DE102014014286A1

DE102014014286A1 - Modul zur optischen Fahrdrahtenteisung für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE102014014286A1
Application number: DE102014014286.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-27
Filing date: 2014-09-27
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Durch eine optische Strahlung wird ein Fahrdraht erwärmt, sodass sich eine darauf gebildete Eisschicht lösen kann. Hierbei wird die optische Strahlung durch eine Sensorvorrichtung hinsichtlich ihrer Stärke und Ausrichtung optimiert.

Description

Thema, Umfeld
Insbesondere im Winter besteht häufig die Problematik das der Fahrdraht, welcher in den meisten Fällen die Stromversorgung für elektrische Schienenfahrzeuge darstellt, vereist. Dies hat häufig zur Folge, dass sich die Stromversorgung für das Fahrzeug auf ein Niveau reduziert, welches den planmäßigen Betrieb beeinträchtigt.
Stand der Technik
Der Stand der Technik besteht darin, dass der Fahrdraht meist chemisch enteist wird – indem beispielsweise ein Frostschutzmittel auf den Fahrdraht aufgetragen wird. Seltener kommt eine mechanische Fahrdrahtenteisung zum Einsatz.
Kritik am Stand der Technik
Bei der chemischen Enteisung durch den Einsatz eines Frostschutzmittels besteht die Problematik darin, dass Frostschutzmittel teilweise umweltbelastend sind, erworben, gelagert und speziell aufgetragen werden müssen.
Die Problematik bei einer mechanischen Enteisung besteht darin, dass der Fahrdraht abgenutzt wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Fahrdraht berührungsfrei zu enteisen, indem er durch eine optische Strahlung erwärmt wird.
Patentbeschreibung
Für die berührungslose optische Fahrdrahtenteisung wird entweder Infrarotlicht (Frequenz 300 GHz bis 400 THz) und/oder eine normale Lichtquelle (Frequenz 379 THz bis 769 THz) und/oder ein Laser eingesetzt – welche einfach, mehrfach oder kombiniert eingesetzt werden können und im Folgenden als Enteisungslicht zusammengefasst beschrieben werden.
Die Zeichnung 1 skizziert die Anordnung auf dem Enteisungsmodul. Für die Steuerung dieser Enteisung befindet sich in Fahrtrichtung vor dem Enteisungslicht ein optischer Sensor zur Erfassung der Fahrdrahtposition (siehe Zeichnung 1 Punkt 1). Im Anschluss befindet sich ein Temperatursensor, der anhand der Wärmestrahlung des Fahrdrahtes die Fahrdrahttemperatur ermittelt (siehe Zeichnung 1 Punkt 2). Im Anschluss befindet sich die Lichtquelle für das Enteisungslicht (siehe Zeichnung 1 Punkt 3). Nach dieser folgt ein weiterer Temperatursensor, der anhand der Wärmestrahlung des Fahrdrahtes die Fahrdrahttemperatur ermittelt (siehe Zeichnung 1 Punkt 4). Abgeschlossen wird das Enteisungsmodul durch einen möglichen zweiten optischen Sensor zur weiteren Erfassung der Fahrdrahtposition (siehe Zeichnung 1 Punkt 4), da sich der Fahrdraht im Normalfall in einer konstanten Position oberhalb des Fahrzeuges befindet. Anhand der Fahrdrahtpositionen (siehe Zeichnung 1 Punkt 1) oder auch kombiniert mit der anderen Fahrdrahtpositionen (siehe Zeichnung 1 Punkt 5) kann gemeinsam mit der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Verstellposition für den Temperatursensor und das Enteisungslicht geregelt werden. Hierbei kann das Enteisungslicht entweder direkt auf den Fahrdraht oder über einen reflektierenden Körper gestrahlt werden. Im Falle eines reflektierenden Körpers kann dieser und/oder die Lichtquelle verstellt werden. Im Allgemeinen findet die Verstellung bei allen zu verstellenden Teilen über eine Hydraulik und/oder eine Pneumatik statt.
Die optische Fahrdrahtpositionsbestimmung und die optischen Temperatursensoren werden hier nicht beschrieben, da solche Systeme zum Stand der Technik gehören und nur Bauteile dieses Moduls darstellen.
Wenn das Modul aktiv ist wird während der Fahrt die Fahrdrahtposition ermittelt. Anhand dieser Daten kann der in Fahrtrichtung vordere Temperatursensor auf den Fahrdraht ausgerichtet werden um die Fahrdrahttemperatur zu ermitteln. Wenn diese Temperatur einen Grenzwert unterschritten hat und zugleich die Stromversorgung im Fahrzeug einen einstellungsspezifischen Pegel unterschreitet, wird mit der vorhandenen Energie die optische Fahrdrahtenteisung gespeist und somit die Fahrleitung erwärmt. Der darauf folgende Temperatursensor dient hierbei zur Regelung, damit der Fahrdraht nicht zu stark erwärmt wird.
Beschreibung der Zeichnung 1: Verzerrt dargestelltes Schienenfahrzeug mit nur einem Enteisungsmodul und nur einem Stromabnehmer zur vereinfachten Darstellung.
Bezugszeichenliste

1: optischer Sensor zur Erfassung der Fahrdrahtposition
2: Temperatursensor zur Erfassung der Wärmestrahlung des Fahrdrahts
3: optische Fahrdrahtenteisungslichtquelle (entweder Infrarotlicht (Frequenz 300 GHz bis 400 THz) und/oder eine normale Lichtquelle (Frequenz 379 THz bis 769 THz) und/oder ein Laser)
4: Temperatursensor zur Erfassung der Wärmestrahlung des Fahrdrahts
5: optischer Sensor zur Erfassung der Fahrdrahtposition
6: Fahrdraht
7: Schiene
8: Schienenfahrzeug
9: Stromabnehmer

Claims

Die optische Fahrdrahtenteisung für Schienenfahrzeuge ist dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere strahlende Lichtquellen (Infrarotlicht im Frequenzbereich 300 GHz bis 400 THz und/oder normales Licht im Frequenzbereich von 379 THz bis 769 THz und/oder Laserlicht) anhand der Informationen, relativer Fahrdrahtposition, Fahrdrahttemperatur/en, Fahrzeugstromversorgungsstatus, Fahrzeuggeschwindigkeit und Betriebsstatus, im Stillstand und/oder während der Fahrt des Schienenfahrzeugs, dynamisch auf den Fahrdraht ausgerichtet und aktiv sind, sodass der Fahrdraht durch den optischen Energieeintrag seine Temperatur erhöht, damit sich eine auf dem Fahrdraht gebildete Eisschicht lösen oder gar nicht erst bilden kann.
Nach Anspruch 1 ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle bzw. Lichtquellen direkt oder reflektiert an einem reflektierenden Körper auf den Fahrdraht strahlen.
Nach Anspruch 1 ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle bzw. Lichtquellen oder reflektierende Körper sowie die Temperatursensoren durch ein oder mehrere hydraulische und/oder pneumatische Stellglieder auf den Fahrdraht ausgerichtet werden, wobei die Information des Ausrichtens durch die Fahrdrahtpositionssensoren, den Betriebsstatus (z. B. Fahrdrahtenteisung an oder aus) und die Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.
Nach Anspruch 1 ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sich in Fahrtrichtung vor dem angestrahlten Fahrdrahtbereich mindestens eine optische Fahrdrahtpositionerfassung befindet und in Fahrtrichtung nach dem angestrahlten Bereich keine, eine oder mehrere optische Fahrdrahtpositionerfassungen befinden können, welche über einen abtastenden Laser kombiniert mit einer Videokamera und ggf. einer Geschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs die jeweilige relative Fahrdrahtposition ermitteln.
Nach Anspruch 1 ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sich in Fahrtrichtung vor dem angestrahlten Fahrdrahtbereich und in Fahrtrichtung nach dem angestrahlten Bereich Infrarottemperaturaufnehmer befinden um der Steuerung die Temperaturinformation mitzuteilen, sodass sich daraus der Betriebsstatus ermitteln lässt.
Nach Anspruch 1 ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die optische Strahlung dosierbar ist.