DE4409483C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle von Fahrdrähten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens. Die Kon­ trolle der Fahrdrähte muß in regelmäßigen Abständen erfolgen, und insbesondere muß sichergestellt sein, daß der Fahrdraht sich nicht über die vorgesehene Breite seines Verlaufes hinaus erstreckt.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der Praxis be­ kannt, bei dem eine Vielzahl von induktiven End­ schaltern etwa quer zum Fahrdrahtverlauf angeordnet sind und im Abstand unterhalb des Fahrdrahtes ge­ halten werden. Allein aufgrund seines Materials löst der Fahrdraht den ihm am nächsten benachbarten induktiven Endschalter aus, so daß die Lage des Fahrdrahtes bestimmt werden kann.

Bei dem gattungsgemäßen Verfahren ist nachteilig, daß durch die Anzahl einzelner Endschalter eine genaue Positionsbestimmung des Fahrdrahtes nicht möglich ist, sondern nur eine näherungsweise und schrittweise Erfassung ermöglicht wird.

Weiterhin ist aus der DE-OS 24 40 085 ein berührungsloses Meßverfahren zur Messung der Höhe und der Seitenlage des Fahrdrahtes bekannt, wobei optische, d. h. fotoelektrische Sensoren verwendet werden. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, daß eine Meßungenauigkeit durch eine Verschmutzung der Sensoren nicht ausgeschlossen werden kann.

Weiterhin ist aus der DE 32 09 067 A1 ein Verfahren zum Messen der Höhen- und Seitenlage des Fahrdrahtes bekannt, bei dem eine Abtasteinrichtung an dem Fahr­ draht anliegt. Bei diesem Verfahren ist nachteilig, daß aufgrund des mechanischen Abtastbalkens ein Ver­ schleiß am Fahrdraht auftritt und daß ggf. eine Trägheit des Abtastbalkens die Meßgenauigkeit be­ einträchtigen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gat­ tungsgemäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, daß eine genaue Positionsbestimmung des Fahrdrahtes ermöglicht wird und eine Vorrichtung zu schaffen, die preisgünstig hergestellt werden kann und die eine genaue Positionsbestimmung des Fahrdrahtes er­ möglicht.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Ausgestaltung des Verfahrens gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, einen bestimmten Abschnitt des Fahrdrahtes mit einer Hoch­ frequenz zu versehen, die von einer Antenne detek­ tiert werden kann, ähnlich wie dies bei induktions­ gesteuerten selbstfahrenden Flurfahrzeugen bekannt ist. Die Antennen weisen dabei mehrere Spulen auf, wobei die unterschiedlichen Auswirkungen der indu­ zierten Magnetfelder in den einzelnen Spulen eine exakte Positionsbestimmung der Hochfrequenz und da­ mit des Fahrdrahtes ermöglichen.

Dabei kann ein Hochfrequenz-Generator verwendet werden, dem die Energie aus einem Akkumulator zuge­ führt wird. Auf diese Weise können die mit dem Fahr­ draht in Verbindung stehenden Bauteile einschließ­ lich der erforderlichen Energieversorgung auf ein­ fache Weise von den übrigen Bauteilen der Kontroll­ vorrichtung elektrisch isoliert werden. Alternativ kann eine Isolierung dadurch erfolgen, daß eine induktive Energieversorgung des verwendeten Hoch­ frequenzgenerators gewählt wird. In beiden Fällen kann durch die Isolierung eine Gefährdung für das Kontrollpersonal ausgeschlossen werden.

Aus demselben Grund kann die Datenübertragung der Meßsignale kontaktlos erfolgen, beispielsweise über Funk oder preisgünstiger über eine optische Daten­ übertragung, beispielsweise mit Hilfe von Infrarot­ strahlen.

Vorteilhaft kann bei dieser Messung, die die Lage des Fahrdrahtes bei seinem Zickzackverlauf quer zum Schienenverlauf ermittelt, gleichzeitig auch die Höhe des Fahrdrahtes ermittelt werden, so daß eine exakte Aussage über den Fahrdrahtverlauf getroffen werden kann.

Da das Meßverfahren üblicherweise von einem Wagen aus durchgeführt wird, der über die Schienen fährt, kann eine Kompensation der Wagenbewegungen vorge­ sehen sein, um zu möglichst exakten Aussagen über die Lage des Fahrdrahtes zu gelangen. Zu diesem Zweck können entsprechende Aufnehmer die Bewegungen des Wagens erfassen, und diese Meßsignale können als Kompensationssignale ebenfalls der Auswertungselek­ tronik zusätzlich zu den eigentlichen Meßsignalen zugeführt werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird entsprechend den Merkmalen des Anspruches 6 vorgeschlagen. So können zwei Schleifkontakte vor­ gesehen sein, die zur Einleitung der Hochfrequenz in den Fahrdraht dienen und zwischen denen ein Ab­ schnitt des Fahrdrahtes geschaffen wird, unter dem die Antenne zur Aufnahme des induzierten Magnetfel­ des angeordnet sein kann.

Vorteilhaft ist dabei die Antenne quer zum Fahr­ draht ausgerichtet, um möglichst präzise Angaben über die Lage des Fahrdrahtes zu ermöglichen. In der Praxis wird sich aufgrund des zickzackartigen Verlaufes des Fahrdrahtes stets eine geringfügig abweichende Winkelstellung des Fahrdrahtes zur Senkrechten auf die Antenne ergeben, welche die Meßgenauigkeit jedoch nicht nachteilig beeinflußt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind den Unteransprüchen 7 bis 12 entnehmbar.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Dabei ist in der Zeichnung mit 1 allgemein ein Wagen bezeichnet, der auf Schienen 2 läuft, wobei der Wagenkasten auf einem Dach 3 eine elektrisch isolierte Plattform 4 aufweist.

Auf der Plattform 4 ist ein Pantograph 5 angeordnet, der an seinem oberen Ende Längsträger 6 aufweist. An den Längsträgern 6 sind elektrisch isoliert zwei Schleifkontakte 7 befestigt, die bei angehobenem Pantographen 5 an einem zu kontrollierenden Fahrdraht 8 anliegen.

Auf der Plattform 4 ist weiterhin ein Akkumulator 9 angeordnet, der einen Hochfrequenz-Generator 10 mit Energie versorgt. Von dem Hochfrequenz-Generator wird der Strom über einen Umformer 15 zu den Schleifkontakten 7 geführt, wobei ggf. der Strom über aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestell­ te Kondensatoren in die Schleifkontakte 7 einge­ koppelt werden kann, um störende Einflüsse der Hoch­ spannung, die am Fahrdraht 8 anliegt, zu vermeiden.

Mit Hilfe dieser Hochfrequenz, die im Hochfrequenz- Generator 10 erzeugt ist, wird in den Abschnitt des Fahrdrahtes 8, der sich zwischen den beiden Schleif­ kontakten 7 befindet, eine Hochfrequenz eingespeist, ähnlich wie dies von den Führungsdrähten bekannt ist, die im Boden verlegt sind, um führerlose Flur­ fahrzeuge beispielsweise in Lagerhallen zu steuern.

Eine entsprechend dieser bekannten Technik ähnlich aufgebaute Antenne 11 ist ebenfalls auf den Längs­ trägern 6 angeordnet, und zwar im wesentlichen quer zum Verlauf des Fahrdrahtes 8, um schleifende oder spitze Winkel zwischen der Antenne und dem Fahrdraht zu vermeiden, die die Genauigkeit der Positionsbe­ stimmung beeinträchtigen könnten.

Die Antenne 11 ist dabei unterhalb des Fahrdrahtes 8 angeordnet, und zwar in einem Abstand vom Fahr­ draht 8, der beispielsweise 20 bis 30 cm betragen kann und eine direkte Berührung der Antenne 11 durch den Fahrdraht 8 ausschließt.

Der Pantograph 5 kann demzufolge mit den Schleif­ kontakten 7 und der Antenne 11 problemlos abgesenkt werden oder ebenso problemlos an einen neuen, zu kontrollierenden Fahrdraht 8 angehoben werden. Weiterhin kann der Pantograph 5 aufgrund seiner Gelenke dem Fahrdraht 8 in unterschiedliche Höhe folgen, wobei die Winkelstellung der einzelnen Arme des Pantographen 5 auf an sich bekannte Weise re­ gistriert werden kann, so daß die Höhe des Fahr­ drahtes 8 auf diese Weise ermittelt werden kann.

Die Antenne 11 umfaßt mehrere Spulen, die es ermög­ lichen, aufgrund der Mehrzahl der induzierten Mag­ netfelder eine genaue Ortsbestimmung der Hochfre­ quenz vorzunehmen und auf diese Weise eine genaue Lagebestimmung des Fahrdrahtes vorzunehmen.

Die Antenne 11 erstreckt sich dabei vorteilhaft we­ nigstens über die gesamte Breite, in der der Fahr­ draht hin- und hergeführt sein kann, wobei über diese gesamte Breite ein kontinuierliches und analo­ ges Meßsignal erhältlich ist, welches lückenlos die verschiedensten Positionen des Fahrdrahtes zu bestimmen ermöglicht.

Das Antennensignal stellt das Meßsignal dar, welches ggf. zunächst einem Meßwertumformer zugeleitet wird und welches mittels einer kontaktlosen Meßsignal­ übertragungsvorrichtung 12, die funktionssicher und preiswert beispielsweise einen Infrarotsender und Infrarotempfänger umfassen kann, galvanisch von einer Auswertungselektronik 14 getrennt ist, in der die Meßsignale verarbeitet werden.

Insgesamt ist durch die elektrische Isolierung der Plattform 4 und durch die kontaktlose Datenüber­ tragung mit Hilfe der Übertragungsvorrichtung 12 eine vollständige galvanische Abkoppelung der Komponenten, die mit der Hochspannung des Fahr­ drahtes 8 in Verbindung stehen, vom übrigen Wagen 1 möglich, so daß das im Wagen 1 befindliche Kon­ trollpersonal durch die Hochspannung des Fahr­ drahtes nicht gefährdet ist.

Im Wagen 1 kann eine übliche Auswertungselektronik 14 für die Meßsignale Verwendung finden. Diese kann Eigenbewegungen des Wagenkastens berücksichtigen und dementsprechend das Meßsignal kompensieren, so daß Neigungen des Wagenkastens in Kurven oder ein Schlackern des Wagens 1 innerhalb der Schienen 2 nicht zu Falschaussagen über die Lage des Fahrdrahts 8 führen.

Je nach Aufbau der Antenne 11 kann diese ggf. auch schmaler ausgebildet sein, als es der zulässigen Breite des Fahrdrahtverlaufes entspricht, und inner­ halb eines Meßkegels die Lage des Fahrdrahtes 8 be­ stimmen.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die er­ findungsgemäße Vorrichtung ist es im Gegensatz zur Verwendung mehrerer diskreter Sensoren möglich, stufenlos und analog jede Position des Fahrdrahtes exakt zu bestimmen. Zudem ist eine exakte Meßwert­ aufzeichnung möglich, die gegenüber einer optischen Kontrolle des Fahrdrahtes den Vorteil hat, daß Fehl­ stellen registriert und ggf. nach Beendigung der Kontrollfahrt ausgewertet werden können, so daß auch nach Beendigung der Kontrollfahrt noch eine exakte Bestimmung der Fehlstellen am Fahrdraht erfolgen kann und entsprechende Korrekturmaßnahmen ohne aufwendige Suche der Fehlstelle eingeleitet werden können.

Aufgrund der Isolierung des Wagenkastens von der Hochspannung des Fahrdrahtes 8 ist eine Kontrolle des Fahrdrahtes auch bei spannungsführender Leitung möglich, unabhängig davon, welche Versorgungs­ spannung an dem Fahrdraht 8 anliegt.

Claims (12)

1. Verfahren zum Kontrollieren des Fahrdrahtes bei Oberleitungs-Schienensystemen, wobei die Lage des Fahrdrahtes induktiv ermittelt und ein elektrisches Meßsignal einer Auswertungs­ elektronik zugeführt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Hochfrequenz erzeugt und in einen Abschnitt des Fahrdrahtes (8) einge­ speist wird, und daß eine Antenne (11) inner­ halb dieses Abschnittes im Abstand von dem Fahrdraht (8) und etwa quer zum Fahrdraht (8) geführt wird, wobei ein Magnetfeld in die Antenne (11) induziert wird, und daß mit Hilfe der Anordnung mehrerer Spulen in der Antenne (11) die Lage der Hochfrequenz und damit des Fahrdrahtes (8) bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Hochfrequenzgenerator (10) die Energie aus einem Akkumulator (9) zu­ geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Meßsignal kontaktlos durch optische Datenübertragung oder durch Funk übermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Fahrdrahtes ebenfalls ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Durchführung des Verfahrens auf einem fahrbaren Wagen (1) Eigenbewegungen des Wagenkastens, die von seiner Längsbewegung abweichen, zur Korrektur der Lageberechnung des Fahrdrahtes (8) ver­ wendet werden.

6. Kontrollvorrichtung zur Überprüfung von Fahr­ drähten bei Oberleitungs-Schienensystemen, gekennzeichnet durch zwei in Fahrtrichtung im Abstand hintereinander angeordnete Schleif­ kontakte (7) zur Anlage am Fahrdraht (8) und zum Einspeisen einer Hochfrequenz in das da­ zwischenliegende Stück des Fahrdrahtes (8), die an einen Hochfrequenzgenerator (10) an­ geschlossen sind,
sowie durch eine Antenne (11), die sich im wesentlichen quer zum Fahrdraht (8) erstreckt und die im Abstand vom Fahrdraht (8) ange­ ordnet ist, wobei die Antenne (11) Spulen zur Bestimmung eines induzierten Magnetfeldes umfaßt,
sowie durch eine Meßsignalleitung von der An­ tenne (11) zu einer Auswertungselektronik (14), wobei sämtliche mit dem Fahrdraht (8) in Verbindung stehende Komponenten gegenüber den übrigen Komponenten der Kontrollvorrich­ tung elektrisch isoliert sind und die Meß­ signalleitung eine galvanische Trennung auf­ weist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (12) zur optischen Datenübertragung, beispielsweise mittels Infrarotstrahlen, welche in die Meßsignal­ leitung geschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekenn­ zeichnet durch einen Akkumulator (9) zur Energieversorgung des Hochfrequenzgenerators (10).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne (11) unterhalb des Fahrdrahtes (8) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Antenne (11) wenigstens über die gesamte Breite des zulässigen Fahrdrahtverlaufes erstreckt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleif­ kontakte (7) durch einen Pantographen (5) gegenüber dem Untergrund (4) abgestützt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an den Gelenken des Panto­ graphen (5) Aufnehmer zur Winkelbestimmung angeordnet sind, die über eine Meßsignal­ leitung mit der Auswertungselektronik ver­ bunden sind.