DE202017104184U1

DE202017104184U1 - Vorrichtung zur Detektion eines Abnutzungszustandes eines Schleifkontakts

Info

Publication number: DE202017104184U1
Application number: DE202017104184.0U
Authority: DE
Original assignee: Conductix Wampfler GmbH
Current assignee: Conductix Wampfler GmbH
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2018-10-16
Anticipated expiration: 2027-07-14

Abstract

Vorrichtung (1) zur Detektion eines Abnutzungszustandes eines Schleifkontaktes (8) eines Stromabnehmers (3) eines Schleifleitungssystems, mit einem elektrischen Sensor (17), der einen mechanisch betätigbaren Auslöser (16) aufweist, bei dessen Betätigung der Sensor (17) ein Signal abgibt, mit einem Betätigungsmechanismus (15), der mindestens ein Tastelement (10) aufweist, bei dessen Auslenkung aus einer Ruhelage der Betätigungsmechanismus (15) den Auslöser (16) des Sensors (17) betätigt, und mit einer Halterung (4), mittels welcher der Sensor (17) und der Betätigungsmechanismus (15) an der Schleifleitung so befestigbar sind, dass ein Bestandteil eines Stromabnehmers (3), dessen Schleifkontakt (8) eine Abnutzung vorbestimmten Ausmaßes erreicht hat, das Tastelement (10) beim Passieren aus der Ruhelage auslenkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor einen elektromechanischen Energiewandler enthält, welcher eine mechanische Bewegung des Auslösers (16) in elektrische Energie umwandelt, und dass der Sensor (17) ausschließlich von dem elektromechanischen Energiewandler mit elektrischer Energie versorgt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion eines Abnutzungszustandes eines Schleifkontaktes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 32 16 251 A1 bekannt. Sie besteht aus einer sich an der Rückseite der Schleifleitung quer zur Schleifleitung erstreckenden Welle mit einer der Anzahl der Adern der Schleifleitung entsprechenden Anzahl von Bolzen, die auf der Welle angeordnet sind und zwischen den im Abstand voneinander verlaufenden Adern hindurch stromabnehmerseitig über die Schleifleitung in ein bei abgenutztem Schleifkontakt von einem seitlich aus den Stromabnehmern vorspringenden Anschlag eingenommenes Niveau ragen, und aus einem bei gegen die Wirkung einer Rückstellfeder erfolgter Drehung der Welle einen Schalter beaufschlagenden Betätigungsglied. Sobald der Schleifkontakt eines Stromabnehmers soweit abgenutzt ist, dass der Anschlag dieses Stromabnehmers den ihm zugeordneten Bolzen beim Passieren aus seiner Ruhelage auslenkt, wird die Welle gedreht, der Schalter betätigt und dadurch eine übermäßige Abnutzung des Schleifkontaktes eines der Stromabnehmer signalisiert. Eine vorbeugende Wartung der Stromabnehmer in Form einer regelmäßigen Inspektion ihrer Schleifkontakte erübrigt sich hierdurch.
Es wird aber bei der bekannten Vorrichtung nicht signalisiert, welcher Stromabnehmer betroffen ist, was bei einem mehrpoligen Schleifleitungssystem angesichts der Möglichkeit einer unterschiedlichen Abnutzung der üblicherweise aus Graphit bestehenden einzelnen Schleifkontakte sehr nützlich wäre. Die Zuordnung je einer separaten Welle und eines separaten Schalters zu jeder Ader der Schleifleitung würde bei der bekannten Vorrichtung nicht nur eine erhebliche Vergrößerung des Abstandes zwischen den einzelnen Adern und somit insgesamt eine wesentliche Verbreiterung sowohl der Schleifleitung, als auch der fahrzeugseitigen Stromabnehmeranordnung erfordern, sondern durch die Vielzahl der Leitungen, die zu den einzelnen Schaltern verlegt werden müssten, würde sich der Verkabelungsaufwand für die Überwachungsvorrichtung beträchtlich erhöhen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, welche bei einem Schleifleitungssystem mit geringem Aufwand eine individuelle Detektion der Abnutzung der Schleifkontakte der einzelnen Stromabnehmer ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer Vorrichtung zur Detektion eines Abnutzungszustandes eines Schleifkontaktes eines Stromabnehmers eines Schleifleitungssystems, mit einem elektrischen Sensor, der einen mechanisch betätigbaren Auslöser aufweist, bei dessen Betätigung der Sensor ein Signal abgibt, mit einem Betätigungsmechanismus, der mindestens ein Tastelement aufweist, bei dessen Auslenkung aus einer Ruhelage der Betätigungsmechanismus den Auslöser des Sensors betätigt, und mit einer Halterung, mittels welcher der Sensor und der Betätigungsmechanismus an der Schleifleitung so befestigbar sind, dass ein Bestandteil eines Stromabnehmers, dessen Schleifkontakt eine Abnutzung vorbestimmten Ausmaßes erreicht hat, das Tastelement beim Passieren aus der Ruhelage auslenkt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Sensor einen elektromechanischen Energiewandler enthält, welcher eine mechanische Bewegung des Auslösers in elektrische Energie umwandelt, und dass der Sensor ausschließlich von dem elektromechanischen Energiewandler mit elektrischer Energie versorgt wird.
Hierdurch wird eine Signalübertragung von einer Vielzahl von Sensoren, von denen jeder einer anderen Ader der Schleifleitung und damit einem anderen Stromabnehmer zugeordnet ist, zu einer Auswertungseinrichtung ermöglicht, ohne dass hierzu eine Vielzahl von Signalleitungen oder Stromversorgungsleitungen zu den einzelnen Sensoren verlegt werden muss, da jeder Sensor sein Signal drahtlos als Funksignal abgeben kann. Dies wäre zwar auch bei Verwendung einer Batterie als Energiequelle eines Sensors möglich, doch würde dies eine regelmäßige vorbeugende Wartung der Sensoren vor Ort in Form eines Batteriewechsels erfordern. Eine regelmäßige vorbeugende Wartung stellt aber einen unerwünschten Aufwand dar, der durch den Einsatz von Sensoren zur Überwachung des Abnutzungszustandes der Schleifkontakte gerade vermieden werden soll. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt somit darin, dass die Überwachungsvorrichtung selbst wartungsfrei ist.
Vorzugsweise enthält der Sensor der Sensor einen Sender, der das Signal des Sensors drahtlos ausstrahlt, und der Sensor enthält einen Speicher mit einem sensorspezifischen Code, der ein Bestandteil des von dem Sender ausgestrahlten Signals ist. Hierdurch kann ein Sensor ohne Verdrahtungsaufwand an einer beliebigen Stelle einer Schleifleitung platziert, insbesondere problemlos an einer vorhandenen Schleifleitung nachgerüstet werden, und die individuelle Identifikation eines Stromabnehmers mit abgenutztem Schleifkontakt durch den Empfänger des Signals ist auch bei einer mehrpoligen Schleifleitung gewährleistet.
Vorteilhaft ist es, wenn der Sensor einen Sender enthält, der das Signal des Sensors drahtlos ausstrahlt, wenn ihm von dem elektromechanischen Energiewandler ein elektrischer Impuls mit einer vorbestimmten Mindestenergie zugeführt wird. Der Energiewandler fungiert auf diese Weise gleichzeitig als Stromversorgung des Sensors und als Initiator der Abgabe des Sensorsignals.
Erfindungsgemäß weist die Halterung einen Gehäuseabschnitt, in welchem der Sensor und der Betätigungsmechanismus aufgenommen sind und aus welchem das Tastelement herausragt, und mindestens einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung der Halterung an einem Isolierprofil oder an einem Trägerprofil der Schleifleitung auf und im befestigten Zustand der Halterung befindet sich der Gehäuseabschnitt auf der dem Stromabnehmer abgewandten Rückseite des Isolierprofils. Hierdurch wird es ermöglicht, dass jeder Stromschiene ein eigener Sensor zugeordnet werden kann, welcher den Abnutzungszustand des Schleifkontaktes des zugehörigen Stromabnehmers individuell detektiert, und ein abgenutzter Schleifkontakt gezielt erneuert werden kann, da er durch das Ansprechen des ihm allein zugeordneten Sensors eindeutig identifizierbar ist, ohne dass dies eine Verbreiterung der Schleifleitung erfordern würde. Eine solche Verbreiterung durch die zusätzlichen Komponenten zur Detektion eines Abnutzungszustandes eines Schleifkontaktes wird durch die Anordnung des Gehäuseabschnitts der Halterung auf der Rückseite des Isolierprofils vermieden.
Bevorzugt kann sich der Befestigungsabschnitt der Halterung im befestigten Zustand der Halterung von der Rückseite des Isolierprofils aus in Richtung der dem Stromabnehmer zugewandten Vorderseite des Isolierprofils erstrecken und mindestens einen mit dem Isolierprofil in Eingriff versetzbaren Abschnitt aufweisen. Die Befestigung der Halterung an dem Isolierprofil wird hierdurch vereinfacht, indem weder separate Befestigungselemente, noch Werkzeuge erforderlich sind.
Besonders bevorzugt kann der Befestigungsabschnitt der Halterung aus mindestens zwei elastischen Haken bestehen, welche sich im befestigten Zustand der Halterung jeweils auf oder eines lateralen Abschnitts eines zusammenhängenden Isolierprofils für mehrere Stromschienen in Richtung der Vorderseite des Isolierprofils erstrecken und mit diesem formschlüssig verrastet sind. Die Verrastung elastischer Haken ist eine schnelle und bewährte Art der Befestigung und die Anordnung von jeweils einem Haken auf jeder Seite des Isolierprofils bewirkt bei der Befestigung eine selbsttätige symmetrische Positionierung der Halterung und damit auch des Tastelements in lateraler Richtung bezüglich der Stromschiene, deren zugehöriger Schleifkontakt auf Abnutzung überwacht werden soll.
Vorteilhaft kann sich der Befestigungsabschnitt der Halterung im befestigten Zustand der Halterung von der Rückseite des Isolierprofils aus in Richtung der dem Stromabnehmer zugewandten Vorderseite des Isolierprofils erstrecken und über diese hinausragen. Dies ermöglicht es, dass der Befestigungsabschnitt, insbesondere in Form zweier symmetrischer elastischer Haken, die Kanten der Vorderseite des Isolierprofils formschlüssig umgreift, so dass an dem Isolierprofil keine spezielle Formgebung zur Befestigung der Halterung nötig ist, die Halterung also an einen Isolierprofil üblicher Bauart befestigt werden kann, was insbesondere die Nachrüstung existierender Schleifleitungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung begünstigt.
Sicherheitshalber kann der im befestigten Zustand der Halterung über die Vorderseite des Isolierprofils hinausragende Teil des Befestigungsabschnitts in Längsrichtung der Schleifleitung zumindest einseitig abgeschrägt sein, um zu vermeiden, dass der Schleifkontaktträger des Stromabnehmers im Falle einer besonders starken Abnutzung des Schleifkontaktes beim Passieren des Befestigungsabschnitts an besagtem Teil desselben hängenbleiben kann. Ob eine einseitige Abschrägung ausreicht, oder eine beidseitige Abschrägung nötig ist, hängt davon ab, ob sich der Stromabnehmer im Betrieb entlang der Schleifleitung nur in einer oder in beiden Richtungen bewegt.
Wenn sich im befestigten Zustand der Halterung sowohl der Befestigungsabschnitt der Halterung, als auch das Tastelement in Richtung der Vorderseite des Isolierprofils erstreckt und jeweils über die Vorderseite des Isolierprofils hinausragt, dann sollte das Tastelement zweckmäßigerweise um ein vorbestimmtes Maß weiter über die Vorderseite des Isolierprofils hinausragen als der Befestigungsabschnitt, damit bei einer Abnutzung des Schleifkontaktes des Stromabnehmers zuerst das Tastelement durch den Schleifkontaktträger ausgelenkt wird, bevor eine Berührung des Befestigungsabschnitts durch den Schleifkontaktträger erfolgen kann.
Um eine definierte Bewegungsbahn des Tastelements beim Kontakt mit dem Schleifkontaktträger zu bewirken, kann zweckmäßig der Befestigungsabschnitt der Halterung im befestigten Zustand der Halterung mit dem Isolierprofil eine Führung für das Tastelement bilden. Hierzu braucht lediglich die dem Isolierprofil zugewandte Seite des Befestigungsabschnitts mit einer Nut versehen zu sein, deren Konturen denjenigen des Tastelements entsprechen, so dass zwischen dem Befestigungsabschnitt und der Seitenwand des Isolierprofils ein als Führung wirksamer Kanal vorhanden ist. Eine solche Führung kann vorzugsweise eine Linearführung sein, aber sie könnte auch eine Krümmung aufweisen.
Ferner kann zweckmäßig das im befestigten Zustand der Halterung dem Stromabnehmer zugewandte Ende des Tastelements in Längsrichtung der Schleifleitung zumindest einseitig abgeschrägt sein. Hierdurch wird das planmäßige Auflaufen eines Schleifkontaktträgers mit abgenutztem Schleifkontakt auf das Tastelement erleichtert und verhindert, dass der Schleifkontaktträger an dem Tastelement hängenbleiben könnte. Ob eine einseitige Abschrägung ausreicht, oder eine beidseitige Abschrägung nötig ist, hängt auch hier davon ab, ob sich der Stromabnehmer im Betrieb entlang der Schleifleitung nur in einer oder in beiden Richtungen bewegt.
Vorzugsweise können zwei Tastelemente vorgesehen sein, welche symmetrisch zueinander jeweils auf einer der beiden Seiten des Isolierprofils oder eines lateralen Abschnitts eines zusammenhängenden Isolierprofils für mehrere Stromschienen angeordnet sind. Hierdurch wird eine symmetrische Kraftübertragung innerhalb des Betätigungsmechanismus gewährleistet und einem Verkanten vorgebeugt.
Der Betätigungsmechanismus kann zweckmäßig einen Hebel aufweisen, der an einem Ende durch eine Achse drehbar mit dem Tastelement verbunden ist, am anderen Ende mit dem Auslöser des Sensors in mechanischem Kontakt steht und zwischen den beiden Enden an einer Achse an dem Gehäuseabschnitt der Halterung drehbar gelagert ist. Hierdurch kann eine Auslenkung des Tastelements mit geringem Aufwand zuverlässig in eine Betätigung des Auslösers des Sensors umgesetzt werden.
Das Tastelement kann zweckmäßigerweise in seiner Ruhelage durch eine Vorspannung einer an der Halterung abgestützten Feder fixiert werden, welche eine Kraft auf den Hebel ausübt. Hierdurch kann auf einfache Weise eine definierte Ruhelage des Tastelements gewährleistet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von detaillierten Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

1 eine Seitenansicht einer mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Schleifleitung sowie einen Teil eines Stromabnehmers
2 eine Seitenansicht entsprechend 1 mit einer anderen Position des Stromabnehmers,
3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht entsprechend 2,
4 eine perspektivische Ansicht einer mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Schleifleitung sowie einen Stromabnehmer in einer Position entsprechend 2 und
5 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht entsprechend 4.

1 zeigt einen Ausschnitt einer mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüsteten Schleifleitung, von der in 1 nur ein Teil eines Trägerprofils 1 und ein Teil eines an diesem befestigten Isolierprofils 2, welches eine Stromschiene der Schleifleitung an drei Seiten umgibt, sichtbar sind. Die Befestigung der Isolierprofils 2 an dem Trägerprofil 1 ist in dem Ausschnitt von 1 nicht zu sehen. Sie kann vorzugsweise die Form einer ohne Verwendung von Werkzeugen herstellbaren Schnappverbindung haben. Ferner zeigt 1 einen Teil eines Stromabnehmers 3, der an einem nicht gezeigten Fahrzeug montiert ist und sich mit diesem entlang der Schleifleitung bewegt, wobei die Bewegungsrichtung in 1 die Horizontalrichtung ist. Als Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 1 eine Halterung 4 erkennbar, die aus einem Gehäuseabschnitt 5 und einem Befestigungsabschnitt 6 besteht.
Der Gehäuseabschnitt 5 liegt auf der dem Stromabnehmer 3 abgewandten Rückseite des Isolierprofils 2 auf, während der elastische Befestigungsabschnitt 6 sich von dem Gehäuseabschnitt 5 ausgehend zu beiden Seiten des Isolierprofils 2 neben diesem in Richtung der offenen Vorderseite des Isolierprofils 2 erstreckt und dessen Ränder mit Vorsprüngen 7 hakenförmig umgreift, wodurch die Halterung fest mit dem Isolierprofil 2 verbunden ist. Alternativ hierzu könnte sich der Befestigungsabschnitt 6 in Richtung des Trägerprofils 1 erstrecken und an diesem durch einen Eingriff von Vorsprüngen geeigneter Form befestigt sein. Da das Isolierprofil 2 mit dem Trägerprofil 1 verrastet ist, hätte die Halterung 4 auch in diesem Fall eine definierte Lage bezüglich des Isolierprofils 2
Der Stromabnehmer 3 weist zwei aus Graphitstücken bestehende Schleifkontakte 8 auf, die an dem Stromabnehmer 3 jeweils in einem Schleifkontaktträger 9 befestigt sind und an der offenen Vorderseite des Isolierprofils 2, welche in 1 die Unterseite ist, in das Isolierprofil 2 hineinragen. Im Inneren des Isolierprofils 2 liegen die Schleifkontakte 8 an einer dort angeordneten, in den Figuren nicht sichtbaren Stromschiene an. Der Stromabnehmer gewährleistet durch einen geeigneten Mechanismus, die hier nicht von Interesse ist, die Parallelität der Schleifkontakte 8 bei einer Änderung des Abstandes des Fahrzeugs von der Schleifleitung und drückt die Schleifkontakte 8 durch eine auf die Schleifkontaktträger 9 ausgeübte Federkraft gegen die Stromschiene im Inneren des Isolierprofils 2. Der Abstand D der Oberkante eines Schleifkontaktträgers 9 von der Vorderseite des Isolierprofils 2 hängt daher von der Länge des in ihm befestigten Schleifkontaktes 8 in Richtung der Stromschiene ab, der sich infolge unvermeidbarer Abnutzung des üblicherweise aus Graphit bestehenden Schleifkontaktes 8 im Laufe der Zeit verringert.
Der Zweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, ein vorbestimmtes Ausmaß einer solchen Abnutzung zu detektieren, um einen vorbeugenden Austausch eines abgenutzten Schleifkontaktes 8 zu ermöglichen, bevor die Abnutzung so weit fortschreitet, das sie zu einem Ausfall des Stromabnehmers 3 führt. Hierzu ragt im Bereich des Befestigungsabschnitts 6 seitlich entlang des Isolierprofils 2 ein Tastelement 10 der Vorrichtung in Richtung von der Rückseite zur Vorderseite des Isolierprofils 2, also senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stromabnehmers 3, über das Ende des Befestigungsabschnitts 6 hinaus aus der Halterung 4 heraus.
In der in 1 gezeigten Situation sind die Schleifkontakte 8 des Stromabnehmers 3 so weit abgenutzt, dass das Tastelement 10 in die Bewegungsbahn der Schleifkontaktträger 9 entlang der Schleifleitung hineinragt, was in 1 anhand der gestrichelten waagrechten Linie, welche eine Verlängerung der Oberkante des Schleifkontaktträgers 9 darstellt, erkennbar ist. im Zuge der planmäßigen Bewegung des Stromabnehmers 3, die in 1 nach rechts erfolgt, kommt es daher zu einem mechanischen Kontakt zwischen dem rechten Schleifkontaktträger 9 des Stromabnehmers 3 und dem Tastelement 10. Diese Situation ist in 2 dargestellt, in der sich der rechte Schleifkontaktträger 9 direkt unterhalb des Tastelements 10 befindet.
Wie aus einem Vergleich der 1 und 2 ersichtlich ist, wird das Tastelement 10 durch den mechanischen Kontakt mit dem Schleifkontaktträger 9 in Richtung der Rückseite des Isolierprofils 2, d.h. in der Ansicht der 1 und 2 nach oben verschoben, was auf einer linear beweglichen Lagerung des Tastelements 10 zwischen dem Befestigungsabschnitt 6 der Halterung 4 und dem Isolierprofil 2 beruht. Hierbei verhindert die Abschrägung des Endes des Tastelements 10, dass der Schleifkontaktträger 9 an dem Tastelement 10 hängenbleiben kann, anstatt es auszulenken, wenn er auf das Tastelement 10 aufläuft. Die beidseitige Abschrägung berücksichtigt die Möglichkeit einer Bewegung des Stromabnehmers 3 in beiden Richtungen entlang der Schleifleitung.
Was die Verschiebung des Tastelements 10 zur Folge hat, ist aus 3 ersichtlich, in der die Halterung 4 teilweise geschnitten dargestellt ist, so dass die in dem Gehäuseabschnitt 5 enthaltenen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sichtbar sind. Zu diesen Komponenten gehören ein Hebel 11, der an einem Ende mit dem Tastelement 10 über eine Achse 12 drehbar verbunden ist und an einer parallel zu der Achse 12 verlaufenden weiteren Achse 13 drehbar in dem Gehäuseabschnitt 5 gelagert ist, sowie eine in 3 nicht dargestellte Feder, die sich an einem Vorsprung 14 an der dem Isolierprofil 2 abgewandten Seite des Gehäuseabschnitts 5 abstützt und eine Kraft auf den Hebel 11 in Richtung der Rückseite des Isolierprofils 2 ausübt.
Das Tastelement 10, der Hebel 11, die Achsen 12 und 13 und die Feder bilden zusammen einen Betätigungsmechanismus 15 für einen stiftförmigen mechanischen Auslöser 16 eines Sensors 17, der in dem Gehäuseabschnitt 5 der Halterung 4 aufgenommen ist und bei einer Betätigung des Auslösers 16 ein Signal abgibt. Das zweite, dem mit dem Tastelement 10 verbundenen Ende entgegengesetzte Ende des Hebels 11 hat eine zangenartige Form und steht mit dem Auslöser 16 des Sensors 17 in mechanischem Kontakt indem es ihn vertikal umgreift. Eine definierte Ruhelage des Betätigungsmechanismus 15 wird durch die nicht gezeigte Feder bewirkt, die dafür sorgt, dass der Hebel 11 normalerweise auf der Rückseite des Isolierprofils 2 aufliegt und das Tastelement 10 daher eine definierte vertikale Endposition einnimmt, in der es sich so weit wie möglich in Richtung der Vorderseite des Isolierprofils 3 erstreckt und folglich in dieser Richtung um ein maximal mögliches Ausmaß über das Ende des Befestigungsabschnitts 6 hinausragt.
In den Figuren nicht sichtbar ist die symmetrische Anordnung eines zweiten Tastelements 10 auf der gegenüberliegenden Seite des Isolierprofils 2 als weiterem Bestandteil des Betätigungsmechanismus 15, wodurch die Achse 12 beim Passieren eines Stromabnehmers 3 mit abgenutztem Schleifkontakt 8 an ihren beiden Enden zugleich angehoben wird, wodurch die Gefahr eines Blockierens der Bewegung durch Verkantung infolge einer unsymmetrischen Kraftübertragung vermieden wird.
Wie aus 3 ohne weiteres zu ersehen ist, führt eine lineare Verschiebung des Tastelements 10 nach oben zu einer Drehung des Hebels 11 um die Achse 13 und hierdurch zu einer Betätigung des Auslösers 16 in Form einer Bewegung desselben nach unten. Das hierauf von dem Sensor 17 abgegebene Signal bedeutet, dass der Schleifkontaktträger 9 bei der Bewegung des Stromabnehmers 3 entlang der Schleifleitung auf das Tastelement 10 aufgelaufen ist und es linear in Richtung der Rückseite des Isolierprofils 2 verschoben hat, was nur dann eintritt, wenn die Abnutzung des Schleifkontaktes 8 ein vorbestimmtes Ausmaß überschritten hat. Das Signal des Sensors 17 zeigt somit besagte Abnutzung vorbestimmten Ausmaßes an.
Wie aus den perspektivischen Darstellungen der 4 und 5 zu ersehen ist, liegt der Gehäuseabschnitt 5 der Halterung 4 flach auf der Rückseite des Isolierprofils 2 auf und der Befestigungsabschnitt 6 hat im Vergleich zur Breite des Isolierprofils 2 nur eine geringe Breite. Der Raumbedarf der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also relativ gering, insbesondere seitlich des Isolierprofils 2, so dass bei einer mehrpoligen Schleifleitung die Ausrüstung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Verbreiterung erfordert. Zwar ragt derjenige Teil des Gehäuseabschnitts 5 der Halterung 4, in welchem der Sensor 17 aufgenommen ist, bedingt durch die Abmessungen des Sensors 17 seitlich weiter von dem Isolierprofil 2 ab als der Befestigungsabschnitt 6, doch können bei einer mehrpoligen Schleifleitung die Halterungen 4 an den einzelnen Isolierprofilen 2 in Längsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet werden, so dass die Breite des Gehäuseabschnitts 5 der Halterung 4, in welchem der Sensor 17 aufgenommen ist, keine Erhöhung des Abstandes zwischen den Isolierprofilen 2 erfordert.
Der Sensor 17 enthält einen elektromechanischen Energiewandler, welcher eine mechanische Bewegung des Auslösers 16 in elektrische Energie umwandelt. Ein solcher Energiewandler kann beispielsweise piezoelektrisch oder elektrodynamisch arbeiten. Mit dem elektromechanischen Energiewandler ist ein Funksender verbunden, der die zu seinem Betrieb erforderliche elektrische Leistung ausschließlich von dem elektromechanischen Energiewandler bezieht. Auf diese Weise erübrigt sich eine leitungsgebundene Stromversorgung für den Sensor 17 ebenso wie eine leitungsgebundene Signalübertragung und es ist auch keine Batterie zum Betrieb nötig.
Obwohl die durch eine Auslenkung des Tastelements 10 durch einen Schleifkontaktträger 9 mit einem abgenutzten Schleifkontakt 8 erzeugbare Energiemenge relativ gering ist, genügt sie doch dazu, ein Funksignal auszusenden, welches die Abnutzung des Schleifkontaktes 8 anzeigt, da keine bidirektionale Kommunikation erforderlich ist und das Signal nur eine geringe Datenmenge zu enthalten braucht und dementsprechend kurz sein kann. Elektromechanische Energiewandler der vorgesehenen Art sind Stand der Technik und brauchen daher hier nicht erläutert zu werden. Beispielsweise ist ein solcher Energiewandler in der EP 1 389 358 B1 beschreiben.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wurde von einer Schleifleitung mit mehreren separaten, in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten Isolierprofilen 2 ausgegangen. In diesem Fall wird an jedem einzelnen Isolierprofil 2 eine Halterung 4 mit jeweils einem Sensor 17 und einem Betätigungsmechanismus 15 angebracht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich aber ebenso für eine mehrpolige Schleifleitung mit einem zusammenhängenden Isolierprofil, in welchem mehrere Stromschienen einer Schleifleitung seitlich nebeneinander in einzelnen Kammern aufgenommen sind. Ein solches Isolierprofil ist beispielsweise in der EP 2 171 808 B1 beschrieben. In diesem Fall muss das Isolierprofil seitlich zwischen denjenigen Bereichen, in denen Stromschienen angeordnet sind, mit geeigneten Durchgängen bzw. Kanälen von seiner Rückseite zu seiner Vorderseite versehen sein, durch welche sich die Befestigungsabschnitte 6 von Halterungen 4 und die Tastelemente 10 von Betätigungsmechanismen 15 für die Auslöser 16 von Sensoren 17 hindurch erstrecken können. Um einen Versatz der Halterungen 4 in Längsrichtung der Schleifleitung zu ermöglichen, müssen die den einzelnen Stromschienen zugeordneten Durchgänge bzw. Kanäle dementsprechend in Längsrichtung der Schleifleitung gegeneinander versetzt sein.
Bezugszeichenliste

1: Trägerprofil
2: Isolierprofil
3: Stromabnehmers
4: Halterung
5: Gehäuseabschnitt
6: Befestigungsabschnitt
7: Vorsprünge
8: Schleifkontakte
9: Schleifkontaktträger
10: Tastelement
11: Hebel
12: Achse
13: Weitere Achse
14: Vorsprung
15: Betätigungsmechanismus
16: Auslöser
17: Sensor
D: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3216251 A1 [0002]
EP 1389358 B1 [0034]
EP 2171808 B1 [0035]

Claims

Vorrichtung (1) zur Detektion eines Abnutzungszustandes eines Schleifkontaktes (8) eines Stromabnehmers (3) eines Schleifleitungssystems, mit einem elektrischen Sensor (17), der einen mechanisch betätigbaren Auslöser (16) aufweist, bei dessen Betätigung der Sensor (17) ein Signal abgibt, mit einem Betätigungsmechanismus (15), der mindestens ein Tastelement (10) aufweist, bei dessen Auslenkung aus einer Ruhelage der Betätigungsmechanismus (15) den Auslöser (16) des Sensors (17) betätigt, und mit einer Halterung (4), mittels welcher der Sensor (17) und der Betätigungsmechanismus (15) an der Schleifleitung so befestigbar sind, dass ein Bestandteil eines Stromabnehmers (3), dessen Schleifkontakt (8) eine Abnutzung vorbestimmten Ausmaßes erreicht hat, das Tastelement (10) beim Passieren aus der Ruhelage auslenkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor einen elektromechanischen Energiewandler enthält, welcher eine mechanische Bewegung des Auslösers (16) in elektrische Energie umwandelt, und dass der Sensor (17) ausschließlich von dem elektromechanischen Energiewandler mit elektrischer Energie versorgt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (17) einen Sender enthält, der das Signal des Sensors (17) drahtlos ausstrahlt, und dass der Sensor (17) einen Speicher mit einem sensorspezifischen Code enthält, der ein Bestandteil des von dem Sender ausgestrahlten Signals ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (17) einen Sender enthält, der das Signal des Sensors (17) drahtlos ausstrahlt, wenn ihm von dem elektromechanischen Energiewandler ein elektrischer Impuls mit einer vorbestimmten Mindestenergie zugeführt wird.
Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (4) einen Gehäuseabschnitt (5), in welchem der Sensor (17) und der Betätigungsmechanismus (15) aufgenommen sind, und aus welchem das Tastelement (10) herausragt, und einen Befestigungsabschnitt (6) zur Befestigung der Halterung an einem Isolierprofil oder an einem Trägerprofil der Schleifleitung aufweist, und dass sich der Gehäuseabschnitt (5) im befestigten Zustand der Halterung (4) auf der dem Stromabnehmer (3) abgewandten Rückseite des Isolierprofils (2) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Befestigungsabschnitt (6) der Halterung (4) im befestigten Zustand der Halterung (4) von der Rückseite des Isolierprofils (2) aus in Richtung der dem Stromabnehmer (3) zugewandten Vorderseite des Isolierprofils (2) erstreckt und mindestens einen mit dem Isolierprofil (2) in Eingriff versetzbaren Abschnitt (7) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (6) der Halterung (4) aus mindestens zwei elastischen Haken besteht, welche sich im befestigten Zustand der Halterung (4) jeweils auf einer der beiden Seiten des Isolierprofils (2) oder eines lateralen Abschnitts eines zusammenhängenden Isolierprofils für mehrere Stromschienen in Richtung der Vorderseite des Isolierprofils (2) erstrecken und mit diesem formschlüssig verrastet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Befestigungsabschnitt (6) der Halterung (4) im befestigten Zustand der Halterung (4) von der Rückseite des Isolierprofils (2) aus in Richtung der dem Stromabnehmer (3) zugewandten Vorderseite des Isolierprofils (2) erstreckt und über diese hinausragt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der im befestigten Zustand der Halterung (4) über die Vorderseite des Isolierprofils (2) hinausragende Teil des Befestigungsabschnitts (6) in Längsrichtung der Schleifleitung zumindest einseitig abgeschrägt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich im befestigten Zustand der Halterung (4) sowohl der Befestigungsabschnitt (6) der Halterung (4), als auch das Tastelement (10) in Richtung der Vorderseite des Isolierprofils (2) erstreckt und jeweils über die Vorderseite des Isolierprofils (2) hinausragt, und dass das Tastelement (10) um ein vorbestimmtes Maß weiter über die Vorderseite des Isolierprofils (2) hinausragt als der Befestigungsabschnitt (6).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (6) der Halterung (4) im befestigten Zustand der Halterung (4) mit dem Isolierprofil (2) eine Führung für das Tastelement (10) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das im befestigten Zustand der Halterung (4) dem Stromabnehmer (3) zugewandte Ende des Tastelements (10) in Längsrichtung der Schleifleitung zumindest einseitig abgeschrägt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Tastelemente (10) vorgesehen sind, welche symmetrisch zueinander jeweils auf einer der beiden Seiten des Isolierprofils (2) oder eines lateralen Abschnitts eines zusammenhängenden Isolierprofils für mehrere Stromschienen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus (15) einen Hebel (11) aufweist, der an einem Ende durch eine Achse (12) drehbar mit dem Tastelement (10) verbunden ist, am anderen Ende mit dem Auslöser (16) des Sensors (17) in mechanischem Kontakt steht und zwischen den beiden Enden an einer Achse (13) an dem Gehäuseabschnitt (6) der Halterung (4) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (10) in seiner Ruhelage durch eine Vorspannung einer an der Halterung (4) abgestützten Feder fixiert wird, welche eine Kraft auf den Hebel (11) ausübt.