EP4370366A1 - Verfahren zum betreiben einer gleisbaumaschine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer gleisbaumaschine

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EP4370366A1
EP4370366A1 EP22737475.8A EP22737475A EP4370366A1 EP 4370366 A1 EP4370366 A1 EP 4370366A1 EP 22737475 A EP22737475 A EP 22737475A EP 4370366 A1 EP4370366 A1 EP 4370366A1
Authority
EP
European Patent Office
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pantograph
overhead line
track
contact
optical waveguide
Prior art date
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Pending
Application number
EP22737475.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Pröll
David BUCHBAUER
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Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
Original Assignee
Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH filed Critical Plasser und Theurer Export Von Bahnbaumaschinen GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
    • B60M1/18—Section insulators; Section switches

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a track maintenance machine on a track section with an overhead line network, wherein a power supply to the track maintenance machine is optionally interrupted by means of a pantograph from an overhead line when crossing a section separation of the overhead line network.
  • the invention relates to a track construction machine for carrying out the method.
  • AT 517771 A1 discloses a method for operating a track construction machine, which is supplied by means of a pantograph from an overhead line network.
  • the overhead line network is divided into several sectors (feeding areas), which are separated from each other by transfer points.
  • a so-called section separation causes an electrical separation of the contact wires of the adjoining sectors while maintaining the mechanical contact wire pretension.
  • the invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned in which, compared to the prior art, the safety when driving over road separations is increased. Another object of the invention is to specify a corresponding track-laying machine.
  • Determining the position of the contact point is also advantageous when there is only one contact wire. This makes it possible to check whether the overhead line is still within a standard range (e.g. TR940 for the route network in Austria) and whether the desired lateral displacement of the overhead line is being observed. In this way, the measuring arrangement also functions as a control device for the overhead line.
  • a standard range e.g. TR940 for the route network in Austria
  • a driving speed of the track construction machine is continuously recorded, with the pantograph being automatically lowered if the speed is below a minimum speed and more than one contact point on a contact strip of the pantograph is detected.
  • equalizing currents between two supply areas can cause a contact wire to heat up very quickly.
  • softening occurs at temperatures above 100°C, causing the contact wire to lose its pretension or to tear.
  • the pantograph is automatically lowered immediately. This is particularly relevant for track construction machines, because these usually have a very low working speed ( ⁇ 2 km/h).
  • a temperature of a contact strip of the pantograph is additionally measured by means of the measuring arrangement. This ensures that the pantograph is lowered when the temperature exceeds a predetermined threshold. Too high a resistance between the contact strip and the contact wire can also lead to impermissible heating within a feed area.
  • the possible uses are increased if the track-laying machine is supplied with power from an energy source arranged in the track-laying machine when the pantograph is lowered. With this improvement, it is not just the existing kinetic energy of the track construction machine in motion that is decisive for crossing the section separation. As soon as the pantograph is lowered, the energy is supplied, for example, from an electrical energy store, a motor-generator unit or a fuel cell.
  • the contact points are advantageously detected by means of pressure sensors arranged on the current collector.
  • the direct attachment of pressure sensors to the pantograph ensures error-free detection of the contact points.
  • Optical or other non-contact measuring arrangements sometimes lead to incorrect results.
  • a detection of pressure and shock loads carried out by means of the pressure sensors also enables faults to be found in the overhead line. Unevenness in the overhead line is a major hazard, especially at high speeds. With the extended measurement arrangement, these danger spots can be identified.
  • pressure changes are detected by means of an optical waveguide arranged under a contact strip, by using a detector unit connected to the optical waveguide to transmit light waves into the optical waveguide and to evaluate reflected light waves.
  • the optical fiber is used as the sensor element of a so-called Fiber Bragg Grating Sensor (FBG sensor).
  • FBG sensor Fiber Bragg Grating Sensor
  • the fiber optic cable is not live (the electrical resistance is typically 10 16 W-cm according to DIN 53482) and can therefore be mounted on the underside of the contact strip without any problems.
  • Temperatures and strains can be measured using the FBG sensor. Due to the targeted arrangement of the optical waveguide, there are on the one hand contact forces measurable at the contact points and the positions of the contact points, resulting in the number of contact points. On the other hand, temperatures of the contact strip can also be measured. This means that another measured variable is available to define a criterion for lowering the pantograph. For example, a temperature threshold is specified, when it is reached the pantograph is automatically lowered.
  • a speedometer is arranged to continuously record the travel speed of the track construction machine, the speedometer and the measuring arrangement being coupled to an evaluation device and the evaluation device being connected to a control device for controlling a lifting drive of the pantograph.
  • the pantograph is automatically lowered as soon as a slow speed causes the vehicle to remain at the transfer point for too long.
  • pressure sensors for detecting pressure forces between a contact strip and the overhead line are arranged on the pantograph.
  • the compressive forces enable the contact points to be detected immediately, which means that the number of these contact points can be determined clearly and reliably.
  • an optical waveguide is arranged under the sliding strip, the optical waveguide being connected to a detector unit for transmitting light waves and evaluating reflected light waves.
  • the physical properties of the fiber optic cable enable precise detection of the contact points and provide the necessary electrical insulation between the pantograph and the detector unit.
  • a current collector with several contact strips is used, with an optical fiber being arranged under each contact strip. Due to the redundancy that is thus available, particularly reliable measurement results can be achieved. In particular, with this arrangement, conclusions can be drawn in a simple manner about the type of section separation. For example, section insulators with several curved guide elements can be identified.
  • Fig. 1 track construction machine on a track with an overhead line network
  • Fig. 2 pantograph and contact wires
  • a track construction machine 1 shown in Fig. 1 is, for example, a line tamping machine with a lifting and straightening unit 2, a tamping unit 3 and a stabilization unit 4.
  • the machine 1 comprises an electric drive, which is fed via a pantograph 5 from an overhead line network 6.
  • An internal combustion engine generator unit for example, is arranged as an alternative drive when the overhead line network 6 is missing or switched off.
  • An electrical storage device, which is charged via the current collector 5, can also serve as an energy source.
  • Other track construction machines 1 are, for example, a ballast cleaning machine, a track renewal train or a ballast plow.
  • FIG. 1 two feed areas (sectors) 7 of the overhead line network 6 are shown.
  • Each feeder district 7 comprises a feeder line 8 which connects a substation 9 to an associated catenary 10 .
  • the overhead line 10 is usually designed as a catenary system with a contact wire 11 and a suspension cable 12 and is suspended from masts 13 .
  • a contact wire change takes place between two masts 13.
  • the contact wire 11 of the right feed area 7 is stretched coming from the right up to the middle mast 13 .
  • the contact wire 11 of the left feeding area 7 is stretched coming from the left up to the right mast 13 .
  • the pantograph 5 of the track construction machine 1 is briefly in contact with the two contact wires 11 when crossing the section separation 14 .
  • the route separation 14 must be passed through quickly enough so that equalizing currents do not cause any damage to the contact wires 11.
  • the pantograph 5 When driving through slowly, the pantograph 5 must be lowered. This is the case when the track-laying machine 1 works.
  • a high-performance tamping machine 1 with a three-sleeper tamping unit 3 achieves a working speed of around 1800 meters per hour, for example. So that the current collector 5 can be lowered in good time, according to the current state of the art, a great deal of planning is required and a great deal of attention and very good knowledge of the route on the part of an operator of the track construction machine 1 .
  • FIG. 2 shows a so-called pallet 15 of the pantograph 7. This is the part pressed against the overhead line 10, which comprises two crossbeams 16 connected to one another.
  • a contact strip 17 is arranged on the upper side of each cross member 16 .
  • the respective contact strip 17 is in direct contact with the contact wire 11 when the pantograph 5 is raised.
  • a measuring arrangement 18 shown in FIG. 3 recognizes this state.
  • the measuring arrangement 18 continuously measures and analyzes contact forces F between the contact wires 11 and the current collector 5. This is preferably done by means of pressure sensors 19, which detect a respective contact point 20 via a strain measurement.
  • the number of contact points 20 is determined.
  • the individual positions of the contact points 20 can be evaluated.
  • the pressure sensor 19 comprises an optical waveguide, which is arranged between the respective cross member 16 and the associated contact strip 17.
  • the optical waveguide is clamped in a groove running along the cross member. One end of the optical waveguide is led out of this groove at a mechanically protected point and connected to a detector unit 21 .
  • the optical fiber acts as an element of a so-called FBG sensor (Fiber Bragg Grating Sensor).
  • the detector unit 21 sends light pulses into at least one fiber of the optical waveguide and evaluates the resulting reflections, using a fiber Bragg grating written in the optical waveguide.
  • the reflections are dependent on mechanical stresses in the relevant fiber of the optical waveguide. Such mechanical stresses arise when forces act on the optical waveguide.
  • a temperature change also has a corresponding effect. It is possible to locate the effect of the force using signal patterns that can be evaluated, in particular due to the discrete form of the measurement signal.
  • the evaluation device 22 is connected to a control device 23 .
  • the control device 23 controls a lifting drive 24 of the pantograph 5 and automatically lowers it as soon as the number of contact wires 11 in contact detects a line separation 14 and the speed of the track construction machine 1 is too low.
  • the driving speed is detected, for example, via a rotary encoder 29 coupled to a rail undercarriage 28. Automatic reduction also takes place if the temperature of a contact strip 17 is too high.
  • Section separations 14 on old track sections sometimes have a section separator 25 shown in FIG.
  • the contact wires 11 are electrically isolated from one another by means of an insulator 26 .
  • the current collector 5 is guided by means of curved guide elements 27 .
  • the measuring arrangement 18 recognizes that a contact strip 17 of the current collector 5 is in contact with the overhead line 10 with more than one contact point 20 .
  • a measurement and analysis 30 of the contact points 20 is carried out continuously.
  • a first evaluation 31 continuously checks whether there is more than one contact point 20 with the overhead line 10 on a contact strip 17 . If the decision Y is positive, a second evaluation 32 follows as to whether the current driving speed of the track-laying machine 1 is below a minimum speed. If there is also a positive decision Y here, an immediate lowering 33 of the pantograph 5 takes place. If there is a negative decision N in one of the two evaluations 31, 32, no intervention 34 takes place.
  • Corresponding software is advantageously set up in a microcontroller of the evaluation device 22 .

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Gleisbaumaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gleisbaumaschine (1) auf einer Gleisstrecke mit einem Oberleitungsnetz (6), wobei eine Energieversorgung der Gleisbaumaschine (1) mittels eines Stromabnehmers (5) aus einer Oberleitung (10) beim Überfahren einer Streckentrennung (14) des Oberleiternetzes (6) wahlweise unterbrochen wird. Dabei wird mittels einer Messanordnung (18) laufend die Anzahl an vorhandenen Kontaktstellen (20) zwischen dem Stromabnehmer (5) und der Oberleitung (10) und insbesondere deren jeweilige Position detektiert. Durch die kontinuierliche Erfassung der Kontaktstellen wird jede Überleitstelle automatisch erkannt.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Gleisbaumaschine
Technisches Gebiet
[01] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gleisbaumaschine auf einer Gleisstrecke mit einem Oberleitungsnetz, wobei eine Energieversorgung der Gleisbaumaschine mittels eines Stromabnehmers aus einer Oberleitung beim Überfahren einer Streckentrennung des Oberleiternetzes wahlweise unterbrochen wird. Zudem betrifft die Erfindung eine Gleisbaumaschine zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
[02] Die AT 517771 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Gleisbaumaschine, die mittels eines Stromabnehmers aus einem Oberleitungsnetz versorgt wird. Das Oberleitungsnetz ist in mehrere Sektoren (Speisebezirke) unterteilt, die durch Überleitstellen voneinander abgegrenzt sind. An jeder Überleitstelle bewirkt eine sogenannte Streckentrennung eine elektrische Trennung der Fahrdrähte der aneinandergrenzenden Sektoren bei Aufrechterhaltung der mechanischen Fahrdrahtvorspannung. Während des Überfahrens von Überleitstellen unter Lastbetrieb erfolgt ein Wechsel von der Energieversorgung aus dem Oberleitungsnetz auf eine Energieversorgung mittels eines Verbrennungsmotors.
Darstellung der Erfindung
[03] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem gegenüber dem Stand der Technik die Sicherheit beim Überfahren von Streckentrennungen erhöht wird. Weiter ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Gleisbaumaschine anzugeben.
[04] Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 6. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an. [05] Dabei wird mittels einer Messanordnung laufen die Anzahl an vorhandenen Kontaktstellen zwischen dem Stromabnehmer und der Oberleitung und insbesondere deren jeweilige Position detektiert. Mit dieser Lösung wird ein Charakteristikum jeder Streckentrennung genutzt, nämlich das Vorhandensein von zwei Fahrdrähten oder Leitelementen an der Überleitstelle. Durch die kontinuierliche Erfassung der Kontaktstellen wird jede Überleitstelle automatisch erkannt. Sobald der Stromabnehmer an zwei Fahrdrähten anliegt, erfolgt eine Meldung durch die Messanordnung. Im einfachsten Fall kann eine Bedienperson auf diese Meldung reagieren und gegebenenfalls eine Maßnahme zur Vermeidung von Störungen einleiten. Das erhöht die Sicherheit des Betriebs der Gleisbaumaschine, weil die Bedienperson nicht mehr selbst für das Erkennen von Streckentrennungen verantwortlich ist.
[06] Auch bei nur einem anliegenden Fahrdraht ist die Positionsbestimmung der Kontaktstelle von Vorteil. Damit kann überprüft werden, ob sich die Oberleitung noch innerhalb eines Normbereichs befindet (z.B. TR940 für das Streckennetz in Österreich) und ob die gewünschte Seitenverschiebung der Oberleitung eingehalten wird. Auf diese Weise funktioniert die Messanordnung zusätzlich als Kontrolleinrichtung für die Oberleitung.
[07] In einer Weiterbildung des Verfahrens wird laufend eine Fahrgeschwindigkeit der Gleisbaumaschine erfasst, wobei der Stromabnehmer automatisch abgesenkt wird, wenn die Geschwindigkeit unter einer Mindestgeschwindigkeit liegt und mehr als eine Kontaktstelle an einer Schleifleiste des Stromabnehmers detektiert wird. Bei der Überfahrt einer offenen Streckentrennung kann durch Ausgleichsströme zwischen zwei Speisebezirken eine sehr schnelle Erwärmung eines Fahrdrahts entstehen. Bei stark kaltverformen Kupfer tritt bei Temperaturen über 100°C eine Entfestigung auf, wodurch der Fahrdraht seine Vorspannung verliert oder reißt. Zur Vermeidung einer solchen Temperaturbelastung wird der Stromabnehmer sofort automatisch gesenkt. Das ist insbesondere für Gleisbaumaschinen relevant, weil diese in der Regel eine sehr geringe Arbeitsgeschwindigkeit (<2 km/h) aufweisen.
[08] Vorteilhafterweise wird mittels der Messanordnung zusätzlich eine Temperatur einer Schleifleiste des Stromabnehmers gemessen. Damit ist sichergestellt, dass der Stromabnehmer abgesenkt wird, wenn die Temperatur einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Auch innerhalb eines Speisebezirks kann ein zu hoher Widerstand zwischen der Schleifleiste und dem Fahrdraht zu einer unzulässigen Erwärmung führen.
[09] Die Einsatzmöglichkeiten werden erhöht, wenn die Gleisbaumaschine bei abgesenktem Stromabnehmer aus einer in der Gleisbaumaschine angeordneten Energiequelle versorgt wird. Bei dieser Verbesserung ist nicht alleine die vorhandene kinetische Energie der in Bewegung befindlichen Gleisbaumaschine für das Überfahren der Streckentrennung maßgeblich. Sobald der Stromabnehmer abgesenkt wird, erfolgt die Energieversorgung beispielsweise aus einem elektrischen Energiespeicher, einer Motor- Generator-Einheit oder einer Brennstoffzelle.
[10] Vorteilhafterweise werden die Kontaktstellen mittels am Stromabnehmer angeordneter Drucksensoren erfasst. Durch die direkte Anbringung von Drucksensoren am Stromabnehmer ist eine fehlerfreie Erfassung der Kontaktstellen sichergestellt. Optische oder andere kontaktlose Messanordnungen führen mitunter zu falschen Ergebnissen. Eine mittels der Drucksensoren durchgeführte Erfassung von Druck- und Stoßbelastungen ermöglicht zudem ein Auffinden von Fehlerstellen in der Oberleitung. Vor allem bei hohen Fahrgeschwindigkeiten gehen von Unebenheiten in der Oberleitung große Gefahren aus. Mit der erweiterten Messanordnung sind diese Gefahrenstellen erkennbar.
[11] In einer besonders vorteilhaften Ausprägung werden mittels eines unter einer Schleifleiste angeordneten Lichtwellenleiters Druckveränderungen erfasst, indem mittels einer an den Lichtwellenleiter angeschlossenen Detektoreinheit Lichtwellen in den Lichtwellenleiter gesendet und reflektierte Lichtwellen ausgewertet werden. Dabei wird der Lichtwellenleiter als Sensorelement eines sogenannten Fiber-Bragg-Grating-Sensors (FBG-Sensor) genutzt. Der Lichtwellenleiter ist nicht stromführend (der elektrische Widerstand beträgt typischerweise 1016 W-cm nach DIN 53482) und kann daher problemlos auf der Unterseite der Schleifleiste montiert werden.
[12] Mittels des FBG-Sensors sind Temperaturen und Dehnungen messbar. Durch die gezielte Anordnung des Lichtwellenleiters sind einerseits Berührungskräfte an den Kontaktstellen und die Positionen der Kontaktstellen messbar, woraus sich die Anzahl der Kontaktstellen ergibt. Andererseits sind auch Temperaturen der Schleifleiste messbar. Damit steht eine weitere Messgröße zur Verfügung, um ein Kriterium für das Absenken des Stromabnehmers zu definieren. Beispielsweise wird eine Temperaturschwelle vorgegeben, bei deren Erreichung eine automatische Absenkung des Stromabnehmers erfolgt.
[13] Die erfindungsgemäße Gleisbaumaschine zur Durchführung eines der beschriebenen Verfahren umfasst einen Stromabnehmer zur Energieversorgung aus einem Oberleitungsnetz, wobei dem Stromabnehmer eine Messanordnung zugeordnet ist, mittels der die Anzahl an vorhandenen Kontaktstellen zwischen dem Stromabnehmer und der Oberleitung detektierbar ist. Dabei ist eine elektrische Isolation der Messanordnung gegenüber den stromführenden Elementen des Stromabnehmers sicherzustellen. Im einfachsten Fall geschieht dies durch berührungslose Messsensoren.
[14] In einer Weiterbildung ist ein Geschwindigkeitsmesser zur laufenden Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit der Gleisbaumaschine angeordnet, wobei der Geschwindigkeitsmesser und die Messanordnung mit einer Auswerteeinrichtung gekoppelt sind und wobei die Auswerteeinrichtung mit einer Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung eines Hebeantriebs des Stromabnehmers verbunden ist. Mit dieser Anordnung erfolgt ein automatisiertes Absenken des Stromabnehmers, sobald eine langsame Geschwindigkeit eine zu lange Verweildauer an der Überleitstelle mit sich bringt.
[15] Vorteilhafterweise sind am Stromabnehmer Drucksensoren zur Erfassung von Druckkräften zwischen einer Schleifleiste und der Oberleitung angeordnet. Die Druckkräfte ermöglichen eine unmittelbare Detektion der Kontaktstellen, wodurch die Anzahl dieser Kontaktstellen eindeutig und sicher feststellbar ist.
[16] In einer verbesserten Ausprägung ist unter der Schleifleiste ein Lichtwellenleiter angeordnet, wobei der Lichtwellenleiter mit einer Detektoreinheit zum Senden von Lichtwellen und Auswerten von reflektierten Lichtwellen verbunden ist. Die physikalischen Eigenschaften des Lichtwellenleiters ermöglichen eine genaue Detektion der Kontaktstellen und bewirken die erforderliche elektrische Isolation zwischen dem Stromabnehmer und der Detektoreinheit.
[17] Vorteilhafterweise kommt ein Stromabnehmer mit mehreren Schleifleisten zum Einsatz, wobei unter jeder Schleifleiste ein Lichtwellenleiter angeordnet ist. Durch die damit vorhandene Redundanz sind besonders verlässliche Messergebnisse erzielbar. Insbesondere können mit dieser Anordnung auf einfache Weise Rückschlüsse auf die Bauart einer Streckentrennung getroffen werden. Beispielsweise sind Streckentrenner mit mehreren kuvenartigen Leitelementen erkennbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[18] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
Fig. 1 Gleisbaumaschine auf einem Gleis mit einem Oberleitungsnetz
Fig. 2 Stromabnehmer und Fahrdrähte
Fig. 3 Sensoranordnung
Fig. 4 Streckentrenner
Fig. 5 Flussdiagramm
Beschreibung der Ausführungsformen
[19] Eine in Fig. 1 dargestellte Gleisbaumaschine 1 ist beispielsweise eine Streckenstopfmaschine mit einem Hebe-Richtaggregat 2, einem Stopfaggregat 3 und einem Stabilisationsaggregat 4. Die Maschine 1 umfasst einen elektrischen Antrieb, der über einen Stromabnehmer 5 aus einem Oberleitungsnetz 6 gespeist wird. Als alternativer Antrieb bei fehlendem oder abgeschaltetem Oberleitungsnetz 6 ist beispielsweise eine Verbrennungsmotor-Generator-Einheit angeordnet. Ein elektrischer Speicher, der über den Stromabnehmer 5 aufgeladen wird, kann ebenfalls als Energiequelle dienen. Andere Gleisbaumaschinen 1 sich zum Beispiel eine Bettungsreinigungsmaschine, ein Schienenumbauzug oder ein Schotterpflug.
[20] In Fig. 1 sind zwei Speisebezirke (Sektoren) 7 des Oberleitungsnetzes 6 dargestellt. Jeder Speisebezirk 7 umfasst eine Speiseleitung 8, die ein Umspannwerk 9 mit einer zugeordneten Oberleitung 10 verbindet. Gewöhnlich ist die Oberleitung 10 als Kettenwerk mit einem Fahrdraht 11 und einem Tragseil 12 ausgebildet und an Masten 13 aufgehängt. Zwischen dem mittleren und dem rechten Masten 13 befindet sich eine Streckentrennung 14. Das ist eine Überleitstelle von einem Speisebezirk 7 zum angrenzenden Speisebezirk 7. Es gibt verschiedene Bauarten einer solchen Streckentrennung 14. In der dargestellten Variante findet zwischen zwei Masten 13 ein Fahrdrahtwechsel statt. Der Fahrdraht 11 des rechten Speisebezirks 7 ist von rechts kommend bis zum mittleren Masten 13 gespannt. Der Fahrdraht 11 des linken Speisebezirks 7 ist von links kommend bis zum rechten Masten 13 gespannt.
[21] Zur Aufrechterhaltung einer kontinuierlichen Stromzufuhr ist der Stromabnehmer 5 der Gleisbaumaschine 1 beim Überfahren der Streckentrennung 14 kurzzeitig mit beiden Fahrdrähten 11 in Kontakt. In der Regel muss die Streckentrennung 14 schnell genug durchfahren werden, damit Ausgleichsströme keine Schäden an den Fahrdrähten 11 verursachen.
Bei langsamer Durchfahrt muss der Stromabnehmer 5 abgesenkt werden. Das ist bei Arbeitsfahrten der Gleisbaumaschine 1 der Fall. Eine Hochleistungsstopfmaschine 1 mit einem Dreischwellenstopfaggregat 3 erreicht beispielsweise eine Arbeitsgeschwindigkeit von ca. 1800 Metern pro Stunde. Damit ein rechtzeitiges Absenken des Stromabnehmer 5 sichergestellt werden kann, ist nach bisherigem Stand der Technik ein hoher Planungsbedarf und eine hohe Aufmerksamkeit sowie eine sehr gute Streckenkenntnis einer Bedienperson der Gleisbaumaschine 1 erforderlich.
[22] Mit der vorliegenden Erfindung wird die Bedienperson entlastet, weil eine automatische Erkennung von Streckentrennungen 14 erfolgt. Erläutert wird die Lösung mit Bezug auf die Figuren 2 und 3. Fig. 2 zeigt eine sogenannte Palette 15 des Stromabnehmers 7. Das ist der gegen die Oberleitung 10 gedrückte Teil, der zwei miteinander verbundene Querträger 16 umfasst. Auf der Oberseite jedes Querträgers 16 ist eine Schleifleiste 17 angeordnet. Die jeweilige Schleifleiste 17 steht bei angehobenem Stromabnehmer 5 in direktem Kontakt mit dem Fahrdraht 11. In Fig. 2 liegen die Schleifleisten 17 im Bereich einer Streckentrennung 14 kurzeitig an zwei Fahrdrähten 11 an. [23] Eine in Fig. 3 dargestellte Messanordnung 18 erkennt diesen Zustand. Mittels der Messanordnung 18 erfolgt eine kontinuierliche Messung und Analyse von Berührungskräften F zwischen den Fahrdrähten 11 und dem Stromabnehmer 5. Das geschieht vorzugsweise mittels Drucksensoren 19, die über eine Dehnungsmessung eine jeweilige Kontaktstelle 20 erfassen. Erfindungsgemäß wird die Anzahl der Kontaktstellen 20 ermittelt. Zusätzlich können die einzelnen Positionen der Kontaktstellen 20 ausgewertet werden.
[24] Im dargestellten Beispiel umfasst der Drucksensor 19 eine Lichtwellenleiter, der zwischen dem jeweiligen Querträger 16 und der zugeordneten Schleifleiste 17 angeordnet ist. Konkret ist der Lichtwellenleiter in einer längs des Querträgers verlaufenden Nut eingeklemmt. Ein Ende des Lichtwellenleiters ist an einer mechanisch geschützten Stelle aus dieser Nut geführt und an eine Detektoreinheit 21 angeschlossen.
[25] Auf diese Weise fungiert der Lichtwellenleiter als ein Element eines sogenannten FBG-Sensors (Fiber-Bragg-Grating-Sensor). Die Detektoreinheit 21 sendet Lichtimpulse in zumindest eine Faser des Lichtwellenleiters und wertet die sich ergebenden Reflexionen aus, wobei ein in den Lichtwellenleiter eingeschriebenes Faser-Bragg-Gitter genutzt wird. Die Reflexionen sind von mechanischen Spannungen in der betreffenden Faser des Lichtwellenleiters abhängig. Solche mechanischen Spannungen entstehen, wenn auf den Lichtwellenleiter Kräfte einwirken. Auch eine Temperaturänderung hat einen entsprechenden Effekt. Über auswertbare Signalmuster, insbesondere durch die diskrete Ausprägung des Messsignals ist eine Ortung der Krafteinwirkung möglich.
[26] Damit werden die von den Fahrdrähten 11 auf die Schleifleisten 17 wirkenden Kräfte F samt der jeweiligen Position erkannt. In einer an die Detektoreinheit 21 angeschlossenen Auswerteeinrichtung 22 wird die Anzahl der aktuell erkannten Kontaktstellen 20 ausgewertet. Sobald an einer Schleifleiste 17 mehr als zwei Kontaktstellen 20 auftreten, erfolgt eine entsprechende Meldung. Im einfachsten Fall reagiert die Bedienperson der Gleisbaumaschine 1 darauf und senkt den Stromabnehmer 5 ab. Die zusätzliche Temperaturerfassen ermöglicht eine durchgehende Überwachung des Stromabnehmers 5. Auch bei nur einem anliegenden Fahrdraht 11 erfolgt eine Meldung, wenn eine Schwellentemperatur überschritten wird.
[27] In einer weitergebildeten Variante ist die Auswerteeinrichtung 22 mit einer Steuerungseinrichtung 23 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 23 steuert einen Hebeantrieb 24 des Stromabnehmers 5 an und senkt diesen automatisch ab, sobald über die Anzahl der kontaktierten Fahrdrähte 11 eine Streckentrennung 14 erkannt wird und eine Fahrgeschwindigkeit der Gleisbaumaschine 1 zu gering ist. Die Erfassung der Fahrgeschwindigkeit erfolgt beispielsweise über einen mit einem Schienenfahrwerk 28 gekoppelten Drehgeber 29. Eine automatische Absenkung erfolgt auch im Falle einer zu hohen Temperatur einer Schleifleiste 17.
[28] Streckentrennungen 14 auf alten Gleisstrecken weisen mitunter einen in Fig. 4 dargestellten Streckentrenner 25 auf. Dabei sind die Fahrdrähte 11 mittels eines Isolators 26 voneinander elektrisch getrennt. An dieser Stelle erfolgt die Führung des Stromabnehmers 5 mittels kuvenartiger Leitelemente 27. Auch hier erkennt die erfindungsgemäße Messanordnung 18, dass eine Schleifleiste 17 des Stromabnehmers 5 mit mehr als eine Kontaktstelle 20 an der Oberleitung 10 anliegt.
[29] Ein beispielhafter Verfahrensablauf ist in Fig. 5 dargestellt. Kontinuierlich erfolgt eine Messung und Analyse 30 der Kontaktstellen 20. Mit einer ersten Auswertung 31 wird laufend überprüft, ob an einer Schleifleiste 17 mehr als eine Kontaktstelle 20 mit der Oberleitung 10 auftritt. Bei einer positiven Entscheidung Y folgt eine zweite Auswertung 32, ob die aktuelle Fahrgeschwindigkeit der Gleisbaumaschine 1 unterhalb einer Mindestgeschwindigkeit liegt. Liegt auch hier eine positive Entscheidung Y vor, erfolgt eine sofortige Absenkung 33 des Stromabnehmers 5. Wenn bei einer der beiden Auswertungen 31, 32 eine negative Entscheidung N vorliegt, findet kein Eingriff 34 statt. Vorteilhafterweise ist eine entsprechende Software in einem Mikrocontroller der Auswerteeinrichtung 22 eingerichtet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Gleisbaumaschine (1) auf einer Gleisstrecke mit einem Oberleitungsnetz (6), wobei eine Energieversorgung der Gleisbaumaschine (1) mittels eines Stromabnehmers (5) aus einer Oberleitung (10) beim Überfahren einer Streckentrennung (14) des Oberleiternetzes (6) wahlweise unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Messanordnung (18) laufend die Anzahl an vorhandenen Kontaktstellen (20) zwischen dem Stromabnehmer (5) und der Oberleitung (10) und insbesondere deren jeweilige Position detektiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass laufend eine Fahrgeschwindigkeit der Gleisbaumaschine (1) erfasst wird und dass der Stromabnehmer (5) automatisch abgesenkt wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit unter einer Mindestgeschwindigkeit liegt und mehr als eine Kontaktstelle (20) an einer Schleifleiste (17) des Stromabnehmers (5) detektiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Messanordnung (18) zusätzlich eine Temperatur einer Schleifleiste (17) des Stromabnehmers (5) gemessen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstellen (20) mittels am Stromabnehmer (5) angeordneter Drucksensoren (19) erfasst werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines unter einer Schleifleiste (17) angeordneten Lichtwellenleiters Druckveränderungen erfasst werden, indem mittels einer an den Lichtwellenleiter angeschlossenen Detektoreinheit (21) Lichtwellen in den Lichtwellenleiter gesendet und reflektierte Lichtwellen ausgewertet werden.
6. Gleisbaumaschine (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Stromabnehmer (5) zur Energieversorgung aus einem Oberleitungsnetz (6), dadurch gekennzeichnet, dass dem Stromabnehmer (5) eine Messanordnung (18) zugeordnet ist, mittels der die Anzahl an vorhandenen Kontaktstellen (20) zwischen dem Stromabnehmer (5) und der Oberleitung (10) und insbesondere deren jeweilige Position detektierbar ist.
7. Gleisbaumaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geschwindigkeitsmesser (29) zur laufenden Erfassung einer Fahrgeschwindigkeit angeordnet ist, dass der Geschwindigkeitsmesser (29) und die Messanordnung (18) mit einer Auswerteeinrichtung (22) gekoppelt sind und dass die Auswerteeinrichtung (22) mit einer Steuerungseinrichtung (23) zur Ansteuerung eines Hebeantriebs (24) des Stromabnehmers (5) verbunden ist.
8. Gleisbaumaschine (1) nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, dass am Stromabnehmer (5) Drucksensoren (19) zur Erfassung von Druckkräften zwischen einer Schleifleiste (17) und der Oberleitung (10) angeordnet sind.
9. Gleisbaumaschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Schleifleiste (17) ein Lichtwellenleiter angeordnet ist und dass der Lichtwellenleiter mit einer Detektoreinheit (21) zum Senden von Lichtwellen und Auswerten von reflektierten Lichtwellen verbunden ist.
10. Gleisbaumaschine (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromabnehmer (5) mehrere Schleifleisten (17) umfasst und dass unter jeder Schleifleiste (17) ein Lichtwellenleiter angeordnet ist.
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