8)上，并且在所述接触滑条(18)相对于所述载体元件(8)偏移(21)时，根据所述磁性元件(24)的由磁性传感器元件(26)检测的磁场(M)确定所述初级弹簧元件(20)的偏移。
8.按权利要求7所述的方法，
其中，借助所述传感器单元(22)探测所述接触滑条(18)相对于所述载体元件(8)的斜度(N)和/或根据所述接触滑条(18)的斜度和所述初级弹簧元件的偏移探测所述滑触线(14)在所述接触滑条(18)上的接触点(28)。
9.按前述权利要求之一所述的方法，
其中，借助至少一个次级弹簧元件(30)将限制器元件(32)布置在接触滑条(18)上，所述限制器元件具有侧向地突伸出接触滑条(18)的端部区域(36)，其中，检测所述接触滑条(18)和所述限制器元件(32)相对于所述载体元件(18)的偏移(21)。
10.按权利要求9所述的方法，
其中，检测所述次级弹簧元件(30)沿着竖直方向(V)和与竖直方向(V)相反的偏移和/或检测所述接触滑条(18)相对于所述载体元件(8)围绕沿着行驶方向(F)延伸的倾斜轴(Z)的斜度(N)。
11.按权利要求10和权利要求2所述的方法，
其中，所述磁性元件(24)以及磁性传感器元件(26)设置用于检测偏移(21)和/或斜度(N)，所述磁性元件(24)和磁性传感器元件(26)分散地布置在所述限制器元件(32)和所述载体元件(8)上，从而根据所述磁性元件(24)的由所述磁性传感器元件(26)检测的磁场(M)确定所述次级弹簧元件(30)的偏移和/或所述接触滑条(18)相对于所述载体元件(8)的斜度(N)。
12.按前述权利要求之一所述的方法，
其中，借助所述传感器单元根据偏移确定所述接触滑条与所述滑触线接触所用的接触力。
13.一种优选非有轨的电动机驱动的交通运输工具(2)的集电器(4)，所述集电器用于与上部滑接线(10)的滑触线(14)接触，其中，所述滑触线(14)沿行驶方向(F)延伸，并且集电器(4)能够沿着竖直方向(V)和与竖直方向(V)相反地移动并且具有：
-载体元件(8)以及
-借助至少一个初级弹簧元件(20)弹性地布置在所述载体元件(8)上的用于与所述滑触线(14)接触的接触滑条(18)，从而使所述接触滑条(18)在与所述滑触线(14)接触时相对于所述载体元件(8)从静止位置(I)偏移出以及
-用于检测偏移(21)的传感器单元(22)，其中，根据所述偏移(21)分析所述接触滑条(18)是否与所述滑触线(14)接触。
14.按权利要求13所述的集电器(4)，
其中，所述传感器单元(22)具有磁性元件(24)以及磁性传感器元件(26)。
15.按权利要求13或14所述的集电器(4)，
其中，所述磁性传感器元件(26)设计为磁阻式的传感器元件。
16.按权利要求13至15之一所述的集电器(4)，
其中，所述磁性元件(24)以及磁性传感器元件(26)分散地布置在所述接触滑条(18)和所述载体元件(8)上。
17.按前述权利要求之一所述的集电器(4)，
其中，所述磁性元件(24)和所述磁性传感器元件(26)这样安装，使得当所述接触滑条(18)与所述载体元件(8)之间的偏移(21)减小时，所述磁性元件(24)和所述磁性传感器元件(26)彼此远离地移动。
18.按权利要求13至15之一所述的集电器(4)，
其中，限制器元件(32)借助至少一个次级弹簧元件(30)弹性支承地布置在所述接触滑条(18)上。
19.按权利要求18所述的集电器(4)，
其中，所述磁性元件(24)和所述磁性传感器元件(26)分散地布置在所述限制器元件(32)和所述载体元件(18)上。
20.按前述权利要求之一所述的集电器(4)，
其中，布置有至少两个传感器单元(22)，用于在两个不同的位置处测量偏移(21)和/或斜度(N)。
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