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Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung sowie ein Verfahren zur Messung eines Verschleißzustandes eines Schleifstücks für eine Stromversorgung von Fahrzeugen, wobei die Messvorrichtung einen faseroptischen Sensor aufweist, der innerhalb des Schleifstücks anordbar ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Schleifstück mit einer Messvorrichtung sowie die Verwendung eines faseroptischen Sensors zur Verschleißmessung eines Schleifstücks.
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Derartige Messvorrichtungen und Verfahren sind hinreichend bekannt und werden bei Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen mit Stromabnehmern, wie Züge oder dergleichen, eingesetzt. Stromabnehmer sind regelmäßig auf einem Dach eines Schienenfahrzeugs angeordnet und umfassen eine verfahrbare Positioniervorrichtung, die als eine Schwinge, ein Pantograf oder ein Einarmsystem ausgebildet sein kann. An einem oberen Ende der Positioniervorrichtung sind ein oder mehrere Schleifstücke angeordnet, wobei die Schleifstücke im Wesentlichen aus Grafit ausgebildet sind. Ein Schleifstück ist jeweils auf einem Schleifstückhalter, der regelmäßig aus einem Aluminiumprofil ausgebildet ist, durch beispielsweise Kleben oder durch Klemmen befestigt.
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Bei einer starken Abnutzung oder Beschädigung des Schleifstücks kann es unter anderem zu einer starken Beschädigung des Fahrdrahts beziehungsweise einer Oberleitung kommen. Züge sind daher regelmäßig mit einer Sensorvorrichtung ausgestattet, die ein Absenken einer Schleifleiste mit dem Schleifstück und dem Schleifstückhalter durch beispielsweise einen Pantografen bewirkt, wenn eine bestimmte Verschleißgrenze des Schleifstücks überschritten ist oder Beschädigungen am Schleifstück auftreten. Die Sensorvorrichtung umfasst ein Sensorelement welches als ein fluiddichter Kanal oder als ein Rohrprofil in dem Kohlschleifstück ausgebildet sein kann, wobei das Sensorelement mit Druckluft beaufschlagt wird. Bei Erreichen der Verschleißgrenze kommt es zu einem Anschleifen des Kanals beziehungsweise des Rohrprofils und zu einem entweichen von Druckluft. Der Druckluftverlust wird von der Sensorvorrichtung detektiert, worauf ein Absenken des Pantografen erfolgt.
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Alternativ ist es bekannt einen faseroptischen Sensor an Stelle des Rohrprofils in dem Schleifstück anzuordnen. Der faseroptische Sensor ist dabei aus einem Lichtwellenleiter ausgebildet, der wie das Rohrprofil, in horizontaler Richtung beziehungsweise in Richtung einer Längserstreckung des Schleifstücks in diesem angeordnet ist. Auch hier wird bei Erreichen einer Verschleißgrenze der faseroptische Sensor beziehungsweise der Lichtwellenleiter angeschliffen und damit durchtrennt, wodurch das Erreichen der Verschleißgrenze detektiert werden kann.
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Aus der
WO 2005/065985 A1 ist ein Schleifstück beziehungsweise eine Schleifleiste mit einer Messvorrichtung bekannt, wobei die Messvorrichtung einen faseroptischen Sensor aufweist, der innerhalb des Schleifstücks angeordnet ist. Auf einer Unterseite des Schleifstücks ist eine vertikale Sacklochbohrung ausgebildet, in die ein Faserende des faseroptischen Sensors eingesetzt ist. Das Faserende wird dabei von dem Material beziehungsweise Grafit des Schleifstücks abgedeckt. Ist das Schleifstück soweit durch Abrieb verschlissen, dass die Sacklochbohrung und damit das Faserende freigelegt ist, kann ein Lichteinfall auf das Faserende detektiert werden, und damit das Erreichen einer Verschleißgrenze. Nachteilig ist hier jedoch, dass die Messvorrichtung einen Lichteinfall erfordert, und die Sacklochbohrung leicht durch Abrieb von dem Schleifstück verstopft werden kann. Daher ist vorgesehen, die Sacklochbohrung ergänzend mit Druckluft zu beaufschlagen. Auch kann das Erreichen der Verschleißgrenze bei nicht vorhandenem Lichteinfall, beispielsweise nachts, nicht detektiert werden. Darüber hinaus kann ein Erreichen der Verschleißgrenze nicht vorhergesehen werden, um ein Absenken eines Pantografen während des Betriebs und damit eine Betriebsstörung zu verhindern. Daher wird regelmäßig bei Revisionen ein Verschleißzustand des Schleifstücks ermittelt und dieses gegebenenfalls vorsorglich ausgetauscht.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung, ein Schleifstück und ein Verfahren zur Messung eines Verschleißzustandes eines Schleifstücks vorzuschlagen, welche beziehungsweise welches das Erreichen einer Verschleißgrenze verlässlich und absehbar detektieren kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Schleifstück mit den Merkmalen des Anspruchs 9, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie eine Verwendung eines faseroptischen Sensors mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Messung eines Verschleißzustandes eines Schleifstücks für eine Stromversorgung von Fahrzeugen weist einen faseroptischen Sensor auf, der innerhalb des Schleifstücks anordbar ist, wobei die Messvorrichtung eine Höhenmesseinrichtung aufweist, mittels der eine Höhe des faseroptischen Sensors messbar ist.
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Dadurch, dass der faseroptische Sensor innerhalb des Schleifstücks, wie aus dem Stand der Technik bekannt, anordbar ist, jedoch eine Höhe des faseroptischen Sensors gemessen werden kann, wird es auch möglich eine Höhe beziehungsweise einen Verschleißgrad des Schleifstücks zu messen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Messvorrichtungen erfolgt stets eine Prüfung einer Höhe des Schleifstücks durch eine Maßverkörperung, wie beispielsweise eine Länge eines Sacklochs und damit keine Messung einer Höhe. Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung wird der faseroptische Sensor durch abrasiven Abrieb des Schleifstücks ebenfalls abgerieben und damit verkürzt, so dass sich eine Höhe des faseroptischen Sensors durch den Abrieb vermindert. Da die Höhe des faseroptischen Sensors mittels der Höhenmesseinrichtung messbar ist, kann eine Höhe des Schleifstücks und damit der Verschleißgrad gemessen werden. Turnusmäßige Kontrollen eines Verschleißzustandes des Schleifstücks sind dann nicht mehr erforderlich, da dann aufgrund der Höhenmessung des faseroptischen Sensors vorhergesagt beziehungsweise abgeschätzt werden kann, nach welcher Nutzungsdauer eine Verschleißgrenze voraussichtlich erreicht sein wird. So kann beispielsweise ein Austausch der Schleifleiste beziehungsweise des Schleifstücks ab einer bestimmten Höhe des faseroptischen Sensors und noch vor Erreichen der Verschleißgrenze initiiert werden, ohne dass eine manuelle Messung der Höhe des Schleifstücks bei einer Revision erfolgen muss. Ein Austausch von Schleifstücken beziehungsweise Schleifleisten wird dadurch besser planbar und es kann auf wiederholte manuelle Messungen einer Höhe des Schleifstücks bei Revisionen verzichtet werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn ein Faserende des faseroptischen Sensors mit einer Schleifkontaktseite des Schleifstücks bündig ist. Prinzipiell ist es zwar möglich, den faseroptischen Sensor auch in eine Sacklochbohrung auf einer Unterseite des Schleifstücks einzusetzen, jedoch wäre dann nicht mehr eine Gesamthöhe des Schleifstücks messbar. Wenn das Faserende mit der Schleifkontaktseite bündig ist, kann über die Höhenmessung des faseroptischen Sensors bereits auch schon eine Höhe eines neuen Schleifstücks von Beginn einer Nutzung an gemessen werden.
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Der faseroptische Sensor kann ein Lichtwellenleiter sein, der einen Messabschnitt zur Anordnung innerhalb des Schleifstücks und einen Leitungsabschnitt zur Verbindung mit der Höhenmesseinrichtung aufweisen kann, wobei der Messabschnitt an einem Faserende des Lichtwellenleiters ausgebildet sein kann. Der faseroptische Sensor kann so einfach aus einem Lichtwellenleiter hergestellt werden. Auch wird es möglich, den Lichtwellenleiter vergleichsweise lang auszubilden und gegebenenfalls die Höhenmesseinrichtung in einiger Entfernung von dem Pantografen oder elektrischen Leitungen anzuordnen. Die über die Schleifleiste und den Pantografen beziehungsweise die Positioniervorrichtung fließenden Ströme können dann weder den faseroptischen Sensor noch die Höhenmesseinrichtung stören beziehungsweise durch elektromagnetische Felder beeinflussen. Der Leitungsabschnitt kann dann auch alleine zur Verbindung des Messabschnitts mit der Höhenmesseinrichtung dienen.
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In dem Messabschnitt kann zumindest abschnittsweise ein optischer Filter ausgebildet sein. Dann wird es auch möglich zwischen dem Messabschnitt und dem Leitungsabschnitt des Lichtwellenleiters zu unterscheiden. Der optische Filter kann dabei so ausgebildet sein, dass eine Höhe beziehungsweise Länge des Messabschnitts mittels der Höhenmesseinrichtung messbar wird.
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Der Filter kann durch eine Dotierung des Lichtwellenleiters, Ändern eines Strahlprofils des Lichtwellenleiters oder Ändern oder Entfernen eines Mantels einer Kernfaser des Lichtwellenleiters ausgebildet sein. Durch die Dotierung des Lichtwellenleiters im Messabschnitt kann ein Reflexionsverhalten des Lichtwellenleiters, beispielsweise an dem Faserende oder einem Außenmantel der Kernfaser relativ zu dem Leitungsabschnitt verändert werden. So ist es möglich eine Totalreflexion in einem Übergangsbereich von Kernfaser und Mantel zu beeinflussen beziehungsweise zu verhindern und damit eine Intensität an reflektiertem Licht beziehungsweise optischer Strahlung herabzusetzen. Je nach Länge des Messabschnitts kann sich das Gesamtreflexionsverhalten des Lichtwellenleiters verändern. So weist der Lichtwellenleiter in dem Leitungsabschnitt zumindest ein normales Reflexionsverhalten auf, welches durch die Beeinflussung des Lichtwellenleiters in dem Messabschnitt verändert werden kann. An einem Grad der Veränderung kann dann die Höhe des Messabschnitts beziehungsweise dessen Länge, mittels der Höhenmesseinrichtung ermittelt werden.
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Der Filter kann in dem Lichtwellenleiter in einem Abstand vor einem Faserende des faseroptischen Sensors angeordnet sein, und den Lichtwellenleiter unterbrechen, wobei der Filter ein Transmissionsfilter, vorzugsweise ein Polarisationsfilter oder ein Farbfilter sein kann. Der Filter kann demnach in den Lichtwellenleiter eingesetzt sein. Beispielsweise kann der Lichtwellenleiter zur Ausbildung des Messabschnitts durchtrennt werden und der Filter kann an der Trennstelle eingesetzt werden, so dass der Lichtwellenleiter ausgehend von dem Filter bis zu dem Faserende den Messabschnitt aufweist. Der Filter kann einen Durchgang von Licht beziehungsweise optischer Strahlung zumindest teilweise unterbinden und/oder reflektieren. Wenn der Filter ein Polarisationsfilter ist, kann in den Lichtwellenleiter eingekoppeltes Licht mit einer ersten Polarisationsrichtung den Filter passieren und Licht mit einer zweiten Polarisationsrichtung von dem Filter reflektiert werden. Das Licht mit der ersten Polarisationsrichtung kann dann am Faserende zumindest teilweise reflektiert werden, so dass die Höhenmesseinrichtung von dem Licht mit der ersten und der zweiten Polarisationsrichtung jeweils ein Reflexionssignal empfangen kann. Aus einem Laufzeitunterschied wird es dann möglich einfach eine Höhe beziehungsweise Länge des Messabschnitts mittels der Höheneinrichtung zu bestimmen.
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Der Messabschnitt kann auch in einer Hülse des faseroptischen Sensors aufgenommen sein. Die Hülse kann beispielsweise eine Metallhülse sein, die dann eine Montage des faseroptischen Sensors in einer Bohrung in einem Schleifstück erleichtert. Die Hülse muss dann lediglich in die Bohrung eingesteckt werden. Es ist dann auch nicht mehr erforderlich, alleine den Lichtwellenleiter in die Bohrung einzuführen.
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Der Lichtwellenleiter kann eine Einzelfaser oder ein Faserbündel aus einer Glasfaser oder einer polymeren optischen Faser sein. Prinzipiell ist es möglich eine Einzelfaser zu verwenden, wobei ein Faserbündel eine Gefahr eines Ausfalls des faseroptischen Sensors durch Bruch einer einzelnen Faser mindert. Je nach Ausgestaltung eines optischen Filters kann vorteilhaft die Glasfaser oder die polymere optische Faser (POF) verwendet werden, wobei die polymere optische Faser besonders kostengünstig erhältlich ist.
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Das erfindungsgemäße Schleifstück für eine Stromversorgung von Fahrzeugen weist eine erfindungsgemäße Messvorrichtung auf. Vorteilhafte Ausführungsformen des Schleifstücks ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
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In einer Schleifkontaktseite des Schleifstücks kann eine Durchgangsbohrung ausgebildet sein, in die der faseroptische Sensor eingesetzt sein kann. Dadurch, dass die Durchgangsbohrung in der Schleifkontaktseite, die zur Kontaktierung von beispielsweise einem Fahrdraht dienen kann, ausgebildet ist, wird es möglich immer eine Höhe des Schleifstücks zu messen. Der faseroptische Sensor kann dann beispielsweise auch einfach in die Durchgangsbohrung eingesteckt und bündig mit der Schleifkontaktseite angeordnet werden. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, den faseroptischen Sensor in der Durchgangsbohrung mittels eines Klebermaterials zu fixieren.
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Die Durchgangsbohrung kann orthogonal oder in einem Winkel α von < 90° bis 45° relativ zu der Schleifkontaktseite des Schleifstücks im Schleifstück angeordnet sein, wobei der faseroptische Sensor, vorzugsweise ein Messabschnitt des faseroptischen Sensors, die Bohrung nahezu vollständig ausfüllen kann. Demnach kann der faseroptische Sensor nicht nur vertikal in dem Schleifstück, von einer Unterseite zu der Schleifkontaktseite des Schleifstücks hin, sondern auch schräg in dem Schleifstück, von einer Seitenfläche des Schleifstücks zu der Schleifkontaktseite des Schleifstücks hin angeordnet sein. Dadurch, dass dann die Bohrung vollständig ausgefüllt ist, wird ein Verstopfen der Bohrung infolge von Abrieb von Material des Schleifstücks vermieden.
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Vorzugsweise kann das Schleifstück eine Schleifleiste für eine fahrdrahtgebundene Stromversorgung eines Schienenfahrzeugs sein. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, Schleifstücke die zur Kontaktierung beispielsweise einer Stromschiene dienen und einem Verschleiß durch Abrieb unterworfen sind, mit der Messvorrichtung auszustatten.
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Auch kann vorgesehen sein eine Mehrzahl von faseroptischen Sensoren in dem Schleifstück anzuordnen. Zwar ist ein Verschleiß durch Abrieb, bezogen auf eine Länge des Schleifstücks, in dessen Mitte bei einer fahrdrahtgebundenen Stromversorgung voraussichtlich am höchsten, so dass es gegebenenfalls ausreichend ist lediglich einen faseroptischen Sensor in der Mitte des Schleifstücks vorzusehen. Jedoch kann es von Vorteil sein mehrere faseroptische Sensoren verteilt über die Länge des Schleifstücks anzuordnen, um einen gegebenenfalls ungleichmäßigen oder unerwarteten außermittigen Verschleiß des Schleifstücks messen zu können.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Messung eines Verschleißzustandes eines Schleifstücks für eine Stromversorgung von Fahrzeugen mit einer Messvorrichtung wird ein faseroptischer Sensor der Messvorrichtung innerhalb des Schleifstücks angeordnet, wobei mittels einer Höhenmesseinrichtung der Messvorrichtung eine Höhe des faseroptischen Sensors gemessen wird. Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung verwiesen.
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Mittels der Höhenmesseinrichtung kann eine Oberflächenreflexion an einem Faserende und/oder einem optischen Filter des faseroptischen Sensors gemessen werden. Das Faserende kann beispielsweise von einem Fahrdraht, wie das Material des Schleifstücks, abgerieben werden, so dass der faseroptische Sensor in Bezug auf seine Höhe wie das Schleifstück verschleißt. Eine Abstandsmessung des Faserendes durch die Höhenmesseinrichtung ermöglicht daher eine Ermittlung einer Höhe beziehungsweise eines Verschleißgrades des Schleifstücks. Die Abstandsmessung des Faserendes kann durch Messung einer Oberflächenreflexion von Licht an dem Faserende durch die Höhenmesseinrichtung erfolgen. Beispielsweise kann die Höhenmesseinrichtung eine Laufzeit eines optischen Signals in dem faseroptischen Sensor messen, wobei aus einem Laufzeitunterschied auf eine Veränderung der Höhe des faseroptischen Sensors geschlossen werden kann. Ergänzend oder alternativ kann auch eine Reflexion an einem optischen Filter des faseroptischen Sensors gemessen werden. Optional ist es auch möglich, dass die Höhenmesseinrichtung einen optischen Filter beziehungsweise einen Lichtwellenleiter zur Ausbildung eines Referenzmaßstabes aufweist. Die Höhenmesseinrichtung kann dann in Art eines Interferometers eine Längenänderung des faseroptischen Sensors einfach bestimmen.
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Dabei kann die Höhenmesseinrichtung ein optisches Signal in einen Lichtwellenleiter des faseroptischen Sensors einkoppeln und ein optisches Reflexionssignal empfangen und auswerten. Das optische Signal kann je nach Ausbildung des faseroptischen Sensors polychromatisches oder monochromatisches sowie polarisiertes Licht sein.
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Die Höhenmesseinrichtung kann dann vorteilhaft aus einem Laufzeitunterschied des optischen Signals die Höhe eines Messabschnitts des faseroptischen Sensors ermitteln. Wenn der Messabschnitt dann innerhalb des Schleifstücks angeordnet ist, kann auch die Höhe des Schleifstücks oder eine Höhendifferenz gemessen werden.
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Mittels einer Positioniervorrichtung eines Stromabnehmers kann das darin angeordnete Schleifstück mit einer Andruckkraft gegen eine Fahrleitung beziehungsweise einen Fahrdraht zur Anlage gebracht werden, wobei mittels einer Regelvorrichtung die Andruckkraft geregelt werden kann, wobei mittels der Messvorrichtung eine Höhe des Schleifstücks fortlaufend gemessen werden kann, wobei mittels der Regelvorrichtung die Andruckkraft unter Berücksichtigung der Höhe geregelt werden kann. Demnach kann die Höhe des Schleifstücks dazu verwendet werden, eine Andruckkraft des Schleifstücks auf einen Fahrdraht zu regeln. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn mit dem Fahrzeug eine hohe Geschwindigkeit gefahren werden kann und ein Fahrtwind die Andruckkraft beeinflusst. Mit einer steigenden Fahrtgeschwindigkeit wirkt der Fahrtwind auf die Positioniervorrichtung beziehungsweise des Stromabnehmer und das Schleifstück ein, wobei aufgrund aerodynamischer Effekte das Schleifstück an die Fahrleitung angedrückt wird. Mit steigender Fahrtgeschwindigkeit wird eine Andruckkraft um eine Fahrtwindgeschwindigkeit-Kraftkomponente erhöht. Je höher die Andruckkraft des Schleifstücks auf die Fahrtleitung ausgebildet wird, desto höher ist auch ein Abrieb des aus Grafit ausgebildeten Schleifstücks und damit ein Verschleiß desselben. Die Höhe des Schleifstücks beeinflusst hingegen auch eine Aerodynamik des Schleifstücks, weshalb mittels des faseroptischen Sensors beziehungsweise der Höhenmessung des Schleifstücks die Andruckkraft an die tatsächliche Höhe des Schleifstücks fortlaufend angepasst werden kann.
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Erfindungsgemäß wird ein faseroptischer Sensor zur Messung einer Höhe eines Schleifstücks an einem Stromabnehmer eines Schienenfahrzeugs verwendet. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Verwendung des faseroptischen Sensors ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Vorrichtungsanspruch 1 und auf den Verfahrensanspruch 14 rückbezogenen Unteransprüche.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Querschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Schleifleiste mit einer ersten Ausführungsform eines faseroptischen Sensors;
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2 eine zweite Ausführungsform eines faseroptischen Sensors in einer Schnittansicht;
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3 eine dritte Ausführungsform eines faseroptischen Sensors einer Schnittansicht;
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4 eine vierte Ausführungsform eines faseroptischen Sensors in einer Schnittansicht;
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5 eine fünfte Ausführungsform eines faseroptischen Sensors in einer Schnittansicht;
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6 eine sechste Ausführungsform eines faseroptischen Sensors in einer Schnittansicht;
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7 eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Schleifleiste;
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8 eine Querschnittansicht einer dritten Ausführungsform einer Schleifleiste.
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Die 1 zeigt eine Querschnittansicht einer Schleifleiste 10, gebildet aus einem Schleifstück 11 und einem Schleifstückhalter 12, der an einer hier nicht dargestellten Positioniervorrichtung gehaltert ist. Der Schleifstückhalter 12 ist im Wesentlichen aus einem Aluminiumprofil 13 ausgebildet, wobei das Schleifstück 11 aus Grafit besteht. In dem Schleifstück 11 beziehungsweise dem Schleifstückhalter 12 ist eine Durchgangsbohrung 14 ausgebildet, die orthogonal beziehungsweise in einem Winkel α von 90° relativ zu einer Schleifkontaktseite 15 des Schleifstücks 11 verläuft. Das Schleifstück 11 wird demnach von der Durchgangsbohrung 14 von der Schleifkontaktseite 15 bis zu einer Unterseite 16 des Schleifstücks 11 durchsetzt. Das Schleifstück 11 ist mit der Unterseite 16 mit dem Schleifstückhalter 12 verklebt. In die Durchgangsbohrung 14 ist ein faseroptischer Sensor 17 eingesetzt, der aus einem hier nicht näher ersichtlichen Lichtwellenleiter ausgebildet ist. Der Lichtwellenleiter ist von einem schützenden Kunststoffmantel 18 umgeben und in eine metallene Hülse 19 eingesetzt. Die Hülse 19 ist wiederum in die Durchgangsbohrung 14 eingesetzt und mit einem hier nicht näher dargestellten Klebermaterial darin gesichert. Im Bereich einer Höhe H des Schleifstücks 11 ist ein hier nicht näher dargestellter Messabschnitt des faseroptischen Sensors 17 angeordnet, wobei eine Länge beziehungsweise Höhe des Messabschnitts im Wesentlichen der Höhe H entspricht. Der faseroptische Sensor 17 ist über einen hier nicht näher sichtbaren Leitungsabschnitt, der an den Messabschnitt anschließt und im Wesentlichen im Bereich des Kunststoffmantels 18 verläuft, mit einer hier nicht näher dargestellten Höhenmesseinrichtung verbunden, wobei mittels der Höhenmesseinrichtung eine Länge beziehungsweise Höhe des Messabschnitts messbar ist. Bei einem Abrieb der Schleifkontaktseite 15 wird ein Faserende 20 des faseroptischen Sensors 17 ebenfalls abgerieben, wodurch der Messabschnitt verkürzt wird. Diese Längenänderung des Messabschnitts ist dann mittels der Höhenmesseinrichtung messbar, weshalb auch eine Änderung der Höhe H des Schleifstücks 11 messbar ist.
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Die 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines faseroptischen Sensors 21 mit einem Lichtwellenleiter 22, der einen Messabschnitt 23 und einen Leitungsabschnitt 24 ausbildet. Der Lichtwellenleiter 22 ist von einem Kunststoffmantel 18 umgeben, wobei der Messabschnitt 23 so dotiert ist, dass eine Änderung einer physikalischen Eigenschaft von Licht erfolgt, wobei die Änderung durch Erfassung eine Reflexion des Lichts an einem Faserende 26 feststellbar ist.
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Die 3 zeigt einen faseroptischen Sensor 27 mit einem Lichtwellenleiter 28, der eine Kernfaser 29 und einen Mantel 30 aufweist. Der Mantel 30 ist im Bereich eines Messabschnitts 31 dotiert beziehungsweise verändert ausgebildet, so dass eine Reflexion von Licht im Bereich des Messabschnitts 31 gegenüber einer Reflexion von Licht im Bereich eines Leitungsabschnittes 32 verändert ist.
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Die 4 zeigt einen faseroptischen Sensor 33 mit einem Faserbündel 34 aus Lichtwellenleitern 35, umgeben von einem Kunststoffmantel 36. Das Faserbündel 34 ist in eine metallene Hülse 37 eingesteckt und mittels Klebermaterial gesichert. Das Faserbündel 34 bildet innerhalb der Hülse 37 einen Messabschnitt 38 und außerhalb der Hülse 37 einen Leitungsabschnitt 39 des faseroptischen Sensors 33 aus. Mit einem derartigen faseroptischen Sensor 33 kann eine Reflexion von Licht an einem Faserende 40 beziehungsweise ein Laufzeitunterschied gemessen werden, wodurch eine Länge des Lichtwellenleiters 35 errechnet werden kann.
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Die 5 zeigt einen faseroptischen Sensor 41 der aus einer Einzelfaser beziehungsweise einem Lichtwellenleiter 42 und einer Hülse 43 ausgebildet ist. Der Lichtwellenleiter 42 weist eine Kernfaser 44 und einen Mantel 45 auf.
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Die 6 zeigt einen faseroptischen Sensor 46 mit einem Lichtwellenleiter 47 der unterbrochen ausgebildet und in eine Hülse 48 eingesetzt ist. Zwischen einem Messabschnitt 49 und einem Leitungsabschnitt 50 des Lichtwellenleiters 47 ist ein Filter 51 in die Hülse 48 eingesetzt. Der Filter 51 kann einen Teil des in den Lichtwellenleiter 47 eingekoppelten Lichts reflektieren, wobei ebenfalls ein Teil des Lichts von einem Faserende 52 reflektiert wird. Auch hier kann über einen Laufzeitunterschied eine Länge des Messabschnitts 49 errechnet werden.
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Prinzipiell können die zuvor beschriebenen Ausführungsformen faseroptischer Sensoren auch in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden.
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Die 7 zeigt eine Querschnittansicht einer Schleifleiste 53 mit einem Schleifstück 54 und einem Schleifstückhalter 55. In Durchgangsbohrungen 56 im Schleifstück 54 sind in einem Abstand jeweils faseroptische Sensoren 57 eingesetzt. Ein Faserende 58 ist dabei bündig mit einer Schleifkontaktseite 59 des Schleifstücks 54.
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Die 8 zeigt eine Schleifleiste 10 mit einem Schleifstück 61 und einem Schleifstückhalter 62 sowie einem faseroptischen Sensor 63. Im Unterschied zu der in 1 beschriebenen Schleifleiste ist hier der faseroptische Sensor 63 in einem Winkel α von > 90° relativ zu einer Schleifkontaktseite 64 des Schleifstücks 61 in diesem angeordnet. Folglich verläuft eine Durchgangsbohrung 66 von einer Seitenfläche 65 zu der Schleifkontaktseite 64 des Schleifstücks 61.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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