DE102014102453A1

DE102014102453A1 - Schienenfahrzeugvorrichtung

Info

Publication number: DE102014102453A1
Application number: DE102014102453.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2015-08-27

Abstract

Die Erfindung geht von einer Schienenfahrzeugvorrichtung aus, mit zumindest einer Achse (11), die dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schienen (12, 13) eines Gleises herzustellen, und mit einer zumindest teilweise getrennt von der Achse (11) ausgeführten Kontaktvorrichtung (14), die dazu vorgesehen ist, die zwei Schienen (12, 13) gleichzeitig zu kontaktieren. Es wird vorgeschlagen, dass die Kontaktvorrichtung (14) dazu vorgesehen ist, zumindest zeitweise eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen (12, 13) herzustellen, die parallel zu der Achse (11) geschaltet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Schienenfahrzeugvorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Position eines Schienenfahrzeugs.
Aus der DE 1605323A ist bereits eine Schienenfahrzeugvorrichtung bekannt mit zwei Achsen, und mit einer zumindest teilweise von der Achse getrennt ausgeführten Kontaktvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, eine Schiene mit zwei Kontaktelementen gleichzeitig zu kontaktieren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine hohe Sicherheit bei einem Betrieb eines Schienenfahrzeugs zu erreichen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Schienenfahrzeugvorrichtung, mit zumindest einer Achse, die dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schienen herzustellen, und mit einer zumindest teilweise getrennt von der Achse ausgeführten Kontaktvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, die zwei Schienen gleichzeitig zu kontaktieren.
Es wird vorgeschlagen, dass die Kontaktvorrichtung dazu vorgesehen ist, zumindest zeitweise eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen herzustellen, die parallel zu der Achse geschaltet ist. Dadurch kann eine Position der Achse auch dann sicher bestimmt werden, wenn eine elektrische Verbindung zwischen der Achse und der Schiene unterbrochen ist, beispielsweise während einer Schienenbesandung und/oder durch eine Verschmutzung der Schiene und/oder Witterungsbedingungen, wie Schnee und/oder Eis.
Fehler bei einer Erfassung der Position der Achse, beispielsweise für eine Gleisfreigabe, können vermieden werden, wodurch eine hohe Sicherheit bei einem Betrieb eines Schienenfahrzeugs erreicht werden kann. Unter einer „Achse“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Anordnung von zwei Rädern eines Fahrzeugs verstanden werden, die bezogen auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs auf zwei gegenüberliegenden Seiten auf einer gleichen Höhe angeordnet sind. Insbesondere ist die Achse dazu vorgesehen, eine Last des Fahrzeugs auf die Räder zu übertragen. Unter einer elektrischen Verbindung, die „parallel“ zu der Achse geschaltet ist, soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine elektrische Verbindung verstanden werden, die in einem Stromkreis gleichwertig zu der von der Achse hergestellten elektrischen Verbindung ist, und insbesondere dazu vorgesehen ist, einen unterbrochenen Kontakt zwischen Schienen und Rädern, die an der Achse angeordnet sind, zu überbrücken. Die elektrische Verbindung ist insbesondere dazu vorgesehen, von einer Auswerteeinheit erfasst zu werden zu einer Positionsüberwachung der Achse. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
In eine vorteilhaften Ausgestaltung weist die Kontaktvorrichtung zumindest zwei Kontaktelemente auf, die jeweils unterschiedlichen Schienen zugeordnet sind und dazu vorgesehen sind, zumindest einen elektrischen Kontakt mit der jeweils zugeordneten Schiene herzustellen. Dadurch kann besonders zuverlässig eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen hergestellt werden. Unter einem „Kontaktelement“ soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das getrennt von an der Achse angeordneten Rädern ausgebildet ist. Bevorzugt sind die Kontaktelemente als Schleifkontakte ausgebildet, bezogen auf eine Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs vor der Achse angeordnet und dazu vorgesehen, auch einen mechanischen Kontakt mit der jeweils zugeordneten Schiene herzustellen.
Ferner umfasst die Kontaktvorrichtung in vorteilhafter Weise zwei Leitungen, die dazu vorgesehen sind, jeweils ein Kontaktelement mit einem Gestell elektrisch zu verbinden. Dadurch kann eine besonders kompakte Schienenfahrzeugvorrichtung bereitgestellt werden, und ein vorhandener Bauraum kann effizient genutzt werden. Außerdem kann besonders einfach ein unterbrochener Kontakt zwischen an der Achsen angeordneten Rädern und dem Gestell überbrückt werden. Unter einem „Gestell“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Baugruppe verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Last des Schienenfahrzeugs auf die zumindest eine Achse zu übertragen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kontaktelemente jeweils eine Mehrzahl von Bürsten aufweisen, die dazu vorgesehen sind, einen elektrischen Kontakt mit der zugeordneten Schiene herzustellen. Dadurch kann eine mögliche Beschädigung oder ein Verlust einer Bürste kompensiert und ein besonders zuverlässiges Kontaktelement bereitgestellt werden. Bevorzugt sind die Bürsten des Bürstenpaares bezogen auf eine Ausrichtung der zugeordneten Schiene hintereinander angeordnet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Schienenfahrzeugvorrichtung zumindest eine Absenkvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente jeweils auf eine dem Kontaktelement zugeordnete Schiene vertikal abzusenken, und zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Schienenfahrzeugs mittels der zumindest einen Absenkvorrichtung in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen zu bringen. Dadurch können die Kontaktelemente beschränkt auf einen Bedarfsfall mit den Schienen in Kontakt gebracht werden, wodurch ein geringer Verschleiß der Kontaktelemente erreicht werden kann und eine besonders langlebige und zuverlässige Kontaktvorrichtung bereitgestellt werden kann. Unter einer „Absenkvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung mit einem Linearantrieb verstanden werden, der zu einer geradlinigen und/oder zumindest gestreckten Bewegung der Kontaktelemente vorgesehen ist. Unter einer "Steuer- und/oder Regeleinheit" soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem "Steuergerät" soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Bevorzugt weist die zumindest eine Absenkvorrichtung ein Steuerelement auf, das mittels einer Signalleitung mit der Steuer- und Regeleinheit verbunden ist, und dazu vorgesehen, eine Bewegung der Absenkvorrichtung zu steuern. Bevorzugt ist die Absenkvorrichtung als eine hydraulische Absenkvorrichtung und das Steuerelement als ein Steuerventil ausgebildet. Unter einem „Betriebszustand“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Phase während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs verstanden werden, beispielsweise eine Anfahrphase, eine Verzögerungsphase, eine Notbremsung oder eine gleichmäßige Fahrt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit eine Sensoreinheit umfasst, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen elektrischen Kontakt zwischen der Achse und den Schienen zu überwachen. Dadurch kann eine besonders flexibel einsetzbare Schienenfahrzeugvorrichtung bereitgestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, höchstens 1,5 Sekunden nach einer Anforderung, die Kontaktelemente in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen zu bringen. Dadurch kann eine besonders hohe Genauigkeit bei einer Positionsüberwachung der Achse erreicht werden. Unter einer „Anforderung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Signal an die Steuer- und/oder Regeleinheit verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, ein Absenken der Kontaktelemente auszulösen. Bevorzugt ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, die Kontaktelemente höchstens eine Sekunde und besonders bevorzugt, höchstens 0,7 Sekunden nach der Anforderung in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen zu bringen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente mittels der zumindest einen Absenkvorrichtung während einer Schienenbesandung in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen zu bringen. Dadurch können Fehler bei einer Positionserkennung aufgrund einer Schienenbesandung besonders wirkungsvoll vermieden werden. Unter einer „Schienenbesandung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, bei dem mittels einer Sandungsvorrichtung Sand und/oder ein anderes Reibmittel auf die Schienen vor an der Achse angebrachten Rädern aufgebracht wird und der Sand und/oder das andere Reibmittel einen elektrischen Kontakt zwischen den Schienen und den Rädern unterbricht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuer- und/oder Regeleinheit, dazu vorgesehen, die Kontaktelemente mittels der zumindest einen Absenkvorrichtung zumindest während eines Bremsvorgangs und/oder eines Anfahrvorgangs des Schienenfahrzeugs abzusenken. Dadurch kann eine besonders zuverlässige Positionserkennung der Achse in besonders kritischen Betriebszuständen erreicht werden. Unter einem „Bremsvorgang“ ist in diesem Zusammenhang insbesondere eine Not- und/oder Vollbremsung des Schienenfahrzeugs zu verstehen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit, dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente in Abhängigkeit von einem Betriebszustand anzuheben. Dadurch kann ein besonders verschleißarmer Betrieb der Schienenfahrzeugvorrichtung erreicht werden und eine langlebige Schienenfahrzeugvorrichtung bereitgestellt werden. Bevorzugt ist die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen, die Kontaktelemente während Fahrtzuständen des Schienenfahrzeugs anzuheben, bei denen die Sandungsvorrichtung inaktiv ist.
Ferner wird ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann ein besonders sicher zu betreibendes Schienenfahrzeug bereitgestellt werden.
Darüber hinaus wird ein System zu einer Positionserkennung eines solchen Schienenfahrzeugs mit einer Auswerteeinheit vorgeschlagen, die dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schienen durch die Achse und/oder durch die Kontaktvorrichtung zu erfassen. Dadurch kann ein besonders verlässliches System zu einer Positionserkennung von Schienenfahrzeugen bereitgestellt werden. Bevorzugt ist das System als Teil einer Gleisfreimeldeanlage ausgebildet und dazu vorgesehen, einen Strom in einem Gleisstromkreis auszuwerten.
Ferner wird ein Verfahren zur Positionserkennung eines solchen Schienenfahrzeugs vorgeschlagen, bei dem eine Achse eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schienen herstellt und eine zumindest teilweise getrennt von der Schiene ausgeführte Kontaktvorrichtung die zwei Schienen gleichzeitig kontaktiert und die Kontaktvorrichtung zumindest zeitweise eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen herstellt, die parallel zu der Achse geschaltet ist. Dadurch können Fehler bei einer Erkennung von Achspositionen hervorgerufen, durch eine Unterbrechung einer elektrischen Verbindung zwischen der Schiene und der Achse, vermieden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass bei dem Verfahren eine Sandungsvorrichtung Sand auf die Schienen aufbringt und die Steuer- und/oder Regeleinheit höchstens 1,5 Sekunden nach einer Aktivierung der Besandungsanlage mittels der zumindest einen Absenkvorrichtung die Kontaktelemente der Kontaktvorrichtung mit der jeweils zugeordneten Schiene in Kontakt bringt. Dadurch kann bei einem Einsatz einer Sandungsvorrichtung eine korrekte Positionserkennung der Achse sichergestellt werden. Bevorzugt bringt die Steuer- und/oder Regeleinheit die Kontaktelemente höchstens eine Sekunde und besonders bevorzugt höchstens 0,7 Sekunden nach einer Aktivierung der Sandungsvorrichtung in Kontakt mit der jeweils zugeordneten Schiene.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine teilweise schematische Seitenansicht einer Schienenfahrzeugvorrichtung mit einer Kontaktvorrichtung und ein Rad eines Schienenfahrzeugs und
2 eine Aufsicht auf ein Gestell eines Schienenfahrzeugs.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1 und 2 zeigen eine Schienenfahrzeugvorrichtung 10, mit einer Achse 11, die dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schienen 12, 13 herzustellen. Die Schienen 12, 13 sind als Teil eines Gleises ausgebildet. Die Schienenfahrzeugvorrichtung 10 ist Teil eines nicht näher dargestellten Schienenfahrzeugs. Die Schienenfahrzeugvorrichtung 10 umfasst eine getrennt von der Achse 11 ausgeführte Kontaktvorrichtung 14, die dazu vorgesehen ist, die Schienen 12, 13 gleichzeitig zu kontaktieren. Die Kontaktvorrichtung 14 ist außerdem dazu vorgesehen, zumindest zeitweise eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen 12, 13 herzustellen, die parallel zu der Achse 11 geschaltet ist.
Die Achse 11 ist dazu vorgesehen, eine Last des Schienenfahrzeugs zu tragen und auf die Schienen 12, 13 abzuleiten. Die Schienenfahrzeugvorrichtung 10 umfasst zwei Räder 25, 26, die an der Achse 11 angeordnet sind und dazu vorgesehen sind, das Schienenfahrzeug beweglich auf den Schienen 12, 13 zu lagern und in dem von den Schienen 12, 13 ausgebildeten Gleis zu führen. Das Schienenfahrzeug weist eine Hauptfahrtrichtung auf. Die Räder 25, 26 sind dazu vorgesehen, ein Gewicht des Schienenfahrzeugs in die Schienen 12, 13 einzuleiten und mit den Schienen 12, 13 in Kontakt zu sein. Die Achse 11 umfasst eine nicht näher dargestellte Bremsvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, eine Drehung der Räder 25, 26 zu einer Verzögerung des Schienenfahrzeugs zu hemmen. Die Räder 25, 26 sind aus einem elektrisch leitenden Werkstoff ausgebildet. Die Räder 25, 26 sind aus einem Metall ausgebildet und dazu vorgesehen, die Achse 11 elektrisch leitend mit den Schienen 12, 13 zu verbinden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Achse 11 als eine Antriebsachse ausgebildet, und die Räder 25, 26 der Achse 11 sind dazu vorgesehen, eine Antriebskraft auf die Schienen 12, 13 zu übertragen.
Die Kontaktvorrichtung 14 weist zwei Kontaktelemente 15 auf. Ein erstes der Kontaktelemente 15 ist einer ersten der Schienen 12 zugeordnet, ein weiteres der Kontaktelemente ist einer weiteren der Schienen 13 zugeordnet. Die Kontaktelemente 15 sind dazu vorgesehen, einen elektrischen und einen mechanischen Kontakt mit der jeweils zugeordneten Schiene 12, 13 herzustellen. Die Kontaktelemente 15 sind der Achse 11 zugeordnet und in der Hauptfahrtrichtung vor der Achse 11 angeordnet. Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Schienenfahrzeug zwei gleichberechtigte Fahrtrichtungen aufweist und die Kontaktvorrichtung 14 zwei weitere Kontaktelemente aufweist, die jeweils auf einer anderen Seite der Achse 11 angeordnet sind, d.h. jeweils ein Paar von Kontaktelementen 15 ist einer Schiene 12, 13 zugeordnet und die einer Schiene 12, 13 zugeordneten Kontaktelemente 15 sind an einander gegenüberliegenden Seiten der Achse 11 angeordnet.
Die Kontaktelemente 15 weisen jeweils eine Mehrzahl von Bürsten 19, 20 auf, die jeweils dazu vorgesehen sind, einen elektrischen Kontakt mit der zugeordneten Schiene 12, 13 herzustellen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Kontaktelemente 15 jeweils ein Bürstenpaar auf. Die Kontaktelemente 15 weisen ferner je eine Halteplatte 27 auf. Die Halteplatte 27 weist eine Dicke von etwa 10 mm auf. Die Kontaktelemente 15 sind analog zueinander ausgebildet, weshalb im Folgenden nur das erste Kontaktelement 15 näher beschrieben wird. Die Bürsten 19, 20 des Kontaktelements 15 sind in Richtung der dem Kontaktelement 15 zugeordneten Schiene 12 hintereinander angeordnet. Die Bürsten 19, 20 sind jeweils als eine Topfbürste ausgebildet und weisen jeweils einen Grundkörper mit einem Boden sowie einen Bürstenbesatz auf. Der Bürstenbesatz ist aus gewelltem Draht ausgebildet. Die Böden der Bürsten 19, 20 sind fest und elektrisch leitend mit der Halteplatte 27 verbunden. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Kontaktelemente 15 in einer anderen Form ausgebildet sind und/oder Bürsten 19, 20 in anderer Form aufweisen.
Das Schienenfahrzeug weist ein Gestell 18 auf, das in Form eines Rahmens ausgebildet ist (vgl. 2). Das Gestell 18 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein Drehgestell ausgebildet und weist eine weitere Achse 28 mit zwei weiteren Rädern 30, 31 auf. Es ist dazu vorgesehen, eine Last des Schienenfahrzeugs auf die Achsen 11, 28 zu übertragen und ist aus Metall ausgebildet. Die Kontaktvorrichtung 14 umfasst zwei Leitungen 16, 17, die dazu vorgesehen sind, jeweils ein Kontaktelement 15 mit dem Gestell 18 elektrisch zu verbinden. Eine erste der Leitungen 16 ist dazu vorgesehen, das erste Kontaktelement 15 mit dem Gestell 18 elektrisch zu verbinden. Eine weitere der Leitungen 17 ist dazu vorgesehen, das weitere Kontaktelement mit dem Gestell 18 elektrisch zu verbinden. Die Kontaktvorrichtung 14 ist dazu vorgesehen, eine elektrische Verbindung herzustellen von der ersten Schiene 12 über das erste Kontaktelement 15, die erste Leitung 16, das Gestell 18, die weitere Leitung 17, das weitere Kontaktelement zu der weiteren Schiene 13 und/oder in einer umgekehrten Richtung.
Die Kontaktvorrichtung 14 umfasst eine erste Absenkvorrichtung 21 und eine weitere Absenkvorrichtung 22, die jeweils dazu vorgesehen sind, ein zugeordnetes Kontaktelement 15 jeweils auf eine dem Kontaktelement 15 zugeordnete Schiene 12, 13 vertikal abzusenken. Die Absenkvorrichtungen 21, 22 weisen einen Hub von etwa 50 mm auf. Die Absenkvorrichtungen 21, 22 sind analog zueinander ausgebildet, weshalb im Folgenden nur die erste Absenkvorrichtung 21 näher beschrieben wird.
Die Absenkvorrichtung 21 umfasst einen Rahmen 32, einen Hydraulikzylinder 33 und vier Führungselemente 34, 35, von denen zwei in 1 gezeigt sind. Der Rahmen 32 ist fest mit dem Gestell 18 des Schienenfahrzeugs verbunden. Der Rahmen 32 weist eine Deckplatte 36, eine vordere Seitenplatte 37, eine rückwärtige Seitenplatte 38, eine Bodenplatte 39 und eine nicht näher dargestellte seitliche Abdeckung auf. Die Deckplatte 36 und die Seitenplatten 37, 38 bilden einen nach unten geöffneten u-förmigen Bogen aus. Die Seitenplatten 37, 38 sind parallel zueinander angeordnet und bilden Schenkel des u-förmigen Bogens. Die Deckplatte 36 ist senkrecht zu den Seitenplatten 37, 38 angeordnet und schließt den Rahmen 32 nach oben ab. Die Bodenplatte 39 ist beabstandet von einer Unterkante des Rahmens 32 in einem Innenraum des u-förmigen Bogens angeordnet. Die Bodenplatte 39 ist parallel zu der Deckplatte 36 angeordnet. Ein Abstand der Bodenplatte 39 von der Unterkante des Rahmens 32 entspricht einer Summe aus einem Hub der Absenkvorrichtung 21 und einer Dicke der Halteplatte 27. Die Deckplatte 36, die Seitenplatten 37, 38 und die Bodenplatte 39 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Metall ausgebildet. Die Deckplatte 36, die Seitenplatten 37, 38 und die Bodenplatte 39 sind mittels Schraubverbindungen fest miteinander verbunden. In einem montierten Zustand verschließt die seitliche Abdeckung den Rahmen 32 an einer dem Gleis abgewandten Seite. Die Abdeckung ist als ein Metallblech ausgebildet und mit der Deckplatte 36, der vorderen Seitenplatte 37, der rückwärtigen Seitenplatte 38 sowie der Bodenplatte 39 verschraubt. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Abdeckung als eine Scheibe aus einem anderen geeigneten Material, beispielsweise Kunststoff, ausgebildet ist. Der Rahmen 32 ist an einer dem Gleis zugewandten Seite offen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Rahmen 32 einstückig, beispielsweise als ein Gussteil, ausgebildet ist.
Der Absenkvorrichtung 21 weist ferner einen Sockel 40 auf, der dazu vorgesehen ist, den Hydraulikzylinder 33 der Absenkvorrichtung 21 zu halten. Der Hydraulikzylinder 33 ist als ein doppeltwirkender Zylinder ausgebildet. Der Hydraulikzylinder 33 ist in vertikaler Richtung in dem Rahmen 32 der Absenkvorrichtung 21 angeordnet. Er weist einen oberen Hydraulikanschluss 41 und einen unteren Hydraulikanschluss 42 auf. Der Hydraulikzylinder 33 ist dazu vorgesehen, einen Druck eines Druckfluids in eine Kraft für eine Linearbewegung umzusetzen. Der Hydraulikzylinder 33 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu vorgesehen, eine Kraft von etwa 100 N für eine Abwärtsbewegung bereitzustellen und eine Kraft von etwa 300 N für eine Aufwärtsbewegung und ein Halten des Kontaktelements 15 bereitzustellen. Der Hydraulikzylinder 33 umfasst einen Zylinderkörper und einen Kolben, der linear beweglich in dem Zylinderkörper gelagert ist. Der Zylinderkörper weist einen Innendurchmesser von etwa 40 mm auf. Der Hydraulikzylinder 33 umfasst außerdem eine Kolbenstange 43, die koaxial zu dem Zylinderkörper angeordnet ist und einen Durchmesser von etwa 25 mm aufweist. Die Kolbenstange 43 weist ein oberes Ende auf, das fest mit dem Kolben verbunden ist, sowie ein unteres Ende, das fest mit der Halteplatte 27 des Kontaktelements 15 verbunden ist. Das untere Ende der Kolbenstange 43 ist zentral an der Halteplatte 27 angeordnet. Die Kolbenstange 43 ist dazu vorgesehen, eine Kraft des Hydraulikzylinders 33 auf die Halteplatte 27 zu übertragen.
Die Absenkvorrichtung 21 weist eine obere Endposition auf, in der die Kolbenstange 43 in den Zylinderkörper des Hydraulikzylinders 33 eingezogen und die Halteplatte 27 unmittelbar benachbart zu der Bodenplatte 39 angeordnet ist. Die Absenkvorrichtung 21 weist ferner eine untere Endposition auf, in der die Kolbenstange 43 aus dem Zylinderkörper ausgefahren und die Halteplatte 27 beabstandet zu der Bodenplatte 39 angeordnet ist. Die Kolbenstange 43 ragt in beiden Endpositionen nach unten mit einem freien Teil über den Zylinderkörper hinaus und greift durch die Bodenplatte 39 des Rahmens 32 hindurch. Eine Länge des freien Teils nimmt in der oberen Endposition ein Minimum und in der unteren Endposition ein Maximum an. Die Führungselemente 34, 35 der Absenkvorrichtung 21 sind dazu vorgesehen, die Halteplatte 27 bei einem Absenkvorgang parallel zu der Bodenplatte 39 des Rahmens 32 zu führen. Zwei der Führungselemente 34, 35 sind in der 1 dargestellt. Die Führungselemente 34, 35 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Stangen ausgebildet, die einen Kopf und einen Schaft aufweisen. Die Führungselemente 34, 35 sind fest mit der Halteplatte 27 des Kontaktelements 15 verbunden. Die Köpfe der Führungselemente 34, 35 sind jeweils als ein Anschlag ausgebildet und dazu vorgesehen, durch einen Kontakt mit der Bodenplatte 39 eine Bewegung der Halteplatte 27 nach unten zu begrenzen. In der oberen Endposition der Absenkvorrichtung 21 ragen die Führungselemente 34, 35 über die Bodenplatte 39 nach oben in den Innenraum des Rahmens 32 hinein.
Die Absenkvorrichtung 21 umfasst einen oberen Endschalter 44, der dazu vorgesehen ist, die obere Endposition der Absenkvorrichtung 21 zu erkennen. Die Absenkvorrichtung 21 umfasst ferner einen unteren Endschalter 45, der dazu vorgesehen ist, die untere Endposition der Absenkvorrichtung 21 zu erkennen. Die Absenkvorrichtung 21 umfasst ein Steuerventil 46, das dazu vorgesehen ist, den Hydraulikzylinder 33 der Absenkvorrichtung 21 zu steuern und mit Druckfluid zu versorgen. Die Absenkvorrichtung 21 umfasst eine obere Druckfluidleitung 47, die das Steuerventil 46 mit dem oberen Hydraulikanschluss 42 des Hydraulikzylinders 33 verbindet, sowie eine untere Druckfluidleitung 48, die das Steuerventil 46 mit dem unteren Hydraulikanschluss 42 des Hydraulikzylinders 33 verbindet. Die Absenkvorrichtung 21 umfasst eine weitere Druckfluidleitung 49, welche das Steuerventil 46 mit einem Hydrauliksystem des Schienenfahrzeugs verbindet. Die Absenkvorrichtung 21 weist einen Drucksensor 50 auf, der dazu vorgesehen ist, einen Druck in der oberen Druckfluidleitung 47 zu erfassen.
Die Schienenfahrzeugvorrichtung 10 umfasst eine Steuer- und/oder Regeleinheit 23, die dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente 15 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Schienenfahrzeugs in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen 12, 13 zu bringen. Die Schienenfahrzeugvorrichtung 10 weist zwei Signalleitungen 51, 52 auf, welche jeweils einen Endschalter 44, 45 und die Steuer- und Regeleinheit 23 verbinden. Die Schienenfahrzeugvorrichtung 10 weist eine dritte Signalleitung 53 auf, die das Steuerventil 46 mit der Steuer- und Regeleinheit 23 verbindet, sowie eine vierte Signalleitung 54, die den Drucksensor 50 mit der Steuer- und Regeleinheit 23 verbindet. Die Steuer- und Regeleinheit 23 ist dazu vorgesehen, Signale der Endschalter 44, 45 und des Drucksensors 50 insbesondere zu einer Steuerung des Steuerventils 46 auszuwerten.
Die Steuer- und Regeleinheit 23 umfasst eine Sensoreinheit 29, die dazu vorgesehen ist, einen elektrischen Kontakt zwischen den Achsen 11, 28 und den Schienen 12, 13 zu überwachen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinheit 29 zwischen den Achsen 11, 28 des Gestells 18 angeordnet. Die Sensoreinheit 29 ist dazu vorgesehen, eine elektrische Verbindung der Achsen 11, 28 über die Schienen 12, 13 zu überwachen. Die Steuer- und Regeleinheit 23 ist dazu vorgesehen, höchstens eine Sekunde nach einer Anforderung wegen einer Unterbrechung eines elektrischen Kontakts zwischen einer der Achsen 11, 28 und den Schienen 12, 13, die Kontaktelemente 15 in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen 12, 13 zu bringen.
Die Steuer- und Regeleinheit 23 ist dazu vorgesehen, mit einer Sandungsvorrichtung 24 des Schienenfahrzeugs verbunden zu werden. Die Schienenfahrzeugvorrichtung 10 weist eine Signalleitung 55 zur Verbindung der Steuer- und Regeleinheit 23 mit der Sandungsvorrichtung 24 auf. Sandungsvorrichtung 24 ist dazu vorgesehen, Sand aus Vorratsbehältern 56, 57 auf die Schienen 12, 13 aufzubringen. Die Sandungsvorrichtung 24 weist zwei Sandrohre 58, 59 auf, die in der Hauptfahrtrichtung des Schienenfahrzeugs vor der Achse 11 der Schienenfahrzeugvorrichtung 10 angeordnet ist. Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Schienenfahrzeug zwei gleichberechtigte Fahrtrichtungen aufweist und die Sandungsvorrichtung 24 vier Sandrohre 58, 59 aufweist, die in Bezug auf die Achse 11 einander gegenüberliegend auf zwei verschiedenen Seiten der Achse 11 angeordnet sind. Die Sandungsvorrichtung 24 ist schaltbar ausgebildet und dazu vorgesehen, Sand für einen Bremsvorgang und/oder für einen Anfahrvorgang des Schienenfahrzeugs auf die Schienen 12, 13 aufzubringen zu einer Erhöhung einer Reibung zwischen den Rädern 25, 26, 30, 31 des Schienenfahrzeugs und den Schienen 12, 13. Die Sandungsvorrichtung 24 ist insbesondere dazu vorgesehen, Sand für eine Notbremsung des Schienenfahrzeugs auf die Schienen 12, 13 aufzubringen.
Die Steuer- und Regeleinheit 23 ist dazu vorgesehen, die Kontaktelemente 15 mittels der Absenkvorrichtungen 21, 22 während einer Schienenbesandung in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen 12, 13 zu bringen und gleichzeitig mit einer Aktivierung der Sandungsvorrichtung 24 die Kontaktelemente 15 abzusenken. Die Steuer- und Regeleinheit 23 ist dazu vorgesehen, beginnend mit einer Aktivierung der Sandungsvorrichtung 24 die Kontaktelemente 15 innerhalb von etwa einer Sekunde in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen 12, 13 zu bringen.
Die Steuer- und Regeleinheit 23 ist dazu vorgesehen, die Kontaktelemente 15 in Abhängigkeit von einem Betriebszustand anzuheben. Die Steuer- und Regeleinheit 23 ist dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand, in dem das Schienenfahrzeug fährt und die Sandungsvorrichtung 24 abgeschaltet ist und ein Kontakt zwischen der Achse 11 und den Schienen 12, 13 hergestellt ist, die Kontaktelemente 15 mittels der Absenkvorrichtungen 21, 22 anzuheben und die Absenkvorrichtungen 21, 22 in der oberen Endposition zu halten.
Die Kontaktvorrichtung 14 ist als Teil eines Systems zu einer Überwachung einer Position des Schienenfahrzeugs ausgebildet. Das System ist als Teil einer Gleisfreimeldeanlage ausgebildet und umfasst eine nicht näher dargestellte Auswerteeinheit, die dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen 12, 13 durch die Achse 11 und/oder durch die Kontaktvorrichtung 14 in einem gegebenen Gleisabschnitt zu erfassen. Das System ist dazu vorgesehen, ein Signal der Auswerteeinheit zu bewerten und eine Position der Achse 11 zu überwachen und beispielsweise an ein Leitsystem zu übermitteln, ob sich die Achse 11 des Schienenfahrzeugs in dem gegebenen Gleisabschnitt befindet. Das System ist dazu vorgesehen, den Einfluss einer elektrische Verbindung zwischen der ersten Schiene 12 und der weiteren Schiene 13 auf einen Gleisstrom zu prüfen und auszuwerten. Die Achse 11 und die Kontaktvorrichtung 14, die der Achse 11 zugeordnet ist, sind jeweils dazu vorgesehen, eine auswertbare elektrische Verbindung zwischen der ersten Schiene 12 und der weiteren Schiene 13 herzustellen.
Bei einem Verfahren zur Überwachung einer Schienenfahrzeugposition, stellt die Achse 11 eine elektrische Verbindung zwischen einer ersten Schiene 12 und einer weiteren Schiene 13 eines Gleises her und eine getrennt von der Achse 11 ausgeführte Kontaktvorrichtung 14 kontaktiert die beiden Schienen 12, 13 gleichzeitig, wobei die Kontaktvorrichtung 14 zumindest zeitweise eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen 12, 13 herstellt, die parallel zu der Achse 11 geschaltet ist. Die Sensoreinheit 29 der Steuer- und Regeleinheit 23 überwacht einen Kontakt zwischen den Schienen 12, 13 und der Achse 11. Der Kontakt wird während einer Fahrt des Schienenfahrzeugs durch eine Verschmutzung unterbrochen. Die Sensoreinheit 29 sendet eine Anforderung an die Steuer- und Regeleinheit 23, die daraufhin mittels der Absenkvorrichtungen 21, 22 innerhalb von etwa einer Sekunde die Kontaktelemente 15 der Kontaktvorrichtung 14 mit jeweils einer Schiene 12, 13 in Kontakt bringt. Die Steuer- und Regeleinheit 23 wertet ein Signal des Drucksensors 50 und des unteren Endschalters 45 aus, um zu prüfen, ob die Kontaktelemente 15 mit Schienen 12, 13 in Kontakt sind. Bei einem Verlust der Kontaktelemente 15 erzeugt die Steuer- und Regeleinheit 23 eine Warnmeldung.
Eine Auswerteeinheit eines Systems zu einer Positionsüberwachung des Schienenfahrzeugs erfasst die von der Kontaktvorrichtung 14 hergestellte elektrische Verbindung in einem Gleisabschnitt und übermittelt an das Leitsystem, dass sich die Achse 11 in dem Gleisabschnitt befindet. Das Schienenfahrzeug erreicht in der Folge einen unverschmutzten Gleisabschnitt und die Sensoreinheit 29 erfasst, dass ein Kontakt zwischen der Achse 11 und den Schienen 12, 13 wiederhergestellt ist. Daraufhin hebt die Steuer- und Regeleinheit 23 die Kontaktelemente 15 an und hält die Absenkvorrichtungen 21, 22 in der oberen Endposition.
Bei einem Bremsvorgang, insbesondere bei einer Notbremsung, wird die Sandungsvorrichtung 24 aktiviert und bringt mittels jeweils eines Sandrohrs 58, 59 vor der Achse 11 Sand auf den Schienen 12, 13 auf. Der Sand vergrößert eine Reibung zwischen den an der Achse 11 angeordneten Rädern 25, 26 und den Schienen 12, 13. Es ist auch denkbar, dass die Sandungsvorrichtung 24 in einem anderen Betriebszustand der Schienenfahrzeugs aktiviert wird, beispielsweise, wenn bei einer großen Steigung der Schienen 12, 13 oder wenn aufgrund einer Verunreinigung der Schienen 12, 13 oder Nässe eine Reibung zwischen den Rädern 25, 26 und den Schienen 12, 13 vermindert ist. Der Sand unterbricht einen elektrischen Kontakt zwischen den Schienen 12, 13 und den Rädern 25, 26 und damit zwischen den Schienen 12, 13 und der Achse 11. Die Steuer- und Regeleinheit 23 wertet ein Signal zur Aktivierung der Sandungsvorrichtung 24 aus und aktiviert die Absenkvorrichtungen 21, 22 der Kontaktvorrichtung 14. Die Steuer- und Regeleinheit 23 bringt innerhalb von etwa einer Sekunde nach der Aktivierung der Sandungsvorrichtung 24 mittels der Absenkvorrichtungen 21, 22 die Kontaktelemente 15 der Kontaktvorrichtung 14 mit der jeweils zugeordneten Schiene 12, 13 in Kontakt. Die Steuer- und Regeleinheit 23 verbindet dazu über das Steuerventil 46 der Absenkvorrichtung 21 den Hydraulikzylinder 33 der Absenkvorrichtung 21 mit dem Hydrauliksystem des Schienenfahrzeugs, worauf der Hydraulikzylinder 33, die die Halteplatte 27 mit dem Kontaktelement 15 absenkt und das Kontaktelement 15 in Kontakt mit der Schiene 12 bringt. Analog bringt die Steuer- und Regeleinheit 23 das der weiteren Schiene 13 zugeordnete Kontaktelement mit der Schiene 13 in Kontakt. Die Kontaktvorrichtung 14 stellt eine elektrische Verbindung her, die parallel zu der elektrischen Verbindung durch die Achse 11 geschaltet ist. Das System zur Überwachung der Schienenfahrzeugposition erfasst die elektrische Verbindung und erkennt so die Position der Achse 11 und übermittelt die Position an das Leitsystem. Die Besandung durch die Sandungsvorrichtung 24 wird abgeschaltet und das Schienenfahrzeug fährt weiter. Die Steuer- und Regeleinheit 23 wertet ein Signal zur Abschaltung der Besandung aus und hebt mittels der Absenkvorrichtungen 21, 22 die Kontaktelemente 15 von den Schienen 12, 13 ab und hält die Absenkvorrichtungen 21, 22 in der oberen Endposition.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1605323 A [0002]

Claims

Schienenfahrzeugvorrichtung, mit zumindest einer Achse (11), die dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schienen (12, 13) herzustellen, und mit einer zumindest teilweise getrennt von der Achse (11) ausgeführten Kontaktvorrichtung (14), die dazu vorgesehen ist, die zwei Schienen (12, 13) gleichzeitig zu kontaktieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung (14) dazu vorgesehen ist, zumindest zeitweise eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen (12, 13) herzustellen, die parallel zu der Achse (11) geschaltet ist.
Schienenfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung (14) zumindest zwei Kontaktelemente (15) aufweist, die jeweils unterschiedlichen Schienen (12, 13) zugeordnet sind und dazu vorgesehen sind, zumindest einen elektrischen Kontakt mit der jeweils zugeordneten Schiene (12, 13) herzustellen.
Schienenfahrzeugvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung (14) zwei Leitungen (16, 17) umfasst, die dazu vorgesehen sind, jeweils ein Kontaktelement (15) mit einem Gestell (18) elektrisch zu verbinden.
Schienenfahrzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (15) jeweils eine Mehrzahl von Bürsten (19, 20) aufweisen, die dazu vorgesehen sind, einen elektrischen Kontakt mit der zugeordneten Schiene (12, 13) herzustellen.
Schienenfahrzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zumindest eine Absenkvorrichtung (21, 22), die dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente (15) jeweils auf eine dem Kontaktelement (15) zugeordnete Schiene (12, 13) vertikal abzusenken, und zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit (23), die dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente (15) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Schienenfahrzeugs mittels der zumindest einen Absenkvorrichtung (21, 22), in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen (12, 13) zu bringen.
Schienenfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (23) eine Sensoreinheit (29) umfasst, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen elektrischen Kontakt zwischen der Achse (11) und den Schienen (12, 13) zu überwachen.
Schienenfahrzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (23) dazu vorgesehen ist, höchstens 1,5 Sekunden nach einer Anforderung, die Kontaktelemente (15) in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen (12, 13) zu bringen.
Schienenfahrzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (23) dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente (15) mittels der zumindest einen Absenkvorrichtung (21, 22) während einer Schienenbesandung in Kontakt mit den jeweils zugeordneten Schienen (12, 13) zu bringen.
Schienenfahrzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (23), dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente (15) mittels der zumindest einen Absenkvorrichtung (21, 22) zumindest während eines Bremsvorgangs und/oder eines Anfahrvorgangs des Schienenfahrzeugs abzusenken.
Schienenfahrzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (23), dazu vorgesehen ist, die Kontaktelemente (15) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand anzuheben.
Schienenfahrzeug mit einer Schienenfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
System zur Positionserkennung eines Schienenfahrzeugs nach Anspruch 10 mit einer Auswerteeinheit, die dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schienen (12, 13) durch die Achse (11) und/oder durch die Kontaktvorrichtung (14) erfassen.
Verfahren zur Positionserkennung eines Schienenfahrzeugs nach Anspruch 10, bei dem eine Achse (11) eine elektrische Verbindung zwischen zwei Schienen (12, 13) herstellt und eine zumindest teilweise getrennt von der Achse (11) ausgeführte Kontaktvorrichtung (14) die zwei Schienen (12, 13) gleichzeitig kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung (14) zumindest zeitweise eine elektrische Verbindung zwischen den Schienen (12, 13) herstellt, die parallel zu der Achse (11) geschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sandungsvorrichtung (24) Sand auf die Schienen (12, 13) aufbringt und die Steuer- und/oder Regeleinheit (23) höchstens 1,5 Sekunden nach einer Aktivierung der Sandungsvorrichtung (24) mittels zumindest einer Absenkvorrichtung (21, 22) die Kontaktelemente (15) der Kontaktvorrichtung (14) mit der jeweils zugeordneten Schiene (12, 13) in Kontakt bringt.