ES2317434T3 - Procedimiento para la deteccion del estado de un colector de corriente. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la detección del estado de un colector de corriente (2) que está en contacto con una línea de corriente (4), que presenta en la dirección longitudinal dos zonas marginales (18, 19) así como una posición central (20) y está provisto con al menos tres puntos de medición de la dilatación (25, 26, 27), cuyo primer punto de medición está dispuesto en la primera zona marginal (18), el segundo punto de medición está dispuesto en la segunda zona marginal (19) y un tercer punto de medición está dispuesto en la posición central (20), de manera que a) se detectan dilataciones mecánicas (epsilonl,epsilonr, epsilonm, epsilons) del colector de corriente (2), provocadas a través de una fuerza de contacto (Fcontacto) actual entre la línea de corriente (4) y el colector de corriente (2), en los puntos respectivos de medición de la dilatación (25, 26, 27), caracterizado porque b) se determina la fuerza de contacto (Fcontacto) actual a partir de la primera y de la segunda dilatación mecánica (epsilonl, epsilonr) detectadas en cada caso en la primera y en la segunda zona marginal (18, 19), cuando la primera y la segunda dilatación mecánica (epsilonl, epsilonr) tienen la misma magnitud, y c) a partir de la fuerza de contacto (Fcontacto) actual determinada de esta manera y de la tercera dilatación mecánica (epsilonm) detectada en la posición central (20) se calcula un desgaste (d) actual de un elemento de contacto (10) del colector de corriente (2).
Description
Procedimiento para la detección del estado de un
colector de corriente.
La invención se refiere a un procedimiento para
la detección del estado de un colector de corriente que está en
contacto con una línea de corriente.
Se conoce, por ejemplo, a partir del documento
DE 102 49 896 A1 un procedimiento de este tipo. Se describe la
medición de una fuerza de contacto entre un colector de corriente de
un vehículo ferroviario y una línea de corriente en forma de una
línea aérea, por medio de la cual se alimenta energía eléctrica al
vehículo ferroviario. El colector de corriente está configurado
como pantógrafo. La medición se realiza por medio de al menos un
sensor Faser-Bragg-Gitter dispuesto
en el colector de corriente, que se dilata bajo la influencia de la
fuerza de contacto, de manera que una señal luminosa alimentada al
sensor Faser-Bragg-Gitter se
modifica en su contenido de longitudes de onda en virtud de la
dilatación mecánica. Se evalúa la modificación de las longitudes de
onda condicionada por la fuerza de contacto.
El estado detectado en el procedimiento conocido
se refiere exclusivamente a la fuerza de contacto entre el colector
de corriente y la línea de corriente. En el procedimiento conocido
no se calculan otras variables de estado igualmente interesantes
del colector de corriente y/o de la línea de corriente.
En el documento WO 2005/044614 A1 se describe un
sistema de supervisión para colectores de corriente de un vehículo
ferroviario y una línea aérea. Se emplean sensores
Faser-Bragg-Gitter. Se detectan en
particular la temperatura del colector de corriente, una fuerza de
contacto con la línea aérea, fuerzas verticales demasiado altas, un
lugar de contacto de la línea aérea a lo largo del colector de
corriente, una fuerza en la dirección de la marcha y fuerzas de
impacto demasiado altas. Se describe, además, una detección del
grado de desgaste por medio de varias guías de onda de luz
dispuestas a diferente distancia de la superficie de contacto dentro
del colector de corriente.
Además, en los documentos WO 02/099 375 A1 y JP
2001 018692 A se describe un procedimiento para el cálculo de la
fuerza de contacto entre un colector de corriente de un vehículo
ferroviario y una línea aérea eléctrica. Este procedimiento se basa
en mediciones de la dilatación y de la aceleración, que son
detectadas en diferentes lugares en el colector de corriente. En
particular, están previstos tres sensores de aceleración. Dos de
estos sensores de aceleración están dispuestos en las dos zonas
marginales, en cambio el tercer sensor de aceleración se encuentra
en el centro del colector de corriente.
Se conoce a partir del documento JP 2002 328063
A un procedimiento para la medición de la fuerza de contacto entre
un colector de corriente de un vehículo ferroviario y una línea
aérea eléctrica, en el que están previstos dos sensores de
aceleración en las dos zonas marginales del colector de corriente y
un dispositivo de medición de la dilatación en conexión con un
muelle en el centro del colector de corriente.
Por lo tanto, el cometido de la invención
consiste en indicar un procedimiento del tipo designado al
principio, que posibilita una detección mejorada del estado del
colector de corriente.
Este cometido de soluciona por medio de las
características de la reivindicación independiente 1 de la
invención. En el procedimiento de acuerdo con la invención, el
colector de corriente presenta en la dirección longitudinal dos
zonas marginales así como una posición central y está provisto con
al menos tres puntos de medición de la dilatación, cuyo primer
punto de medición está dispuesto en la primera zona marginal, el
segundo punto de medición está dispuesto en la segunda zona
marginal y un tercer punto de medición está dispuesto en la
posición central, de manera que
- a)
- se detectan dilataciones mecánicas del colector de corriente, provocadas a través de una fuerza de contacto actual entre la línea de corriente y el colector de corriente, en los puntos respectivos de medición de la dilatación,
- b)
- se determina la fuerza de contacto actual a partir de la primera y de la segunda dilatación mecánica detectadas en cada caso en la primera y en la segunda zona marginal, cuando la primera y la segunda dilatación mecánica tienen la misma magnitud, y
- c)
- a partir de la fuerza de contacto actual determinada de esta manera y de la tercera dilatación mecánica detectada en la posición central se calcula un desgaste actual de un elemento de contacto del colector de corriente.
El procedimiento de acuerdo con la invención
posibilita, por lo tanto, además de una detección de la fuerza de
contacto, también la determinación del desgaste actual de un
elemento de contacto del colector de corriente. Esta información de
estado adicional no se puede obtener con ninguno de los
procedimientos conocidos. De esta manera, los elementos de contacto
de los colectores de corriente de un vehículo ferroviario se
sustituyen desde hace mucho tiempo de una manera independiente de
su grado de desgaste actual después de un periodo de tiempo de
funcionamiento determinado, que se mide, por ejemplo, de acuerdo con
la potencia de la marcha. Solamente durante la sustitución se puede
establecer el grado de desgaste real. En cambio, el procedimiento de
acuerdo con la invención posibilita esto también durante el
funcionamiento normal. El grado de desgaste se puede determinar
especialmente con la ayuda de un espesor residual remanente del
elemento de contacto.
Las configuraciones ventajosas del procedimiento
de acuerdo con la invención se deducen a partir de las
características de las reivindicaciones que dependen de la
reivindicación 1.
Es favorable una variante, en la que la
dilatación mecánica es detectada en cada uno de los lugares de
medición de la dilatación en cada caso por medio de al menos un
sensor Faser-Bragg-Gitter. Este tipo
de sensor está muy bien adecuado para un empleo en condiciones
ambientales adversas. Además, es favorable la separación galvánica
inherente, que ofrecen estos sensores en virtud del principio de
función óptica. Por lo tanto, son especialmente bien adecuados
cuando los puntos de medición -como en un colector de corriente de
un vehículo ferroviario- se encuentran en un potencial eléctrico
alto.
Además, de una manera preferida es posible que
en la posición central estén dispuestos dos sensores
Faser-Bragg-Gitter con dirección de
actuación diferente entre sí, en particular perpendicular entre sí,
y además de la tercera dilatación mecánica se detecta otra
dilatación mecánica. De esta manera es posible una exactitud
especialmente alta de la detección. En particular, de esta manera se
puede calcular un vector de fuera de la fuerza de contacto con sus
diferentes componentes de dirección. Adicionalmente, de esta manera
se pueden reconocer influencias perturbadoras, que se basan en un
deterioro local de la línea de corriente y que son insignificantes
para la determinación de la fuerza de contacto y/o del desgaste y se
pueden suprimir en la evaluación.
De acuerdo con otra variante favorable, está
previsto que la determinación de la fuerza de contacto actual se
realice con la ayuda de una relación lineal entre la primera o
segunda dilatación mecánica y la fuerza de contacto. Esto permite
una determinación especialmente sencilla de la fuerza de
contacto.
Además, se prefiere que previamente se determine
un conjunto de curvas para la relación entre la tercera dilatación
mecánica y el desgaste con la fuerza de contacto como parámetro del
conjunto y se lleve a cabo el cálculo del desgaste actual con la
ayuda del conjunto de curvas determinado con anterioridad. Un
conjunto de curvas de este tipo se puede depositar sin más en una
unidad de evaluación. La determinación del desgaste actual no
requiere entonces ningún cálculo costoso y se puede realizar muy
rápidamente, especialmente en tiempo real.
En otra configuración ventajosa, se determina un
valor más exacto para la fuerza de contacto con la ayuda del
desgaste actual calculado. El grado de desgaste detectado se utiliza
entonces para la elevación de la exactitud de la medición de la
fuerza de contacto. Si no se tiene en cuenta el grado de desgaste,
se pueden producir, en efecto, en parte, falsificaciones en el
resultado de la fuerza de contacto detectada.
De una manera similar, es favorable otra
variante, en la que se varía un punto de contacto entre el colector
de corriente y la línea de corriente en la dirección longitudinal
del colector de corriente, y se determina una posición actual del
punto de contacto teniendo en cuenta el desgaste actual calculado.
También se puede determinar la posición del punto de contacto de
una manera considerablemente más exacta cuando se tiene en cuenta
al mismo tiempo el grado de desgaste.
De acuerdo con otra variable favorable está
previsto que se genere una instrucción para el mantenimiento del
colector de corriente o para una sustitución del elemento de
contacto, cuando el desgaste actual calculado excede un valor
límite predeterminado. En particular, esto equivale a que el
espesor residual del elemento de contacto está por debajo de un
valor límite predeterminado. En virtud de la instrucción de
mantenimiento, se puede llevar a cabo el mantenimiento o la
sustitución, orientados a las necesidades. Esto ayuda a prolongar
los ciclos de mantenimiento o a detecta y eliminar una amenaza de
fallo en el momento oportuno antes de su aparición.
Otras características, ventajas y detalles de la
invención se deducen a partir de la descripción siguiente de
ejemplos de realización con la ayuda del dibujo. En este caso,
La figura 1 muestra un ejemplo de realización de
una instalación para la detección del estado de un colector de
corriente de un vehículo ferroviario.
La figura 2 muestra una vista lateral parcial
ampliada de un carril de contacto, que comprende un elemento de
contacto, del colector de corriente según la figura 1.
La figura 3 muestra el carril de contacto con
elemento de contacto insertado según la figura 2 en una
representación de la sección transversal.
La figura 4 muestra el carril de contacto según
las figuras 2 y 3 con tres puntos de medición de la dilatación en
una vista lateral esquemática.
La figura 5 muestra un diagrama con una curva
del espesor del elemento de contacto según las figuras 2 y 3 en un
estado nuevo y en un estado desgastado.
La figura 6 muestra un diagrama con curvas de
dilatación en la dirección longitudinal del carril de contacto con
diferente grado de desgaste del elemento de contacto según las
figuras 2 y 3.
\newpage
La figura 7 muestra un diagrama con una relación
lineal entre la fuerza de contacto y la dilatación detectada en una
zona marginal del carril de contacto según las figuras 2 a 4 con
contacto central, y
La figura 8 muestra un diagrama con un conjunto
de curvas para la relación entre el grado de desgaste y la
dilatación detectada en la posición central del carril de contacto
según las figuras 2 a 4 con contacto central y con fuerza de
contacto como parámetro del conjunto.
Las partes correspondientes entre sí están
provistas con los mismos signos de referencia en las figuras 1 a
8.
En la figura 1 se representa un ejemplo de
realización de una instalación 1 para la detección del estado de un
colector de corriente 2 de un vehículo ferroviario 3 mostrado de
forma fragmentaria y esquemática. El colector de corriente 2
establece una conexión conductora de electricidad entre el vehículo
ferroviario 3 y una línea de corriente 4. En el funcionamiento, el
vehículo ferroviario 3 se mueve en dirección z. La energía
necesaria para ello se alimenta al vehículo ferroviario 3 por medio
de la línea de corriente 4.
El colector de corriente 2 conocido en sí
comprende esencialmente un carril de contacto 5, un bastidor de
retención 6 que lleva el carril de contacto 5, un balancín 7 así
como aisladores eléctricos 8, que aíslan eléctricamente los
componentes mencionados anteriormente del colector de corriente 3
frente al vehículo ferroviario 3. El carril de contacto 5 contiene
un cuerpo de base 9 y el elemento de contacto 10. En las figuras 2
y 3 se representa el colector de corriente 2 de forma fragmentaria
y ampliada en una vista lateral y en una sección transversal,
respectivamente. Como se deduce a partir de la figura 3, el cuerpo
de base 9 fabricado, por ejemplo, de aluminio, está configurado
como perfil de soporte con cavidades 11. El elemento de contacto 10
insertado en el cuerpo de base 9 es un listón de carbono.
De acuerdo con las figuras 1 y 3, en el cuerpo
de base 9 están dispuestos sensores
Faser-Bragg-Gitter 12 que se pueden
consultar ópticamente. Pueden estar emplazados en diferentes
lugares, en particular en la cavidad 11 del cuerpo de base 9.
Además, también es posible prever en el colector de corriente 2 un
elemento de dilatación adicional, no representado en detalle en las
figuras, para los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12.
Independientemente del tipo y de su disposición en el colector de
corriente 2, los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12 sirven para
la detección de una dilatación mecánica \varepsilon, que es
provocada a través de una fuerza de contacto F_{contacto} entre
el colector de corriente 2 y la línea de corriente 4.
Los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12 está
conectados por medio de al menos una guía de ondas de luz 13 con
una unidad de emisión / recepción 14. Esta última comprende una
fuente luminosa 15 así como una unidad de evaluación 16, que están
conectadas por medio de un acoplador 17 en la o en las guías de
ondas de luz 13. La fuente luminosa 15 está realizada, por ejemplo,
como láser. La unidad de evaluación 16 comprende un detector óptico
habitual en la instalación de detección Faser-Bragg,
como por ejemplo un policromador con célula CCD o de foto-
diodos.
diodos.
A continuación se explica en detalle el modo de
funcionamiento de la instalación 1 para la supervisión del estado
del colector de corriente 2.
Como ya se ha mencionado, los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12 sirven para la
detección de la dilatación. Una señal luminosa LS generada por la
fuente de luz 15 es alimentada a través del acoplador 17 a la guía
de ondas de luz 13 y es conducida hacia los puntos de medición, en
los que se encuentran los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12. En este
caso, el trayecto de transmisión óptica por medio de la guía de
ondas de luz 13 ofrece una separación galvánica y un aislamiento
eléctrico de los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12 dispuestos en
un potencial de alta tensión, a saber, esencialmente en el
potencial de la línea de corriente 4.
La señal luminosa LS presenta un contenido de
longitudes de onda predeterminado, es decir, una anchura de banda
espectral predeterminada. Los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12 tienen en cada
caso longitudes de onda de centro de gravedad Bragg específicas del
sensor, todas las cuales se encuentran dentro de la anchura de
banda espectral de la señal luminosa LS. De la señal luminosa LS
incidente, los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12 reflejan una
porción de luz con una longitud de onda que corresponde a la
longitud de onda del centro de gravedad Bragg específica del sensor
respectivo. Las longitudes de onda del centro de gravedad Bragg
dependen de las variables de medición, es decir, que modifican su
posición espectral en función de la dilatación mecánica actual
\varepsilon del sensor
Faser-Bragg-Gitter 12 respectivo.
Las dilataciones mecánicas \varepsilon en los diferentes puntos
de medición dependen, por su parte, en una medida considerable de la
fuerza de contacto (F_{contacto}) que interesa propiamente entre
el colector de corriente 2 y la línea de corriente 4.
La porción de luz reflejada en los sensores
Faser-Bragg-Gitter 12 con contenido
de longitudes de onda en función de las variables de medición
retorna como señal luminosa de respuesta LS' en la guía de ondas de
luz 13 de nuevo a la unidad de emisión / recepción 14. Llega allí a
través del acoplador 17 hacia la unidad de evaluación 16, en la que
se analiza su contenido de longitudes de ondas para determinar
valores de medición para la dilataciones mecánicas \varepsilon en
los diferentes puntos de medición y para la fuerza de contacto
(F_{contacto}) causante.
La unidad de evaluación 16 está diseñada,
además, también para calcular un desgaste actual del elemento de
contacto 10, de manera que como medida para el desgaste sirve un
espesos (restante) d del elemento de contacto 10. Además, en la
unidad de evaluación 16 s determina la posición-x de
un punto de contacto 17aa entre el carril de contacto 5 y la línea
de corriente 4. Por lo tanto, la instalación 1 sirve para la
supervisión amplia del estado del colector de corriente 2.
Con la ayuda de la figura 4 se explica en
detalle la disposición distribuida en la dirección longitudinal del
carril de contacto 5, es decir, en dirección-x, de
varios sensores Faser-Bragg-Gitter
12. El carril de contacto 5 presenta en su dirección longitudinal
una primera zona marginal 18, que se designa a continuación también
como zona marginal izquierda 18. En el extremo del carril de
fricción 5, que está alejado de la zona marginal izquierda 18, está
prevista una segunda zona marginal 19, que se designa de una manera
correspondiente a continuación también como zona marginal derecha
19. Además, el carril de contacto 5 tiene una posición central 20 en
dirección-x.
En la zona marginal izquierda 18 está dispuesto
un sensor Faser-Bragg-Gitter
izquierdo 21, en la zona marginal derecha 10 está dispuesto un
sensor Faser-Bragg-Gitter derecho 22
y en la posición central 20 está dispuesto un
Faser-Bragg-Gitter central 23 así
como de una manera opcional está dispuesto un sensor
Faser-Bragg-Gitter 24 adicional. De
esta manera, se forma un punto de medición de la dilatación
izquierdo 25 para la detección de una dilatación mecánica izquierda
\varepsilonl, un punto de medición de la dilatación derecho 26
para la detección de una dilatación mecánica derecha \varepsilonr
así como un punto de medición de la dilatación central 27 para la
detección de una dilatación mecánica central \varepsilonm y de una
manera opcional una dilatación mecánica vertical \varepsilons.
Una dirección de actuación del sensor
Faser-Bragg-Gitter 24 adicional está
perpendicular a la del sensor
Faser-Bragg-Gitter central 23, de
manera que es posible una medición de la dilatación en
dirección-z (= dirección de la marcha del vehículo
ferroviario 3) y en dirección-x (= dirección
longitudinal del carril de contacto 5). De esta manera, se ha
mejorado la exactitud de la detección. Los daños locales en la línea
de corriente 4 pueden conducir, en efecto, a una actuación de
fuerza muy alta, de corta duración, en dirección-z,
que puede falsificar los resultados de la medición, cuando tales
influencias especiales no son detectadas aparte por medio del
sensor Faser-Bragg-Gitter 24
adicional y no se tienen en cuenta de una manera correspondiente en
la unidad de evaluación 16.
En el ejemplo de realización, el elemento de
contacto 10 se extiende, partiendo de la posición central 20
aproximadamente 25 cm en la dirección de las dos zonas marginales 18
y 19. En la dirección-x el elemento de contacto 10
tiene aproximadamente 50 cm de largo. En
dirección-y, el elemento de contacto 10 presenta en
el nuevo estado un espesor d de aproximadamente 22 mm.
A través del contacto con la línea de corriente
4 se roza el elemento de contacto 10 durante el funcionamiento, de
manera que se lleva a cabo una erosión de material en la dirección
longitudinal de una manera irregular. En la posición central se
encuentra al máximo y se reduce hacia las zonas marginales 18 y 19
aproximadamente con una curva parabólica. En la figura 5 se compara
la curva de espesor en dirección-x para el estado
nuevo y para un estado desgastado del elemento de contacto 10. El
estado nuevo se designa con el signo de referencia 28 y el estado
desgastado se designa con el signo de referencia 29.
La medición de la dilatación en el punto de
medición de la dilatación izquierdo y derecho 25 y 26 es
prácticamente independiente del grado de desgaste del elemento de
contacto 10. En cambio, el grado de desgaste influye en una
extensión considerable en la medición de la dilatación en el punto
de medición de la dilatación central 27, como se deduce a partir
del diagrama según la figura 6. Para diferentes grados de desgaste
se representa en la figura 6 la dilatación mecánica \varepsilonm
detectada en el punto de dilatación central 27 sobre la posición x
del punto de contacto 17aa, es decir, en el caso de actuación de la
fuerza de contacto (F_{contacto}) en diferentes lugares en la
dirección longitudinal del carril de contacto 5. La curva para un
elemento de contacto nuevo 10, es decir, de 22 mm de espesor se
designa con el signo de referencia 30. De acuerdo con las
previsiones del operador, el elemento de contacto 10 no es ya capaz
de funcionar a partir de un espesor (restante) d de 8 mm y, por lo
tanto, debe sustituirse. La curva que pertenece a este espesor d
mínimo admisible se designa en la figura 6 con el signo de
referencia 31. Las otras curvas representadas se refieren a
espesores (restantes) d, que se encuentran entre los dos valores
extremos mencionados.
En la unidad de evaluación 16 se calcula a
partir de las tres dilataciones mecánicas \varepsilonl,
\varepsilonr y \varepsilonm detectadas el espesor (restante) d
del elemento de contacto 10. A continuación se describe en detalle
el procedimiento empleado a tal fin con la ayuda de las figuras 7 y
8.
En primer lugar, se verifica si el punto de
contacto 17aa se encuentra en la posición central 20. Esto no se
cumple en la representación según la figura 4. La línea de corriente
4 contacta con el carril de contacto 5 fuera del centro. En el caso
de un contacto central, la dilatación mecánica izquierda
\varepsilonl y la dilatación mecánica derecha \varepsilonr y,
por lo tanto, también las fuerzas derivadas a partir de estas dos
dilataciones mecánicas \varepsilonl y \varepsilonr son de la
misma magnitud. La fuerza de contacto (F_{contacto}) se calcula
a partir del valor medio aritmético de las dos fuerzas derivadas a
partir de las dilataciones mecánicas \varepsilonl y
\varepsilonr, respectivamente. En el caso de un contacto central,
estas dos fuerzas son de la misma magnitud y, además, son también
iguales a la fuerza de contacto F_{contacto} buscada.
Con la ayuda de las dilataciones mecánicas
\varepsilonl y \varepsilonr se puede calcular la fuerza de
contacto F_{contacto} de una manera independiente de grado de
desgaste, puesto que el grado de desgaste no tiene ninguna
importancia considerable en las mediciones en el punto de medición
de la dilatación izquierdo y derecho 25 y 26, respectivamente. Esto
se aplica, naturalmente, también en el caso de un contacto central
del carril de contacto 5 a través de la línea de corriente 4.
\newpage
Por lo tanto, si una verificación en la unidad
de evaluación 16 proporciona valores de la misma magnitud para la
dilatación mecánica izquierda y la dilatación mecánica derecha
\varepsilonl y \varepsilonr, respectivamente, a partir de la
suma de estas dos dilataciones mecánicas \varepsilonl y
\varepsilonr se calcula la fuerza de contacto F_{contacto}. En
este caso, sirve de base la relación lineal representada en la
figura 7 e independiente del grado de desgaste del elemento de
contacto 10.
La dilatación mecánica central \varepsilonm
depende, según la figura 6, del grado de desgaste. Se puede indicar
el conjunto de curvas mostrado en la figura 8, en el que el espesor
d del elemento de contacto 10 está representado sobre la dilatación
mecánica \varepsilonm detectada en el centro con la fuerza de
contacto F_{contacto} como parámetro del conjunto. Se representan
tres conjuntos de curvas 32, 33 y 34 para una fuerza de contacto
F_{contacto} con un valor de 50 N, 100 B y 150 N, respectivamente.
Se pueden indicar otros conjuntos de curvas para otros valores de
la fuerza de contacto F_{contacto}. También el conjunto de curvas
según la figura 8 sirve de base para un contacto central del carril
de contacto 5 a través de la línea de corriente 4.
A partir del conjunto de curvas según la figura
8 se selecciona la curva que pertenece a la fuerza de contacto
F_{contacto} determinada según la figura 7. Con la ayuda de la
dilatación mecánica central \varepsilonm detectada se puede
determinar entonces el espesor (restante) actual d y, por lo tanto,
el grado de desgaste actual del elemento de contacto 10 a través de
la relación unívoca de la curva seleccionada.
El conjunto de curvas según la figura 8 se
calcula previamente y se deposita, por ejemplo, como tabla de
asociación en la unidad de evaluación 16. De una manera alternativa
se puede utilizar también una relación funcional, que describe
matemáticamente el conjunto de curvas según la figura 8, en la
unidad de evaluación 16 para la determinación del espesor
(restante) d. Lo mismo se aplica para la relación entre la
dilatación mecánica izquierda o derecha \varepsilonl y
\varepsilonr, respectivamente, y la fuerza de contacto
F_{contacto} según la figura 7.
Por medio del procedimiento descrito se puede
calcular de una manera ventajosa el grado de desgaste del elemento
de contacto 10 también durante el funcionamiento del vehículo
ferroviario 3. Esta información útil sobre el estado del colector
de corriente 2 se puede utilizar en delante de diferentes maneras.
Por una parte, es posible una instrucción al personal de servicio,
cuando el espesor (restante) d del elemento de contacto 10 alcanza
un límite inferior precisamente todavía admisible, que está en el
ejemplo de realización en 8 mm. Luego se puede realizar un
mantenimiento controlado según las necesidades y/o una sustitución
del elemento de contacto 10.
Además, es posible utilizar el grado de desgaste
para una determinación más exacta de la fuerza de contacto
F_{contacto}. Esto se realiza cuando se calcula la fuerza de
contacto F_{contacto} también utilizando la dilatación mecánica
central \varepsilonm. Teniendo en cuenta el grado de desgaste
actual se obtienen entonces resultados claramente mejorados para la
fuerza de contacto F_{contacto} calculada.
Lo mismo se aplica para la determinación de la
posición-x del punto de contacto 17aa. También aquí,
la consideración del grado de desgaste actual del elemento de
contacto10 conduce a resultados considerablemente más exactos.
Claims (8)
1. Procedimiento para la detección del estado de
un colector de corriente (2) que está en contacto con una línea de
corriente (4), que presenta en la dirección longitudinal dos zonas
marginales (18, 19) así como una posición central (20) y está
provisto con al menos tres puntos de medición de la dilatación (25,
26, 27), cuyo primer punto de medición está dispuesto en la primera
zona marginal (18), el segundo punto de medición está dispuesto en
la segunda zona marginal (19) y un tercer punto de medición está
dispuesto en la posición central (20), de manera que
- a)
- se detectan dilataciones mecánicas (\varepsilonl, \varepsilonr, \varepsilonm, \varepsilons) del colector de corriente (2), provocadas a través de una fuerza de contacto (F_{contacto}) actual entre la línea de corriente (4) y el colector de corriente (2), en los puntos respectivos de medición de la dilatación (25, 26, 27),
- caracterizado porque
- b)
- se determina la fuerza de contacto (F_{contacto}) actual a partir de la primera y de la segunda dilatación mecánica (\varepsilonl, \varepsilonr) detectadas en cada caso en la primera y en la segunda zona marginal (18, 19), cuando la primera y la segunda dilatación mecánica (\varepsilonl, \varepsilonr) tienen la misma magnitud, y
- c)
- a partir de la fuerza de contacto (F_{contacto}) actual determinada de esta manera y de la tercera dilatación mecánica (\varepsilonm) detectada en la posición central (20) se calcula un desgaste (d) actual de un elemento de contacto (10) del colector de corriente (2).
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque se detecta la
dilatación mecánica (\varepsilonl, \varepsilonr,
\varepsilonm, \varepsilons) en cada uno de los puntos de
medición de la dilatación (25, 26, 27) en cada caso por medio de al
menos un sensor Faser-Bragg-Gitter
(12; 21 - 24).
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque en la posición central
(20) están dispuestos dos sensores
Faser-Bragg-Gitter (23, 24) con
dirección de actuación diferente entre sí, en particular
perpendicular entre sí, y además de la tercera dilatación mecánica
(\varepsilonm) se detecta otra dilatación mecánica
(\varepsilons).
4. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la determinación de la
fuerza de contacto (F_{contacto}) actual se realiza con la ayuda
de una relación lineal entre la primera o segunda dilatación
mecánica (\varepsilonl, \varepsilonr) y la fuerza de contacto
(F_{contacto}).
5. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque previamente se
determina un conjunto de curvas para la relación entre la tercera
dilatación mecánica (\varepsilonm) y el desgaste (d) con la fuerza
de contacto (F_{contacto}) como parámetro del conjunto y se lleva
a cabo el cálculo del desgaste (d) actual con la ayuda del conjunto
de curvas determinado con anterioridad.
6. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque con la ayuda del
desgaste (d) actual calculado se determina un valor más exacto para
la fuerza de contacto (F_{contacto}).
7. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque se varía un punto de
contacto (17a) entre el colector de corriente (2) y la línea de
corriente (4) en la dirección longitudinal del colector de
corriente (2), y se determina una posición actual del punto de
contacto (17a) teniendo en cuenta el desgaste (d) actual
calculado.
8. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque se genera una
instrucción para el mantenimiento del colector de corriente (2) o
para una sustitución del elemento de contacto (10), cuando el
desgaste (d) actual calculado excede un valor límite
predeterminado.
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