DE29716560U1 - Device for determining the strength, the side and the height of overhead contact lines and for the detection of shocks - Google Patents
Device for determining the strength, the side and the height of overhead contact lines and for the detection of shocksInfo
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Description
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Vorrichtung zur Bestimmung der Stärke, der Seiten- und der Höhenlage von Fahrleitungen sowie zur Erfassung von StößenDevice for determining the thickness, lateral and vertical position of overhead lines and for detecting shocks
Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur gleichzeitigen Bestimmung der Stärke, der
Seiten- und der Höhenlage von Fahrleitungen für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge
sowie zur Erfassung von Stößen an den Fahrleitungen. Die Messungen erfolgen in der
Fahrbewegung des Meßfahrzeuges.
5The invention relates to a measuring device for simultaneously determining the thickness, lateral position and height of overhead lines for electrically operated rail vehicles and for detecting impacts on the overhead lines. The measurements are carried out while the measuring vehicle is moving.
5
Die Fahrleitungen für elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge werden turnusmäßig auf ihre Abnutzung und Veränderungen in der Seitenlage überprüft. Darüber hinaus müssen auftretende Unebenheiten und Stöße an der Fahrleitung erfaßt und rechtzeitig beseitigt werden.The overhead lines for electrically operated rail vehicles are checked regularly for wear and tear and changes in the lateral position. In addition, any bumps and impacts on the overhead lines must be recorded and eliminated in good time.
Um eine gleichmäßige Abnutzung und Belastung der Schleifleisten zu gewährleisten, ist die Fahrleitung in einer Zickzacklinie über den Gleisen gespannt. Dabei muß sich die Zickzacklinie möglichst gleichmäßig über die gesamte Schleiffläche der Schleifleiste bewegen, aber nicht darüber hinaus gehen. Bei einer zu großen Abnutzung der Fahrleitung besteht die Gefahr, daß die Schleifleiste mit der Aufhängung der Fahrleitung in Berührung kommt und dadurch der Kohleschleifkörper beschädigt oder zerstört werden kann. Darüber hinaus besteht die Gefahr des Reißens der Fahrleitung.In order to ensure even wear and load on the contact strips, the overhead line is stretched in a zigzag line over the tracks. The zigzag line must move as evenly as possible over the entire contact surface of the contact strip, but not go beyond it. If the overhead line wears too much, there is a risk that the contact strip will come into contact with the overhead line suspension, which could damage or destroy the carbon contact body. There is also a risk that the overhead line will tear.
Durch Unebenheiten an der Fahrleitung kommt es insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten an den Stromabnehmern zu schädlichen Vibrationen und es können Abhebevorgänge der Stromabnehmer von der Fahrleitung auftreten, die zu kurzzeitigen Stromunterbrechungen führen. Die Stromunterbrechungen verursachen die Bildung von Lichtbögen, wodurch die Schleiffläche der Fahrleitung angeschmolzen wird und dadurch eine Rauhigkeit entsteht, die zu einem höheren Verschleiß der Kohleschleifleisten führt. Hinzu kommt eine starke thermische Belastung der Kohleschleifleisten, die eine Gefügeveränderung der Kohlekörper verursacht, wodurch deren Festigkeit sowie die elektrische Leitfähigkeit reduziert wird. Durch Unebenheiten verursachte Stöße können zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Schleifleisten führen.Unevenness in the overhead line can lead to damaging vibrations on the pantographs, particularly at higher speeds, and the pantographs can become detached from the overhead line, which can lead to brief power interruptions. The power interruptions cause arcs to form, which melt the contact surface of the overhead line and create roughness, which leads to increased wear on the carbon contact strips. In addition, there is a strong thermal load on the carbon contact strips, which causes a structural change in the carbon bodies, reducing their strength and electrical conductivity. Impacts caused by unevenness can damage or destroy the contact strips.
Bei Veränderungen in der Höhenlage der Fahrleitungen ist der optimale Kontaktanpreßdruck der Kohleschleifleiste nicht mehr gewährleistet, was bei zu geringen Anpreßdruck wiederum zu einer höheren thermischen Belastung der Kohleschleifleisten führen kann oder bei zu großen Anpreßdruck kommt es zu einem höheren Verschleiß des Kohleschleifkörpers und der Fahrleitung.If the height of the overhead lines changes, the optimal contact pressure of the carbon contact strip is no longer guaranteed, which can lead to a higher thermal load on the carbon contact strip if the contact pressure is too low, or to a higher wear on the carbon contact body and the overhead line if the contact pressure is too high.
Zur Gewährleistung eines störungsfreien Fahrbetriebes müssen daher Veränderungen an der Fahrleitung schnell erfaßt und beseitigt werden. Derartige Messungen sollen möglichst den Fahrbetrieb nicht stören und während des normalen Fahrbetrieb durchgeführt werden.To ensure trouble-free operation, changes to the overhead line must be quickly identified and eliminated. Such measurements should not disrupt operation if possible and should be carried out during normal operation.
Für die Überprüfung der Fahrleitungen sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren bekannt.Different devices and methods are known for checking overhead lines.
Nach der DE-OS 2440085 und der Zusatzlösung in der DE-OS 2547081 sind auf dem Wagendach eines Schienenfahrzeuges an einem Distanzstück in einer festen Entfernung voneinander zwei photoelektrische Sensoren so angeordnet, daß sie in einem bestimmten Winkel mit der Fahrleitung in Bezug stehen und die Sensoren mit einer elektronischen Meßwertverarbeitungseinheit verbunden sind, in welcher die Signale der Sensoren derart verarbeitet werden, daß an Hand einer trigonometrischen Berechnung die Lage des Fahrdrahtes nach Höhe und Seitenlage ermittelt werden kann.According to DE-OS 2440085 and the additional solution in DE-OS 2547081, two photoelectric sensors are arranged on the roof of a rail vehicle on a spacer at a fixed distance from each other so that they are at a certain angle to the overhead line and the sensors are connected to an electronic measurement value processing unit in which the signals from the sensors are processed in such a way that the position of the overhead wire can be determined in terms of height and lateral position using a trigonometric calculation.
Wie die dortige Anmelderin selbst erkannte, wird aufgrund der komplizierten Verhältnisse bei einer solchen Messung, die insbesondere durch die auftretenden Schwingungen des Fahrzeuges verursacht werden, das Meßergebnis verfälscht. Aus diesem Grunde sollte mit der Zusatzlösung die durch das Schienenfahrzeug verursachte Lageabweichung, bezogen auf die Schienenoberkante, mittels Sensoren erfaßt und damit das Meßergebnis rechnerisch entkoppelt werden. In der Praxis hat sich diese Lösung, aufgrund der unterschiedlichen Einflußfaktoren, nicht bewährt.As the applicant there herself recognized, the measurement result is distorted due to the complicated conditions in such a measurement, which are caused in particular by the vibrations that occur in the vehicle. For this reason, the additional solution should use sensors to record the positional deviation caused by the rail vehicle, in relation to the top edge of the rail, and thus decouple the measurement result mathematically. In practice, this solution has not proven successful due to the different influencing factors.
In der DE-OS 3209067 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Höhen- und Seitenlage der Fahrleitung beschrieben, wonach mit einer oder mehreren am Schienenfahrzeug beweglich befestigten Abtasteinrichtungen die Seiten- und/oder Höhenlageänderungen der Fahrleitung über eine Kräfteänderung an der Abtasteinrichtung erfaßt wird. Die Kräfteänderungen werden durch Kraft-Spannungswandler in proportionale Signalspannungen umgeformt und einer Auswerteeinrichtung im Fahrzeug zugeführt. Die Abtasteinrichtung besteht aus einem starren Balken, der durch Gelenkhebel, die an den Enden des Balkens angreifen, federnd in Anlage an der Fahrleitung gehalten wird. An den Gelenkhebeln sind die Kraft-Spannungswandler angeordnet, die ein dem Spreizwinkel proportionales Meßsignal erzeugen.DE-OS 3209067 describes a method and a device for measuring the height and lateral position of the overhead line, according to which the lateral and/or height changes of the overhead line are recorded via a change in force on the scanning device using one or more scanning devices movably attached to the rail vehicle. The force changes are converted into proportional signal voltages by force-voltage converters and fed to an evaluation device in the vehicle. The scanning device consists of a rigid beam that is held in place against the overhead line by articulated levers that engage the ends of the beam. The force-voltage converters are arranged on the articulated levers and generate a measurement signal that is proportional to the spread angle.
Mit dieser Meßvorrichtung läßt sich die genaue Fahrleitungsseitenlage nicht erfassen. Ebenso
ist es schwierig, mit einer Vorrichtung beide Messungen, die Höhen- und die Seitenlage,
gleichzeitig auszuführen, da sich die einzelnen Kraftwirkungen nur sehr schwer zuordnen
lassen.
Der Grad der Abnutzung der Fahrleitung kann mit den genannten Meßvorrichtungen nicht
erfaßt werden.This measuring device cannot determine the exact lateral position of the overhead line. It is also difficult to carry out both measurements, the height and the lateral position, simultaneously with one device, as the individual forces are very difficult to assign.
The degree of wear of the overhead line cannot be determined using the measuring devices mentioned.
Bekannte Vorrichtungen, mit denen mittels Reflexion die Breite der Schleiffläche der Fahrleitung optisch ermittelt wird, vermitteln nur Näherungswerte. Hinzu kommt, daß bei einer solchen Meßmethode bei einer sehr starken Abnutzung sich die Schleiffläche aufgrund des annähernd kreisförmigen Querschnittes der Fahrleitung wieder verringert und dann ein falsches Ergebnis signalisiert wird.Known devices that use reflection to optically determine the width of the contact surface of the overhead line only provide approximate values. In addition, with such a measuring method, if there is very much wear, the contact surface shrinks again due to the almost circular cross-section of the overhead line and then an incorrect result is signaled.
In dem DE-Gebrauchsmuster 9402465 und dem DE-Gebrauchsmuster 29509202, das eine
Weiterentwicklung der ersten Lösung nach dem Gbm 9402465 darstellt, sind
Meßvorrichtungen für eine Fahrdrahtstärkemessung beschrieben, bei denen seitlich auf die
Fahrleitung ein von einem optischen Sender abgestrahltes, parallelverlaufendes Strahlenbündel
gerichtet ist, und das Licht des von der Fahrleitung teilweise abgeschatteten Strahlenbündels
von einer Kamera aufgefangen wird, der über Lichtwellenleiter ein Auswerterechner
nachgeschaltet ist.
Nach der ersten Lösung ist die Meßvorrichtung in einem rahmenartigen, pneumatisch
höhenverstellbaren und quer zu der Fahrleitung verfahrbaren Gestell angeordnet.In the DE utility model 9402465 and the DE utility model 29509202, which represents a further development of the first solution according to Gbm 9402465, measuring devices for measuring contact wire thickness are described, in which a parallel beam emitted by an optical transmitter is directed laterally onto the contact line, and the light of the beam partially shaded by the contact line is captured by a camera, which is followed by an evaluation computer via optical fiber.
According to the first solution, the measuring device is arranged in a frame-like, pneumatically height-adjustable frame that can be moved transversely to the overhead line.
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Das Gestell muß mittels der Pneumatik an den zu messenden Fahrdraht herangehoben werden. Ein Meßkopf, mit einem Einschnitt für die Fahrleitung, muß dann quer zur Fahrleitung so weit verfahren werden, bis der Einschnitt unter dem Fahrdraht positioniert ist. Sodann ist der Meßkopf in der Höhe anzuheben, so daß der Fahrdraht in dem Einschnitt zum Anliegen kommt und damit die Messung durchgeführt werden kann.The frame must be raised to the contact wire to be measured using pneumatics. A measuring head with a notch for the contact line must then be moved across the contact line until the notch is positioned under the contact wire. The measuring head must then be raised in height so that the contact wire rests in the notch and the measurement can be carried out.
Wie bereits durch die dortige Anmelderin als Nachteil erkannt worden ist, konnten die Messungen mit der benannten Vorrichtung nur punktuell und im Stand durchgeführt werden. Die Handhabung dieser Meßvorrichtung war umständlich und zeitaufwendig.As the applicant has already identified as a disadvantage, the measurements with the device in question could only be carried out at specific points and while standing. The handling of this measuring device was cumbersome and time-consuming.
Diese Nachteile sollen mit der Weiterentwicklung nach dem DE-Gebrauchsmuster 29509202 behoben werden.These disadvantages are to be remedied with the further development according to the German utility model 29509202.
Nach der Weiterentwicklung besteht die Meßvorrichtung aus einem modifizierten Stromabnehmer, an dessen einem Ende ein optische Sender und an dem anderen Ende ein optischen Empfänger angeordnet sind.After further development, the measuring device consists of a modified current collector, at one end of which an optical transmitter and at the other end an optical receiver are arranged.
Das von dem optischen Sender abgestrahlte, parallel verlaufende Strahlenbündel ist über die Breite der Schleifleiste seitlich auf die Fahrleitung gerichtet und wird von dieser teilweise abgeschattet, wodurch auf dem optischen Empfänger ein Schattenbild erzeugt wird. Als optischer Empfänger dient eine Kamera, die mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist.The parallel beam emitted by the optical transmitter is directed laterally across the width of the contact strip onto the overhead line and is partially shaded by it, creating a shadow image on the optical receiver. A camera connected to an evaluation device serves as the optical receiver.
Wie mit einer eigenen ähnlichen Meßvorrichtung festgestellt wurde, ist eine Messung über die gesamte Breite der Schleifleiste, je nach Lage der Fahrleitung auf dem Stromabnehmer jedoch ungenau, wobei noch hinzu kommt, daß sich die Abstände der Fahrleitung zu dem Sender und zu dem Empfänger in der Fahrbewegung aufgrund des Zick-Zack-Verlaufs der Fahrleitung stetig verändern.As was determined with our own similar measuring device, a measurement over the entire width of the contact strip is inaccurate depending on the position of the overhead line on the pantograph, and in addition, the distances of the overhead line to the transmitter and to the receiver change constantly during the driving movement due to the zigzag course of the overhead line.
Als besonders störend hat sich erwiesen, daß der an einem Enden der Schleifleiste angeordnete optische Sender und der Empfänger an dem anderen Ende bzw. entsprechende optische Umlenkanordnungen über das Niveau der Fahrleitung hinausragen.It has proven to be particularly disturbing that the optical transmitter arranged at one end of the contact strip and the receiver at the other end or corresponding optical deflection arrangements protrude above the level of the overhead line.
Die gleichzeitige Erfassung der Seiten- und der Höhenlage von Fahrleitungen sowie die Erfassung von Stoßen an Fahrleitungen mit nur einer Meßvorrichtung ist mit den bekannten Meß vorrichtungen nicht möglich.The simultaneous detection of the lateral and vertical position of overhead lines as well as the detection of joints on overhead lines with only one measuring device is not possible with the known measuring devices.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Meßvorrichtung zu schaffen, mit der gleichzeitig die Stärke, die Seiten- und die Höhenlage der Fahrleitungen bestimmt werden kann und auftretende Unebenheiten und auf den Stromabnehmer wirkende Stöße an der Fahrleitung erfaßt werden können. Die aufgezeigten Mängel der bekannten Meßvorrichtungen sollen mit der neuen Lösung behoben werden.The invention is based on the task of creating a simple measuring device with which the thickness, the lateral position and the height of the overhead lines can be determined simultaneously and any unevenness and impacts on the overhead line that affect the pantograph can be recorded. The shortcomings of the known measuring devices are to be remedied with the new solution.
Die Meßvorrichtung besteht aus einem rohrförmigen Ausleger, der mit seinem unteren Ende im Schwenkpunkt C auf dem Dach eines auf Schienen fahrbaren Meßfahrzeuges horizontal und vertikal schwenkbar angebracht ist und an dessen oberem Ende ein Führungsbock angeordnet ist, der an der Fahrleitung in deren Längsrichtung gleitend anliegt und der mit dem Ausleger von der Fahrleitung in deren Querrichtung geführt wird und so deren Zick-Zack-Lage folgt.The measuring device consists of a tubular boom, which is mounted with its lower end at the pivot point C on the roof of a measuring vehicle that can be moved on rails so that it can pivot horizontally and vertically, and at the upper end of which a guide block is arranged, which slides along the contact line in its longitudinal direction and which is guided by the boom in its transverse direction by the contact line and thus follows its zigzag position.
Zur einen Seite des Führungsbocks ist ein optischer Sender angeordnet, der seitlich auf die Fahrleitung und senkrecht zur Schleifflächennormalen ein parallel verlaufendes Strahlenbündel richtet.An optical transmitter is arranged on one side of the guide block, which directs a parallel beam of rays laterally onto the overhead line and perpendicular to the contact surface normal.
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Zur anderen Seite des Führungsbocks, gegenüber dem optischen Sender befindet sich eine optische Empfängerzeile, die das Licht des von der Fahrleitung teilweise abgeschatteten Strahlenbündels auffängt. On the other side of the guide bracket, opposite the optical transmitter, there is an optical receiver line that captures the light from the beam partially shaded by the overhead line.
Die optische Empfängerzeile ist über eine optische Strecke mit einer Auswerteeinrichtung in dem Meßfahrzeug verbunden.The optical receiver line is connected to an evaluation device in the measuring vehicle via an optical link.
Auf dem Niveau des Schwenkpunktes am unteren Ende des Auslegers sind Wegaufnehmer angeordnet, die ebenfalls mit der Auswerteeinrichtung in dem Meßfahrzeug optisch oder elektrisch verbunden sind. Mit den Wegaufnehmern wird der horizontale und der vertikale Schwenkweg des Auslegers erfaßt, aus denen mittels der Auswerteeinrichtung die Seiten- und die Höhenlage der Fahrleitung zur Schiene bestimmt wird. Als Wegaufhehmer dienen vorzugsweise elektrische Potentiometer, die über ein Verbindungselement - einen Riemen, ein Seil, eine Kette oder dgl. - mit dem Ausleger mechanisch verbunden sind.Displacement sensors are arranged at the level of the pivot point at the lower end of the boom, which are also optically or electrically connected to the evaluation device in the measuring vehicle. The displacement sensors record the horizontal and vertical pivoting path of the boom, from which the lateral and vertical position of the overhead line to the rail is determined using the evaluation device. Electrical potentiometers are preferably used as displacement sensors, which are mechanically connected to the boom via a connecting element - a belt, a rope, a chain or similar.
Es können auch optische Sensoren oder andere Vorrichtungen verwendet werden, die eine Wegänderung in ein rechnerverständliches Signal umwandeln.Optical sensors or other devices can also be used to convert a change in path into a signal that can be understood by a computer.
Der optische Sender und die optische Empfängerzeile können direkt an dem Führungsbock angeordnet sein.The optical transmitter and the optical receiver line can be arranged directly on the guide block.
Der optische Sender und/oder die optische Empfängerzeile können auch unterhalb des Führungsbocks an dem Ausleger positioniert sein. Bei dieser Anordnung ist an dem Führungsbock eine Umlenkanordnung - eine Spiegelanordnung oder Prismen - angebracht..The optical transmitter and/or the optical receiver line can also be positioned below the guide bracket on the boom. In this arrangement, a deflection arrangement - a mirror arrangement or prisms - is attached to the guide bracket.
Als optischer Sender kommt vorzugsweise eine Laserdiode zum Einsatz, deren divergenter Strahlengang von einer Linse in das parallel verlaufende Strahlenbündel umgeformt wird.A laser diode is preferably used as an optical transmitter, the divergent beam path of which is converted by a lens into the parallel beam bundle.
Es kann aber auch jede andere optische Strahlenquelle zur Anwendung kommen, die einen parallel verlaufenden Strahlengang abstrahltHowever, any other optical radiation source that emits a parallel beam path can also be used
So kann der parallele Strahlengang auch von einer optischen Einrichtung abgestrahlt werden, die das Tageslicht bündelt.The parallel beam path can also be emitted by an optical device that focuses the daylight.
Die optische Empfängerzeile besteht vorzugsweise aus einer CCD-Zeile und einem Signalumsetzer. Sie kann auch aus einer Vielzahl optisch voneinander isolierter Lichtwellenleiter bestehen, die mit ihren Stirnflächen ihrer einen Enden, der Meßstrecke zugewandt und mit ihren anderen Enden mit der Auswerteeinrichtung verbunden sind.The optical receiver line preferably consists of a CCD line and a signal converter. It can also consist of a large number of optically isolated optical waveguides, one end of which faces the measuring section and the other end of which is connected to the evaluation device.
Von. den Empfängerzeilen wird die Hell-Dunkel-Grenze der projizierten Schattenbilder als Meßsignale über die optische Strecke der Auswerteeinrichtung in dem Schienenfahrzeug zugeführt.From the receiver lines, the light-dark boundary of the projected shadow images is fed as measuring signals via the optical path to the evaluation device in the rail vehicle.
Der Führungsbock ist vorzugsweise an dem Ausleger federnd angeordnet. Treten Unebenheiten oder Stöße an der Fahrleitung auf, so entstehen an dem Führungsbock Schwingungen, die zu Verschiebungen der Hell-Dunkel-Grenzen der Schattenbilder auf der Empfängerzeile in der Schwingungsfrequenz führen und von der Auswerteeinrichtung erfaßt und ausgewertet werden.The guide block is preferably arranged on the boom in a spring-loaded manner. If unevenness or impacts occur on the overhead line, vibrations are generated on the guide block, which lead to shifts in the light-dark boundaries of the shadow images on the receiver line in terms of the vibration frequency and are recorded and evaluated by the evaluation device.
Der optische Sender und die optische Empfängerzeile sind so angeordnet, daß von dem Strahlenbündels auch die sich berührenden Schleifflächen, die des Führungsbocks und die der Fahrleitung, erfaßt werden. Treten durch Unebenheiten der Fahrleitung beim Fahren Abhebevorgänge des Führungsbocks von der Fahrleitung auf, so werden diese durch die zwischen den Schleifflächen hindurchtretenden Strahlen an die Auswerteeinrichtung signalisiert.The optical transmitter and the optical receiver line are arranged in such a way that the beam bundle also covers the contacting contact surfaces, those of the guide block and those of the overhead line. If the guide block lifts off the overhead line due to unevenness in the overhead line during travel, this is signaled to the evaluation device by the beams passing between the contact surfaces.
Der Führungsbock ist in vorteilhafter Weise an dem Ausleger entgegen der Bewegungsrichtung von der Fahrleitung abschwenkbar angeordnet. Stößt der Führungsbock in der Fahrbewegung auf ein Hindernis, so klappt dieser von der Fahrleitung abThe guide block is advantageously arranged on the boom so that it can be swivelled away from the overhead line in the opposite direction of movement. If the guide block encounters an obstacle during the travel movement, it swings away from the overhead line
Mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung können gleichzeitig die Stärke, die Seiten- und die Höhenlage von Fahrleitungen sowie Unebenheiten an der Fahrleitung und auf den Führungsbock auftretende Stöße, die im Fahrbetrieb der Schienenfahrzeuge Schäden an den Stromabnehmern verursachen, erfaßt werden.The measuring device according to the invention can simultaneously detect the thickness, the lateral position and the height of overhead lines as well as unevenness on the overhead line and impacts on the guide bracket that cause damage to the pantographs when the rail vehicles are in operation.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
20The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows:
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Fig. 1 : eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung,Fig. 1: a schematic representation of the measuring device according to the invention,
Fig. 2 : die Anordnung der Wegaufhehmer zur Bestimmung der Seiten- undFig. 2 : the arrangement of the displacement sensors for determining the lateral and
Höhenlage der Fahrleitung,Altitude of the overhead line,
Fig. 3 : eine Schnittdarstellung des Führungsbocks; der Sender und dieFig. 3 : a sectional view of the guide block; the transmitter and the
Empfängerzeile sind unterhalb des Führungsbocks angeordnet.Receiver rows are arranged below the guide block.
Auf dem Dach eines auf Schienen fahrbaren Meßfahrzeuges 1 ist ein rohrförmiger Ausleger 2, wie er auch für Oberleitungsomnibusse als Stromabnehmer Verwendung findet, mit seinem unteren Ende T im Schwenkpunkt C horizontal und vertikal schwenkbar angebracht.On the roof of a measuring vehicle 1 that can be moved on rails, a tubular boom 2, such as is also used as a current collector for trolleybuses, is mounted with its lower end T at the pivot point C so that it can pivot horizontally and vertically.
Das Meßfahrzeug ist zweckmäßig als ein Zweiwegefahrzeug aufgebaut, d.h. als ein auf Schienen fahrbares Straßenfahrzeug gestaltet.The measuring vehicle is designed as a two-way vehicle, i.e. as a road vehicle that can travel on rails.
An dem oberen Ende 2"" des Auslegers 2 ist ein Führungsbock 3 angeordnet, der an der Fahrleitung 9 in deren Längsrichtung gleitend anliegt und der mit dem Ausleger 2 von der Fahrleitung 9 in deren Querrichtung geführt wird und so deren Zick-Zack-Lage folgt. Zur einen Seite des Führungsbocks 3 ist ein optischen Sender 4 angeordneten, der seitlich auf die Fahrleitung 9 und senkrecht zur Schleifflächennormalen ein parallel verlaufendes Strahlenbündel 5 richtet. Zur anderen Seite des Führungsbocks 3, gegenüber dem optischen Sender 4, ist eine optische Empfängerzeile 6 angeordnet, die das Licht des von der Fahrleitung 9 teilweise abgeschatteten Strahlenbündels 5 auffangt. Die optische Empfängerzeile 6 ist über eine optische Strecke 7, vorzugsweise einem Glasfaserkabel, mit einer Auswerteeinrichtung in dem Meßfahrzeug 1 verbunden.At the upper end 2"" of the boom 2, a guide block 3 is arranged, which slides along the contact line 9 in its longitudinal direction and which is guided by the boom 2 by the contact line 9 in its transverse direction and thus follows its zigzag position. On one side of the guide block 3, an optical transmitter 4 is arranged, which directs a parallel beam 5 laterally onto the contact line 9 and perpendicular to the contact surface normal. On the other side of the guide block 3, opposite the optical transmitter 4, an optical receiver line 6 is arranged, which captures the light of the beam 5 partially shaded by the contact line 9. The optical receiver line 6 is connected to an evaluation device in the measuring vehicle 1 via an optical path 7, preferably a fiber optic cable.
Auf dem Niveau des Schwenkpunktes C am unteren Ende T des Auslegers 2 sind zwei Wegaufhehmer 8&lgr; und 8&lgr;' angeordnet, die ebenfalls mit der Auswerteeinrichtung in dem Meßfahrzeug 1 optisch oder elektrisch verbunden sind. Die Wegaufnehmer 8\ 8" sind in den Punkten A und B angeordnet und bilden mit dem Schwenkpunkt C ein gleichschenkliges Dreieck.At the level of the pivot point C at the lower end T of the boom 2, two displacement sensors 8 λ and 8 λ ' are arranged, which are also optically or electrically connected to the evaluation device in the measuring vehicle 1. The displacement sensors 8\ 8" are arranged at points A and B and form an isosceles triangle with the pivot point C.
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Als Wegaufhehmer 8\ 8" dienen vorzugsweise elektrische Potentiometer, die über ein Verbindungselement 11' und 11"- einen Riemen, ein Seil, eine Kette oder dgl. - mit dem Ausleger im Bereich seines Endes T" mechanisch verbunden sind. Auf diese Weise wird mit zwei Wegaufhehmern 8\ 8" der horizontale und der vertikale Schwenkweg H und S des Auslegers 2 erfaßt und mittels der Auswerteeinrichtung die Seiten- und die Höhenlage der Fahrleitung zur Schiene bestimmt.Electrical potentiometers are preferably used as displacement sensors 8\ 8", which are mechanically connected to the boom in the area of its end T" via a connecting element 11' and 11" - a belt, a rope, a chain or the like. In this way, the horizontal and vertical swivel path H and S of the boom 2 are recorded with two displacement sensors 8\ 8", and the lateral and vertical position of the contact line to the rail is determined by means of the evaluation device.
Der optische Sender 4 und/oder die optische Empfangerzeile 6 sind zweckmäßig unterhalb des Führungsbocks 3 an dem Ausleger 2 positioniert. Hierbei ist an dem Führungsbock 3 eine optische Umlenkanordnung 10 - eine Spiegelanordnung oder Prismen - angebracht. Der Führungsbock 3 kann dadurch leichter und kompakter gestaltet sein, was bei einer Anordnung des Senders 4 und der Empfängerzeile 6 direkt an dem Führungsbock 3 nicht möglich istThe optical transmitter 4 and/or the optical receiver line 6 are conveniently positioned below the guide bracket 3 on the boom 2. An optical deflection arrangement 10 - a mirror arrangement or prisms - is attached to the guide bracket 3. The guide bracket 3 can therefore be made lighter and more compact, which is not possible if the transmitter 4 and the receiver line 6 are arranged directly on the guide bracket 3.
Als optischer Sender 4 kommt vorzugsweise eine Laserdiode zur Anwendung, deren divergenter Strahlengang von einer Linse in das parallel verlaufende Strahlenbündel 5 umgeformt wird.A laser diode is preferably used as the optical transmitter 4, the divergent beam path of which is converted by a lens into the parallel beam bundle 5.
Es kann aber auch jede andere optische Strahlenquelle zur Anwendung kommen, die einen
parallel verlaufenden Strahlengang abstrahlt
So kann das Strahlenbündel 5 auch von einer optischen Einrichtung abgestrahlt werden, die das
Tageslicht bündelt.However, any other optical radiation source that emits a parallel beam path can also be used
Thus, the beam 5 can also be emitted by an optical device that concentrates daylight.
Die optische Empfangerzeile 6 besteht vorzugsweise aus einer CCD-Zeile und einem Signalumsetzer, die über eine optische Strecke mit der Auswerteeinrichtung in dem Meßfahrzeug 1 verbunden sind.The optical receiver line 6 preferably consists of a CCD line and a signal converter, which are connected to the evaluation device in the measuring vehicle 1 via an optical path.
Die optische Empfangerzeile 6 kann auch aus einer Vielzahl optisch voneinander isolierter Lichtwellenleiter bestehen, die mit den Stirnflächen ihrer einen Enden der Meßstrecke zugewandt und mit ihren anderen Enden mit der Auswerteeinrichtung verbunden sind. 30The optical receiver line 6 can also consist of a large number of optically isolated optical waveguides, which have the end faces of one end facing the measuring section and are connected to the evaluation device with their other ends. 30
Von der Empfängerzeile 6 wird die Hell-Dunkel-Grenze der projizierten Schattenbilder als Meßsignale über die optische Strecke 7 der Auswerteeinrichtung in dem Schienenfahrzeug zugeführt.From the receiver line 6, the light-dark boundary of the projected shadow images is fed as measurement signals via the optical path 7 to the evaluation device in the rail vehicle.
Der Führungsbock 3 ist vorzugsweise an dem Ausleger 2 federnd angeordnet. Treten Stöße an der Fahrleitung 9 auf, so entstehen an dem Führungsbock 3 Schwingungen, die zu einer Verschiebung der Hell-Dunkel-Grenzen der Schattenbilder auf der Empfängerzeile 6 in der Schwingungsfrequenz führen und von der Auswerteeinrichtung entsprechend erfaßt werden.The guide block 3 is preferably arranged spring-loaded on the boom 2. If impacts occur on the overhead line 9, vibrations are generated on the guide block 3, which lead to a shift in the light-dark boundaries of the shadow images on the receiver line 6 in the vibration frequency and are recorded accordingly by the evaluation device.
Der optische Sender 4 und die optische Empfangerzeile 6 sind so angeordnet, daß ein Teil des Strahlenbündels 5 gegen die sich berührenden Schleifflächen 3' und'9' gerichtet sind und während der Fahrbewegung des Meßfahrzeuges 1 das Anliegen des Führungsbocks 3 an der Fahrleitung 9 kontrollieren. Treten durch Unebenheiten an der Fahrleitung 9 beim Fahren Abhebevorgänge des Führungsbocks 3 auf, so können die Strahlen zwischen den Schleifflächen 3', 9' hindurchtretenden.The optical transmitter 4 and the optical receiver line 6 are arranged in such a way that part of the beam 5 is directed against the contacting sliding surfaces 3' and '9' and monitors the contact of the guide block 3 on the overhead line 9 during the travel movement of the measuring vehicle 1. If the guide block 3 is lifted off due to unevenness on the overhead line 9 during travel, the beams can pass between the sliding surfaces 3', 9'.
Der Führungsbock 3 ist in vorteilhafter Weise an dem Ausleger 2 entgegen der Bewegungsrichtung von der Fahrleitung 9 abschwenkbar angeordnet.The guide block 3 is advantageously arranged on the boom 2 so that it can be pivoted away from the contact line 9 against the direction of movement.
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Stößt der Führungsbock 3 in der Fahrbewegung auf ein Hindernis, so klappt dieser von der Fahrleitung 9 ab. Dadurch werden Schäden bei der Meßfahrt an dem Führungsbock 3 und der Fahrleitung 9 vermieden.If the guide block 3 encounters an obstacle during the travel movement, it folds away from the overhead line 9. This prevents damage to the guide block 3 and the overhead line 9 during the measuring run.
Vorrichtung zur Bestimmung der Stärke, der Seiten- und der Höhenlage von Fahrleitungen sowie zur Erfassung von StößenDevice for determining the thickness, lateral and vertical position of overhead lines and for detecting shocks
Aufstellung der BezugszeichenList of reference symbols
Claims (13)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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