KR20160002901A - 마모를 감지하기 위한 마모 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

마모를 감지하기 위한 마모 감지 시스템 및 방법 Download PDF

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군트람 플라이쉬하우어
다니엘 페퍼
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슈운크 반- 운트 인더스트리테크닉 게엠베하
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Abstract

본 발명은 이미지 처리 디바이스 및 접촉 스트립(10)을 가지는 마모 감지 시스템에 관한 것일 뿐만 아니라, 접촉 와이어들을 기초로 이동수단들에 전류 공급을 위한 접촉 스트립의 마모를 모니터링 하기 위한 방법에도 관한 것이고, 접촉 스트립은 적어도 하나의 마모 지표 표시(11)를 포함하고, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 방식으로 설계되며, 이미지 처리 디바이스는 마모 지표 표시를 포착하기 위한 적외선 카메라이다.

Description

마모를 감지하기 위한 마모 감지 시스템 및 방법{WEAR DETECTION SYSTEM AND A METHOD FOR DETECTING WEAR}
본 발명은 이미지 처리 디바이스 및 접촉 스트립(contact strip)을 가지는 마모 감지 시스템에 관한 것일 뿐만 아니라, 접촉 와이어들(contact wires)을 기초로 이동수단들에 전류 공급을 위한 접촉 스트립의 마모를 모니터링 하기 위한 방법에도 관한 것이다.
탄소(carbon)로 만들어진 접촉 스트립들은 접촉 와이어를 통하여 철도 이동수단들 뿐만 아니라 비-철도 이동수단들에 전류 공급을 위하여 일반적으로 이용된다. 그것의 재료 속성들로 인하여, 이러한 접촉 스트립들은 탄소 재료의 마멸의 결과로서 항상 마모의 대상이다. 이러한 접촉 스트립들을 이용하는 경우에, 예를 들어 열차들의 운반 엔진들 상에서, 접촉 스트립들은, 위험한 작동 상황들, 결함들, 또는 고장들을 피하기 위하여, 최종적인 마모 한계에 도달하기 전에 미리 교체되어야 한다. 비록 비상 정지 기능이 접촉 스트립들에 일반적으로 통합된다고 하더라도, 상기 기능은, 마모의 최종적인 정도가 도달된 경우 또는 접촉 스트립이 손상되거나 또는 깨진 경우의 이미 이전에, 접촉 스트립이 낮춰지도록 야기하고, 이러한 비상 정지가 동작된 후에, 상기 접촉 스트립에 의한 이동수단의 다른 작동 및 다른 전류 공급은 더 이상 가능하지 않다. 이러한 상황들을 피하기 위하여, 접촉 스트립들은 그것의 마모의 정도에 대하여 정기적으로 검사되어야 한다. 일반적으로, 이러한 검사들은 직원에 의하여 수행되고, 이것은, 접촉 스트립들이 운반 엔진과 같은 이동수단의 지붕에 부착되어 있고 접촉 와이어에 적용되는 높은 전압 때문에 특별 안전 조치들이 지켜져야 하기 때문에, 복잡한 작업이며, 이러한 검사들이 철도 유지 보수 차고들에서만 오직 수행될 수 있는 이유이다. 이러한 복잡한 검사 절차들을 피하기 위하여, 부분적으로 자동화된 마모 모니터링 시스템들이 알려졌고, 상기 시스템들은 마모 한계가 도달되었다는 신호를 전송할 수 있다.
따라서, 본 발명은 접촉 스트립, 마모 감지 시스템 및 마모를 검출하기 위한 방법을 제안하는 과제를 기반으로 하고, 이것은 자동화되고 믿을 만한 방식으로 마모의 정도를 포착하거나 또는 관련된 신호를 전송 할 수 있으며, 동시에 생산하는데 비싸지 않다.
상기 과제는 청구항 1항의 특징들을 가지는 마모 감지 시스템 및 청구항 15항의 특징들을 가지는 마모를 모니터링 하기 위한 방법에 의하여 해결된다.
본 발명에 따른 마모 감지 시스템은 접촉 와이어들을 기초로 이동수단들에 전류 공급을 위한 접촉 스트립 및 이미지 처리 디바이스를 포함하고, 상기 접촉 스트립은 적어도 하나의 마모 지표 표시를 포함하고, 적어도 하나의 마모 지표 표시는 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착되는 방식으로 설계되며, 이미지 처리 디바이스는 상기 마모 지표 표시를 포착하기 위한 적외선 카메라이다.
접촉 스트립은 일반적으로 탄소로 만들어지고 접촉 와이어에 대해 놓일 수 있는 접촉 요소를 포함하고, 그렇게 함으로써 거기에 전기적 접속을 만들어낼 수 있다. 상기 접촉 요소는 접촉 스트립 지지대(support)를 통하여 유지되고, 이것은 이어서 이동수단의 지붕에 부품으로서 부착될 수 있는 소위 팬터그래프(pantograph)에 부착된다. 여기에서, 접촉 요소는 적어도 하나의 마모 지표 표시를 포함하고, 적어도 하나의 마모 지표 표시는 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 방식으로 설계된다. 상기 표시는 광학 방식으로 시각적으로 감지되기 때문에, 무선 기반 마모 감지 시스템들에서 발생할 수 있는 유형의 전송 중단의 위험이 없다. 접촉 스트립이 생산된 경우에, 마모 지표 표시는 그 안으로 직접적으로 통합될 수 있고 복잡한 분리된 생산 과정이 필요하지 않다. 따라서, 마모 지표 표시를 가지는 본 발명에 따른 접촉 스트립은 또한 알려진 시스템들 보다 상당히 더 낮은 비용으로 생산될 수 있다. 게다가, 이러한 접촉 스트립은 어떠한 유지보수도 요구되지 않고, 마모의 정의된 정도가 도달됐다는 자동적으로 생성된 메시지를 수신한 후에 교체될 수 있다.
본 발명에 따른 마모 감지 시스템에서, 접촉 스트립은 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있다. 유리하게, 이미지 처리 디바이스는 마모 지표 표시를 포착하기 위한 카메라 이다. 접촉 스트립이 부착된 이동수단들에 의하여 지나가지는 길을 따라 움직이지 않기 위하여, 마모 지표 표시들을 포착하기 위한 이러한 카메라를 부착하는 것은 가능하다. 이러한 마모 감지 시스템을 거쳐, 이동수단을 통과한 접촉 스트립들의 마모의 정도의 지속적인 모니터링은 보장될 수 있다. 예를 들어, 마모의 정의된 정도가 초과되거나 또는 도달된 접촉 스트립을 가지는 이동수단이 나아가는 경우에, 자동적인 메시지가 마모 감지 시스템에 의하여 생성되는 것을 생각할 수 있다. 여기에서, 마모 감지 시스템의 카메라는 특히 유리하게 이미 존재하는 기반시설, 예를 들어, 다리들, 기둥들, 또는 빌딩들에 부착될 수 있다. 이러한 마모 감지 시스템을 거쳐, 접촉 와이어들에 결합될 수 있는 이동수단들에 대한 접촉 스트립들의 마모의 정도의 지속적이고 믿을 만한 모니터링은 보장될 수 있다. 직원이 작업하는 것에 의한 복잡한 검사 과정들이 생략될 수 있고, 그것으로 인하여 이동수단들의 고장 시간들(down times)이 줄어들 수 있으며 비용은 절약될 수 있다.
본 발명에 따른 마모 감지 시스템의 카메라는 적외선 카메라로 설계될 수 있다. 접촉 스트립의 마모 지표 표시가 상기 표시 및 접촉 스트립의 재료의 나머지 간의 온도 차이가 있는 방식으로 설계되면, 상기 차이는 적외선 카메라에 의하여 감지되고, 감지 실패에 대한 서셉턴스(susceptance)는 이러한 방식으로 설계된 마모 감지 시스템을 통하여 줄어들 수 있다. 이러한 시스템은 특히 안 좋은 조명 상태들, 강수 또는 안개에 강하다. 카메라는, 예를 들어, 또한 터널 내부에 부착될 수 있고, 그것으로 인하여 날씨의 영향들이 피해질 수 있다.
접촉 스트립이 계획대로 사용되는 경우에, 접촉 와이어에 대한 접촉의 결과로서 탄소의 끊임없는 마멸이 위쪽에서 발생하기 때문에, 접촉 스트립은 지속적으로 마모된다. 접촉 스트립의 마멸 또는 마모의 정도를 결정하기 위하여, 하나 또는 하나 이상의 마모 지표 표시들이 접촉 스트립에 통합될 수 있다. 같은 종류의 몇몇의 마모 지표 표시가 접촉 스트립에 통합되면, 마모 지표 표시들이 서로에 대하여 중복되도록 설계될 수 있기 때문에 감지 신뢰도는 증가한다. 접촉 스트립이 이미지 처리 디바이스를 통과하는 경우에, 마모 지표 표시가 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 없도록 광학 장애물이 마모 지표 표시와 이미지 처리 디바이스 사이에 위치하면, 접촉 스트립에 여분인 다른 마모 지표 표시가 있다는 사실로 인하여, 접촉 스트립의 마모의 정도가 감지되는 것은 여전히 보장될 수 있다. 이러한 방식으로, 서로에 대하여 여분인 복수의 마모 지표 표시들이 접촉 스트립에서 예상되는 것은 생각할 수 있다. 상기 마모 지표 표시들을 기반으로, 접촉 스트립의 마모의 정도는 믿을 수 있게 결정될 수 있고, 따라서 직원이 작업하는 것에 의한 복잡한 검사 과정들은 생략될 수 있다.
여기에서, 마모 지표 표시의 거의 어떠한 기하학적인 형태라도 선택될 수 있다. 그것은 원형(round), 각진형(angular), 날이 있는 형(edged) 또는 그것의 조합일 수 있다. 예를 들어, 마모 지표 표시는 직육면체(cuboid), 쐐기(wedge), 각뿔(pyramid), 원기둥(cylinder), 원뿔(cone), 다면체(polyhedron)의 형태 또는 상기 형태들의 조합의 형태로 설계될 수 있다. 몇몇 마모 지표 표시가 접촉 스트립에서 예상되면, 그들은 다르게 디자인될 수 있다. 마모 지표 표시를 이러한 방식으로 설계하는 것에 의하여, 접촉 스트립의 마모의 정도가 실패 없고 믿을 수 있는 방식으로 감지될 수 있음은 보장될 수 있다.
마모의 정도는 감지될 수 있고, 접촉 스트립의 구멍 및 마모가 증가하는 동안 및, 최종적으로, 마모의 정의된 정도가 도달된 경우에, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립의 이미지는 마모의 정의된 정도가 초과되기 전의 접촉 스트립의 이미지와 다르다. 그렇게 함으로써, 마모의 정의된 정도가 도달됐는지 감지할 수 있는 것이 특히 쉽다.
이러한 효과를 야기하기 위하여, 마모 지표 표시는 접촉 스트립의 재료에 끼워 넣어질 수 있고, 다른 구성요소들이 부착되어야 하거나 또는 접촉 스트립에 대한 와이어에 의하여 연결되어야 하지 않으므로, 이것은 접촉 스트립의 단순화된 생산 및 조작을 고려한다.
여기에서, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립의 이미지는 다른 방식으로 변화될 수 있다. 예를 들어, 접촉 스트립은, 접촉 스트립의 마모의 정의된 정도가 초과된 경우, 마모 지표 표시가 드러나는 사실로 인하여 접촉 스트립의 이미지 또는 형태가 변화하는 방식으로 설계될 수 있다. 그렇게 함으로써, 이미지 처리 디바이스는 마모의 정의된 정도가 도달됐는지 의심의 여지 없이 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 마모 지표 표시는, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 없도록 접촉 스트립의 재료에 의하여 처음에 덮이는 방식으로 접촉 스트립에 통합될 수 있다.
접촉 스트립의 다른 실시예에서, 접촉 스트립은 마모 지표 표시가 접촉 스트립의 재료에 의하여 덮이지 않는 방식으로 설계될 수 있고, 따라서, 그것의 수명의 끝을 향하여 접촉 스트립의 사용의 처음부터 마모의 정의된 정도가 도달될 때까지, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있다.
여기에서, 마모 지표 표시는 접촉 와이어를 향하는 접촉 스트립의 측면에 완전하게 끼워 넣어질 수 있고, 마모 지표 표시는 접촉 스트립과 동일한 정도로 접촉 와이어에 의하여 마멸되고, 그것은 마모의 정의된 정도가 도달된 후에 완전히 사라진다. 이것은, 접촉 스트립의 이미지 또는 형태에서 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 변화가 마모 지표 표시의 소모를 통하여 보장되는 본 실시예에 있음을 의미한다.
접촉 스트립의 특히 유리한 실시예에서, 마모 지표 표시는 접촉 스트립의재료와 광학적으로 대조를 이루는 재료로부터 형성되므로, 이미지 처리 디바이스로 상기 마모 지표 표시를 포착하는 것은 특히 쉽게 된다. 광학적으로 포착될 수 있는 대조는, 마모 지표 표시가 그것의 색깔, 그것의 반사 특성들, 그것의 표면 거침, 또는 그것의 열역학 특성들, 예를 들어, 열용량에 대하여 접촉 스트립의 재료와 다르다는 점에서 생성될 수 있다. 그것은, 예를 들어, 다른 색깔의 그래파이트(graphite) 또는 탄소로부터 형성될 수 있고, 접촉 스트립의 구성을 하나의 재료로 줄일 수 있고, 마모 지표 표시 및 접촉 스트립의 완전히 균일한 마멸을 보장할 수 있다. 높은 온도들을 확실히 견딜 수 있도록, 마모 지표 표시는 이에 더하여 또한 금속, 예를 들어, 알루미늄(aluminum), (스테인리스(stainless)) 강철(steel), 구리(copper), 또는 각각의 조건들에 맞춰진 어떠한 합금(alloy)으로부터 형성될 수 있다. 마모 지표 표시는, 그러나, 또한 어떠한 다른 적합한 기본적인 재료로부터 형성될 수 있다.
이에 더하여, 마모 지표 표시는 또한 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)과 같은 플라스틱 재료로부터 형성될 수 있다. 이것은 색의 가능성을 상당히 향상시킬 수 있고, 따라서 마모 지표 표시에 대한 정도가 포착될 수 있다.
다른 실시예에서, 마모 지표 표시는 접촉 스트립에 있는 홈에 의하여 형성될 수 있다. 접촉 스트립의 이러한 구조적인 형태는, 이것을 하기 위하여 다른 재료가 접촉 스트립에 넣어지지 않아도 되기 때문에, 특히 단순하고 비용 효율이 높은 방식으로 생산될 수 있다. 여기에서, 홈은 접촉 와이어를 향하는 접촉 스트립의 면에서 열리거나 또는 접촉 와이어로부터 멀어지는 곳을 향하는 면상의 구멍을 포함할 수 있고, 또는, 다시 말해서, 접촉 스트립에 빈 공간을 형성할 수 있다. 게다가, 홈은, 마모 한계의 수준으로 접촉 스트립의 세로 가장자리를 따라, 측면으로 배열될 수 있다. 이것은, 홈은 처음에 포착되고 접촉 스트립의 마멸의 증가로 인하여 사라지거나 또는 홈은 처음에 포착될 수 없고 접촉 스트립의 마모의 정의된 정도가 도달된 경우에 포착될 수 있는 의미로, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립의 이미지에 영향을 끼친다. 홈으로 구성된 마모 지표 표시로 인하여, 마모 지표 표시는, 다른 재료가 필요하지 않으므로 특히 단순하고 비용 효율이 높은 방식으로 생산될 수 있다. 접촉 스트립과 마모 지표 표시 간에, 적외선 카메라에 의하여 포착될 수 있는, 충분한 온도 차이를 보증하기 위하여, 이러한 마모 감지 시스템이 홈으로 마모 지표 표시를 구성하는 것은 특히 유리하다. 홈은 또한 이동 방향을 향하는 접촉 스트립의 면과 접촉 와이어를 향하고 있는 면 사이의 접촉 스트립을 통하여 지속적인 채널(channel)을 형성할 수 있고, 채널의 구멍(opening)은, 접촉 와이어를 향하고 있는 면상에서, 접촉 스트립의 재료에 의하여 처음에 덮일 수 있고 오직 접촉 스트립 재료의 마멸이 증가함에 따라 드러날 수 있다. 홈의 영역에서, 낮은 온도는 접촉 스트립의 주변 영역에서보다 우세할 수 있다. 그것에 의하여, 이미지 처리 디바이스로서 적외선 카메라를 이용하는 것이 가능하고, 카메라는 이 온도 차이를 감지하거나 또는 포착할 수 있고 그것 때문에 접촉 스트립의 마모의 정도를 결정할 수 있다.
접촉 스트립의 다른 특히 유리한 실시예에서, 마모 지표 표시는, 수직의 가상 축을 따라, 또는, 다시 말해서, 접촉 와이어에 직각인 가상 축을 따라, 그것의 종단면의 이미지가 변화하는 방식으로 설계될 수 있다. 그것에 의하여, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 마모 지표 표시의 이미지가, 접촉 스트립 재료의 마멸이 증가함에 따라 지속적으로 변하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 마모 지표 표시는, 접촉 스트립의 마멸 증가의 결과로서 그것의 횡단면의 이미지가 지속적으로 더 커지거나 더 작아지는 방식으로 쐐기 모양이 되는 방식으로 설계될 수 있다. 마모 지표 표시의 이미지의 지속적인 변화를 기반으로, 두개의 마모 상태들뿐만 아니라, 어떠한 단계들 없이 마모 지표가 획득될 수 있다.
마모의 적어도 두개의 정도들이 포착될 수 있는 방식으로 접촉 스트립을 설계하는 다른 가능성은 접촉 스트립에 있는 적어도 두개, 또는 그 이상의 마모 지표 표시들로 예상될 수 있다. 이러한 방식으로, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착되는 접촉 스트립의 이미지 또는 형태가, 마모의 제1 정의된 정도가 도달된 경우에 제1 마모 지표 표시에 의해 변화를 겪을 수 있고, 접촉 스트립의 마모의 다른 정의된 정도가 도달된 경우에 다른 마모 지표 표시를 통하여 다른 변화를 겪을 수 있다. 이러한 방식으로, 다른 높이들로 배열될 수 있는 마모 지표 표시들을 기반으로, 접촉 스트립의 마모의 다양한 정도들이 포착될 수 있는 것은 가능하다.
이에 더하여, 접촉 스트립은, 접촉 스트립의 재료의 어떠한 손상 또는 파열들이 이미지 처리 디바이스에 의하여 상기 모서리 영역에서 포착될 수 있도록, 마모 지표 표시가 이동 방향을 향하는 접촉 스트립의 모서리 영역 또는 이동 방향으로부터 멀어지는 곳을 향하는 접촉 스트립의 모서리 영역에 배열되는 방식으로 설계될 수 있다. 이러한 방식으로, 작업 동안 발생하는 접촉 스트립의 손상은 감지되고 신호로 알려질 수 있어서, 접촉 스트립의 상태의 보다 상세한 검사는 직원이 작업하는 것에 의하여 수행될 수 있다. 여기에서, 마모 지표 표시는, 마모 지표 표시가 접촉 스트립의 수명의 초반에서 처음에 보이고, 마모 지표 표시가 더 이상 감지될 수 없다는 의미로, 접촉 스트립의 마모 한계가 도달된 경우에, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립의 이미지를 변화시키는 방식으로, 접촉 스트립 내의 상단 영역에 배열될 수 있다. 접촉 스트립의 손상이, 접촉 스트립의 마모의 상기 정도가 도달되기 전에, 마모 지표 표시의 영역에서 발생하면, 여기에서 마모 지표 표시는 동일하게 손상되거나 완전히 찢어지고, 또는 떨어지고, 이것은 이미지 처리 디바이스에 의하여 동일하게 포착될 수 있다. 그러나, 마모 지표 표시는 또한, 이미지 처리 디바이스에 의하여 감지될 수 있도록 마모의 정의된 정도가 도달된 경우에 오직 드러날 수 있는 방식으로, 접촉 스트립 내의 하단 영역에 배열될 수 있다. 접촉 스트립의 손상이, 접촉 스트립의 마모의 상기 정도가 도달되기 전에, 마모 지표 표시 및 접촉 와이어 사이에서 발생하면, 마모 지표 표시는 노출될 수 있고, 그것으로 인하여 접촉 스트립의 손상은 이미지 처리 디바이스에 의하여 감지될 수 있다.
모니터링을 위한 본 발명에 따른 방법에서, 마모 감지 시스템의 지원으로, 마모 지표 표시가 포착되는 것에 의하여, 접촉 와이어를 기초로 이동수단들에 전류 공급을 위한 접촉 스트립의 마모가 감지되고, 마모 감지 시스템은 이미지 처리 디바이스 및 접촉 스트립을 포함하고, 여기에서, 접촉 스트립은 마모 지표 표시를 포함하고, 마모 지표 표시는 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착되고, 상기 이미지 처리 디바이스는 적외선 카메라 이다. 마모를 모니터링하기 위한 방법의 이점들에 대하여, 본 발명에 따른 마모 감지 시스템 및 본 발명에 따른 접촉 스트립의 보다 상세한 설명들을 참조로 한다.
본 방법은, 접촉 스트립의 마모 상에, 적어도 하나의 마모 감지 지표가 접촉 스트립에 통합되면 특히 유리하게 구성될 수 있고, 따라서 접촉 스트립의 이미지 또는 형태는 변화를 겪고, 이미지 처리 디바이스가 상기 변화를 포착하고 검사하면, 접촉 스트립의 마모의 정도는 그것에 의하여 결정된다.
본 방법의 다른 유리한 실시예들은 디바이스 청구항 1항과 연관된 독립항들에 포함된 특징들의 설명들에서 비롯된다.
다음에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ축에 따른 접촉 스트립의 제1 실시예의 단면도를 나타낸다;
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 축에 따른 접촉 스트립의 단면도를 나타낸다;
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 축에 따른 접촉 스트립의 단면도를 나타낸다;
도 4는 접촉 스트립의 공간 표상을 나타낸다;
도 5는 접촉 스트립의 제2 실시예의 종단면도를 나타낸다;
도 6은 접촉 스트립의 제3 실시예의 종단면도를 나타낸다;
도 7은 접촉 스트립의 제4 실시예의 종단면도를 나타낸다;
도 8은 접촉 스트립의 제5 실시예의 종단면도를 나타낸다;
도 9a는 새로운, 사용되지 않은 접촉 스트립의 제6 실시예의 종단면도를 나타낸다;
도 9b는 마모가 정의된 정도에 도달한 경우에 도 9a로부터 사용된 접촉 스트립의 종단면도를 나타낸다.
도 10은 접촉 스트립의 제7 실시예의 종단면도를 나타낸다;
도 11은 접촉 스트립의 제8 실시예를 가지는 팬터그래프의 사시도를 나타낸다.
도 12는 접촉 스트립의 제9 실시예의 횡단면도를 나타낸다.
도 1 내지 도 4의 결합된 도면은 개략도에서 두개의 마모 지표 표시들(11)을 가지는 접촉 스트립(10)의 제1 실시예를 나타내고, 지표들은, 세로 축(14)을 따라 대칭적이고 균일하게 되도록, 접촉 스트립(10)의 중앙에서 이동 방향(13)으로, 여기에 도시되지 않은 접촉 와이어로부터 멀어지는 곳을 향하는 접촉 스트립의 하부(12)에 인접한, 접촉 스트립(10) 내에 배열된다.
도 4는 접촉 스트립(10)의 공간적인 도면을 나타낸다. 여기에서, 접촉 스트립(10)은, 그것들이 여기에 도시되지 않은 이미지 처리 디바이스에 의하여 처음에 포착될 수 없도록, 마모 지표 표시들(11)이 접촉 스트립(10)의 접촉 스트립 재료(15)에 끼워 넣어지는 방식으로 설계된다. 마모 한계(16)를 통해 정의된 마모의 정도가, 예정된 대로 접촉 스트립(10)의 사용의 결과 및 이것을 수반하는 접촉 스트립 재료(15)의 마멸의 결과로서 도달된 경우에, 마모 지표 표시들(11)은 접촉 스트립(10)의 수명이 끝날 무렵에 드러나고, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립(10)의 상부(17)의 이미지가, 마모의 정의된 정도가 초과되기 전의 접촉 스트립(10)의 상부(17)의 이미지와 다르게 되도록 한다. 마모 지표 표시(11)는, 접촉 스트립(10)의 마모의 정의된 정도가 초과된 후에, 접촉 스트립(10)의 재료(15)의 나머지에 대하여 광학 대비를 형성하기 때문에, 마모의 정도는 이미지 처리 디바이스에 의하여 결정될 수 있으므로, 이미지 처리 디바이스, 또는, 다시 말해서, 이미지 처리 디바이스와 연결되고 여기에서 도시되지 않은 컴퓨터는 접촉 스트립(10)의 마모의 정도가 도달되었다는 메시지를 생성할 수 있다.
도 5는 마모 지표 표시들(19)을 가지는 접촉 스트립(18)의 다른 실시예를 나타내고, 이것들은 접촉 스트립(18)의 상부(20) 내에 배열된다. 접촉 스트립(18)은, 마모 지표 표시들(19)이, 그것들의 사용 수명의 초기에, 여기에 도시되지 않은 이미지 처리 디바이스에 의하여 이미 포착될 수 있는 방식으로 설계되고, 마모의 정의된 정도를 도달하면, 마모 지표 표시(19)는 완전히 소모되므로, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립(18)의 이미지는 변하고, 이것은 마모의 정의된 정도가 초과되었음을 동일하게 가리킨다.
도 6은 접촉 스트립(21)의 제3 실시예를 나타내고, 마모 지표 표시들(22 및 23)은, 접촉 스트립(21)의 사용 수명의 초기에, 마모 지표 표시(22)의 부분, 또는, 다시 말해서, 마모 지표 표시의 이미지가, 도시되지 않은 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 방식으로, 그리고, 마모의 제1 정의된 정도가 도달된 경우에, 접촉 스트립(21)의 마멸이 증가하는 것의 결과로서, 마모 지표 표시(23)가 노출되는 방식으로 설계되고, 이러한 방식으로 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있다. 접촉 스트립(21)의 마모의 다른 정의된 정도가 도달되는 경우에, 접촉 스트립(14)의 사용 수명의 초기에 이미 포착될 수 있는 마모 지표 표시(22)는 완전히 소모되므로, 이미지 처리 디바이스로 상기 마모 지표 표시를 포착하는 것은 더 이상 가능하지 않고, 그것에 의하여 접촉 스트립(21)의 마모의 다른 정의된 정도가 가리켜 진다.
도 7은 쐐기모양(wedge-shape)의 마모 지표 표시(25)를 가지는 접촉 스트립(24)의 제4 실시예를 나타내고, 마모 지표 표시(25)는, 접촉 스트립의 사용 수명의 초기에, 여기에 도시되지 않은 이미지 처리 디바이스에 의하여 마모 지표 표시(25)의 오직 매우 작은 부분이 포착될 수 있거나 또는 마모 지표 표시(25)의 어느 부분도 포착되지 않을 수 있는 방식으로 설계되고, 마모 지표 표시(25)의 쐐기모양 때문에, 접촉 스트립 재료(26)의 마멸의 결과로서 접촉 스트립(24)의 마모가 증가함에 따라, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립(24)의 이미지는, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 마모 지표 표시(25)의 종단면(27)이 지속적으로 증가한다는 의미로, 지속적으로 변한다. 따라서, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착되는 표면적 또는 마모 지표 표시(25)의 보이는 길이를 기반으로, 접촉 스트립(24)의 마모의 정도는 어떠한 단계들 없이 결정될 수 있다.
도 8은 마모 지표 표시들(29, 30, 31)을 가지는 접촉 스트립(28)의 제4 실시예를 나타내고, 하부(32)로부터 시작하는 접촉 스트립(28) 내에 배열되고 다른 높이들 a, b, c 을 가지고, 접촉 스트립(28)의 마모의 제1 정의된 정도가 도달되는 경우에, 접촉 스트립 재료(33)의 마멸이 증가하는 것의 결과로서, 마모 지표 표시(31)는 접촉 스트립(28)의 상부(34)에 처음에 눈에 띄게 되고 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있고, 마모의 제2 정의된 정도가 도달되는 경우에, 마모 지표 표시(30)는 눈에 띄게 되고 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있으며, 접촉 스트립(28)의 마모의 제3 정도가 도달된 경우에, 마모 지표 표시(29)는, 접촉 스트립(28)의 마모의 다른 정의된 정도가 도달되었음이 나타나는 의미로, 접촉 스트립(28)의 상부(34)의 이미지를 변화시킨다.
도 9a는 마모 지표 표시(36)를 가지는 접촉 스트립(35)의 제6 실시예를 나타내고, 마모 지표 표시(36)는, 접촉 스트립(35)의 마모의 정의된 정도가 도달된 경우에, 접촉 스트립(35)의 상부(37)의 이미지가, 마모 한계(38)가 도달된 경우에 마모의 정의된 정도가 나타나는 의미로, 변화되는 방식으로 배열된다.
도 9b는 접촉 스트립(35)의 마모의 정의된 정도가 도달된 후에 접촉 스트립(35)을 나타낸다. 마모 지표 표시(36)는 이제, 여기에 도시되지 않은 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있고, 그것에 의하여 마모의 정의된 정도가 도달되었음이 나타난다.
도 10은 마모 지표 표시(40)를 가지는 접촉 스트립(39)의 제7 실시예를 나타내고, 상기 실시예의 마모 지표 표시(40)는 접촉 스트립(39)의 재료(42)에 있는 홈들(41)에 의하여 형성된다. 여기에서, 홈들(41)은, 접촉 스트립(39)의 마모(43)의 정의된 정도가 도달된 경우에 그것들이 드러나는 방식으로 설계되고, 이것은, 접촉 스트립(39)의 마모가 나타나는 의미로, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립(39)의 상부(44)의 이미지를 변화시킨다.
도 11은 접촉 스트립(50)의 표면(46)위에 균일하게 분산된 마모 지표 표시들(45)을 가지는 접촉 스트립(50)의 제8 실시예를 나타낸다. 도 11에서, 접촉 스트립(50)은, 접촉 스트립(50)을 들어올리고 내릴 수 있는 팬터그래프(48)에 부착된 그것의 부품을 위한 접촉 스트립 서포트(47) 상에 도시된다. 접촉 스트립(50)은 접촉 와이어(49)에 대해 놓이므로, 접촉 스트립(50)과 팬터그래프(48) 간의 전기적 도전성 접속부가 생성되게 한다.
도 12는 마모 지표 표시들(51)을 가지는 접촉 스트립(54)의 제9 실시예를 나타내고, 이동 방향(52)을 향하는 접촉 스트립(54)의 모서리 영역(53)뿐만 아니라 이동 방향으로부터 멀어지는 곳을 향하는 접촉 스트립(54)의 모서리 영역(55)에 배열된다. 더구나, 마모 지표 표시들(51)은, 마모 지표 표시들(51)이 접촉 스트립(54)의 사용 수명의 초기에, 여기에 도시되지 않은 이미지 처리 디바이스에 의하여 이미 포착될 수 있는 방식으로, 이것들은 접촉 스트립(54)의 상부(57) 내에 배열되고, 마모의 정의된 정도가 도달된 경우에, 마모 지표 표시들(51)은 완전히 소모되므로, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립(54)의 이미지를 변화시키며, 마모의 정의된 정도가 초과되었음을 나타낸다. 접촉 스트립(54)이, 접촉 스트립 재료(56)의 부분들이 접촉 스트립(54)의 모서리 영역들(53 및 55) 중 한군데 깨지는 방식으로, 그것의 사용 수명 동안 손상되면, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 접촉 스트립(54) 및 마모 지표 표시들(51)의 이미지는, 접촉 스트립(54)의 손상이 나타나는 방식으로 변화를 겪는다.

Claims (16)

  1. 접촉 와이어들을 기초로 이동수단들에 전류 공급을 위한 접촉 스트립(10, 18, 21, 24, 28, 35, 39, 50, 54) 및 이미지 처리 디바이스를 가지는, 마모 감지 시스템에 있어서,
    접촉 스트립은 적어도 하나의 마모 지표 표시(11, 19, 22, 23, 25, 29, 30, 31, 36, 40, 45, 51)를 포함하고, 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 방식으로 설계되며, 이미지 처리 디바이스는 마모 지표 표시를 포착하기 위한 적외선 카메라인 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    마모의 정도는 하나 또는 하나 이상의 마모 지표 표시들(11, 19, 22, 23, 25, 29, 30, 31, 36, 40, 45, 51)에 의하여 결정될 수 있는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접촉 스트립(10, 18, 21, 24, 28, 35, 39, 50, 54)은, 상기 접촉 스트립의 마모의 정의된 정도가 초과된 경우에, 상기 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 상기 접촉 스트립의 이미지가 상기 마모의 정의된 정도가 초과되기 전의 상기 접촉 스트립의 이미지와 다르게 되는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  4. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마모 지표 표시(11, 19, 22, 23, 25, 29, 30, 31, 36, 45, 51)는 상기 접촉 스트립(10, 18, 21, 24, 28, 35, 39, 50, 54)의 재료(33)에 끼워 넣어지는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  5. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 스트립(10, 21, 28, 35, 39)은, 상기 접촉 스트립의 마모의 정의된 정도가 초과된 경우에, 상기 마모 지표 표시(11, 23, 29, 30, 31, 36, 40)가 드러나는 것으로 인하여, 상기 접촉 스트립의 형태 또는 이미지가 다르게 되는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  6. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 스트립(10, 21, 28, 35, 39)은, 상기 접촉 스트립의 마모의 정의된 정도가 초과될 때까지, 상기 마모 지표 표시(11, 23, 29, 30, 31, 36, 40)가 상기 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 없도록 상기 접촉 스트립의 상기 재료(33)에 의하여 덮이는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 스트립(18, 21, 50, 54)은, 상기 접촉 스트립의 마모의 정의된 정도가 초과될 때까지, 상기 마모 지표 표시(19, 22, 45, 51)가 상기 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접촉 스트립(18, 21, 50, 54)의 마모의 정의된 정도가 초과된 경우에, 상기 마모 지표 표시(19, 22, 45, 51)가 완전히 닳은 것으로 인하여, 상기 접촉 스트립의 형태가 다른 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  9. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마모 지표 표시(11, 19, 22, 23, 25, 29, 30, 31, 36, 45, 51)는 상기 접촉 스트립(10, 18, 21, 24, 28, 35, 50, 54)의 재료(33)에 대하여 광학 대비를 형성하는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  10. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마모 지표 표시(11, 19, 22, 23, 25, 29, 30, 31, 36, 45, 51)은 플라스틱으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마모 지표 표시(40)는 상기 접촉 스트립(39)에 있는 홈(41)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  12. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마모 지표 표시(25)는, 상기 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착될 수 있는 상기 마모 지표 표시의 상기 이미지가, 마모가 증가됨에 따라 지속적으로 변화하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  13. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 스트립(21, 28)은 적어도 두개의 마모 지표 표시들(22, 23, 29, 30, 31)을 포함하고, 제1 마모 지표 표시(22, 31)가 마모의 제1 정의된 정도가 도달되었음을 가리키고, 적어도 하나의 다른 마모 지표 표시(23, 29, 30)가 마모의 적어도 하나의 다른 정의된 정도가 도달되었음을 가리키는 방식으로, 상기 접촉 스트립에 배열되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  14. 상기 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 스트립의 재료(56)의 어떠한 손상 또는 파열들이 상기 이미지 처리 디바이스에 의하여 모서리 영역에서 포착될 수 있는 방식으로, 상기 마모 지표 표시(51)는 이동 방향(52)을 향하는 상기 접촉 스트립(54)의 모서리 영역(53) 또는 이동 방향으로부터 멀어지는 곳을 향하는 상기 접촉 스트립의 모서리 영역(55)에 배열되는 것을 특징으로 하는 마모 감지 시스템.
  15. 마모 감지 시스템의 지원으로, 접촉 와이어들을 기초로 이동수단들에 전류 공급을 위한 접촉 스트립의 상기 마모를 모니터링하기 위한 방법에 있어서, 상기 마모 감지 시스템은 이미지 처리 디바이스 및 접촉 스트립(10, 18, 21, 24, 28, 35, 39, 50, 54)을 포함하고,
    상기 접촉 스트립은 마모 지표 표시(11, 19, 22, 23, 25, 29, 30, 31, 36, 40, 45, 51)를 포함하고, 상기 마모 지표 표시는 상기 이미지 처리 디바이스에 의하여 포착되고, 상기 이미지 처리 디바이스는 상기 마모 지표 표시를 포착하기 위한 적외선 카메라인 것을 특징으로 하는 마모를 모니터링 하기 위한 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 접촉 스트립(10, 18, 21, 24, 28, 35, 39, 50, 54)이 마모되면, 상기 접촉 스트립으로 통합된 적어도 하나의 마모 지표 표시(11, 19, 22, 23, 25, 29, 30, 31, 36, 40, 45, 51)와, 따라서 상기 접촉 스트립의 이미지 또는 형태는 변화를 겪고, 상기 이미지 처리 디바이스는 상기 변화를 포착하고 평가하며, 그리하여 상기 접촉 스트립의 마모의 정도가 결정되는 것을 특징으로 하는 마모를 모니터링 하기 위한 방법.
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