WO2021204485A1 - Vorrichtung und verfahren zum schutz eines sichtfensters - Google Patents
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- G03B30/00—Camera modules comprising integrated lens units and imaging units, specially adapted for being embedded in other devices, e.g. mobile phones or vehicles
Definitions
- the invention relates to a device and a method for protecting a viewing window of a vehicle, in particular a track-bound vehicle.
- the viewing window is located at least temporarily on the outside of the vehicle.
- the device comprises an optical device protected from the outside by the viewing window.
- the publication WO 2018/099670 A1 relates to a device for monitoring a spatial area in the vicinity of a rail vehicle.
- a device of the type mentioned at the beginning which comprises a closure device.
- the locking device has at least one mechanical lock.
- the closure device is designed to cover the viewing window as a function of an operating state of the vehicle by means of the mechanical closure.
- the invention is based on the knowledge that panes of external cameras, for example cameras for capturing the surroundings of the vehicle, are frequently exposed to severe pollution.
- External cameras are sometimes used on rail vehicles for various purposes, e.g. B. for monitoring the pantographs, the change of passengers, the coupling process and other processes.
- the camera optics or the protective panes in front of them become soiled over time that the camera can no longer deliver usable images.
- Previous mechanisms for reducing this pollution are active during ferry operation, but inactive when the vehicle is in an energy-saving operating state or when the vehicle is disarmed and parked.
- the problem here is that significant soiling occurs even when the vehicle is parked. For example, this soiling occurs within a parking facility from shunting operations or from nearby loading stations. This makes regular cleaning with comparatively short cleaning intervals necessary. Since automatic washing systems may not be able to capture the areas in which the cameras are installed or the viewing windows cannot be reached through add-on parts, the viewing windows have to be laboriously cleaned by hand. Some of the cameras are difficult to reach. For example, a roof-top workstation must be available for cleaning a camera for pantograph monitoring.
- the solution according to the invention eliminates these problems by providing a locking device with a mechanical lock, in which the viewing window can be covered by means of the mechanical lock depending on an operating state of the vehicle. In this way, the viewing window can be protected from soiling in predetermined operating states. Any soiling is then deposited on the closure and not on the viewing window.
- the mechanical shutter is also often referred to as a shutter by experts.
- An operating state in which the viewing window is covered by means of the mechanical shutter is preferably an operating state in which the optical device is not required.
- the vehicle is designed as a track-bound vehicle, it is preferably a rail vehicle, more preferably a multiple unit.
- the viewing window is located on the outside of the vehicle, for example, permanently or only temporarily.
- the optical device is preferably designed as a light source and / or light detector.
- the optical device also preferably comprises a camera or is designed as a camera.
- the mechanical lock is preferably mounted such that it can be displaced in such a way that it can be pushed in front of the viewing window to cover the viewing window.
- the closure can be moved by means of an actuator into a covering position in which the closure covers the viewing window and / or an opening position in which the closure at least partially exposes the viewing window.
- the actuator comprises, for example, an electric motor, the rotational movement of which is converted into a translational movement by means of a threaded spindle.
- the actuator is designed as an eccentric or linear motor.
- a control unit for controlling the actuator is preferably connected in terms of data technology to a communication network of the vehicle, for example a so-called control network or operator network. Via the communication network, the control unit receives information from which the current operating status of the vehicle can be derived.
- the information representing the operating state is provided, for example, by a central server unit which is connected to the communication network for data purposes.
- the closure comprises a rigid, linearly guided plate element and / or a roll-up roller shutter element.
- the actuator is a linear drive that moves the rigid plate element linearly.
- the actuator is a rotary actuator on which the roller shutter element can be rolled up in order to reach the opening position.
- the closure can be moved by means of an elastic element into a covering position in which the closure covers the viewing window.
- the closure can be moved into an open position in which the closure at least partially exposes the viewing window. This ensures that the lock is only opened when the compressed air supply is active.
- the elastic element is preferably designed as a spring.
- the spring is preferably designed and arranged in such a way that the spring exerts a force on the closure, through which the closure is pushed into the covering position.
- the compressed air is generated by means of a dedicated compressor.
- a dedicated compressor which is provided exclusively for the generation of compressed air for moving the closure into the open position, has the advantage that there is no reaction compared to solutions in which a compressed air line has several mechanisms of the vehicle Compressed air supplied.
- the compressed air is fed from a compressed air line.
- the vehicle includes a compressed air brake, which is also fed from this compressed air line. Since the compressed air supply in the case of compressed air brakes is generally only available when the vehicle is being operated on the ferry, in this development the lock is also only opened when the vehicle is being operated on the ferry. This represents a particularly expedient development of the device according to the invention.
- Another preferred embodiment of the device according to the invention comprises at least one gas nozzle at the viewing window, the at least one gas nozzle being set up to generate a gas flow through the viewing window while the vehicle is in motion.
- the gas flow is preferably formed by purified compressed air from the compressed air line.
- the device further preferably comprises a compressor which is set up exclusively to supply the at least one gas nozzle with compressed air.
- the closure is fed from the same compressed air line as the at least one gas nozzle. This represents a particularly useful variant for supplying the closure device with air.
- the invention also relates to a vehicle, in particular a track-bound vehicle, which comprises a device of the type described above.
- the viewing window is located on a vehicle roof of the vehicle.
- the vehicle includes a pantograph and the optical device is set up to observe the pantograph.
- the vehicle comprises a coupling, the viewing window being located at one end of the vehicle and the optical device being set up for observing the coupling or a close range of the vehicle.
- the vehicle comprises a passenger door, the viewing window being located on one side of the vehicle.
- the optical device is set up to observe the passenger door and / or a gap between the vehicle and a platform and / or a section of the platform.
- the viewing window is located on a bogie of the vehicle.
- the optical device is set up to observe the bogie and / or a rail on which the vehicle is traveling and / or a third rail.
- the invention also relates to a method for protecting a viewing window of a vehicle, in particular a lane-bound vehicle.
- the viewing window is located at least temporarily on the outside of the vehicle.
- An optical device is protected from the outside through the viewing window.
- a mechanical closure of a closure device covers the viewing window as a function of an operating state of the vehicle.
- the closure is moved into a covering position in which the closure covers the viewing window when the vehicle assumes an energy-saving or disarmed operating state.
- the closure is moved into an open position in which the closure at least partially exposes the viewing window when the vehicle assumes a ferry operation as the operating state.
- the closure is moved into the covering position by means of an elastic element.
- the closure is moved into the open position by means of compressed air.
- FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of a first exemplary embodiment of a device according to the invention in a first state
- Figure 2 shows the first embodiment shown in Figure 1 in a second state
- FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of a device according to the invention
- FIG. 4 shows a schematic sectional illustration of a third exemplary embodiment of a device according to the invention
- FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of a fourth exemplary embodiment of a device according to the invention
- FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of an exemplary embodiment of a vehicle according to the invention.
- FIG. 7 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of a vehicle according to the invention.
- FIG. 1 a first exemplary embodiment of a vehicle 1 with a device 10 is shown.
- an optical device 30, which is located behind a viewing window 3, is attached to a vehicle roof 11.
- the optical device 30, which is preferably a camera, is optionally located in a housing 8 which is closed by the viewing window 3.
- the optical device 30 is sunk into the vehicle roof 11.
- the viewing window 3 ends flush or approximately flush with the vehicle roof 11. So that points the viewing window 3, regardless of the direction of travel 7, does not have any significant inflow area for the airflow 6.
- Embodiments are conceivable in which the viewing window is in the airstream and accordingly the airstream flows directly against it.
- a gas nozzle 4a located in front of the viewing window 3 in the direction of travel 7.
- a gas stream 40 is generated, which consists of compressed air generated in the vehicle 1 and flushes over the viewing window 3.
- the airflow 6 is displaced by the gas flow 40, so that the viewing window 3 remains clean or at least becomes contaminated more slowly.
- the gas stream 40 preferably covers the viewing window 3 completely.
- a closure device 20 of the device 10 has a mechanical closure 21.
- the mechanical lock 21 is shown in the first state in which the lock 21 assumes an open position 22. In the opening position 22, the mechanical lock 21 exposes the viewing window 3.
- the closure device 20 also has an elastic element 23 designed as a spring, which exerts a force on the mechanical closure 21. That power is in the The arrangement shown in FIG. 1 is directed parallel to the direction of travel 7.
- the mechanical closure 21 has an end face 25 facing the gas flow 40.
- the gas flow 40 When the gas flow 40 is active, it exerts a force on the end face 25 and thus on the mechanical closure 21. In the arrangement shown in FIG. 1, this force is directed in the opposite direction parallel to the direction of travel 7 and has the effect that the mechanical lock 21 is held in the open position 22 (opposite to the spring force). Part of the gas flow 40 enters a gas nozzle 4b.
- a compressor 9 which provides the gas for the gas flow 40.
- FIG. 2 shows the device 10 shown in FIG. 1 in a second state in which the closure 21 assumes a covering position 26.
- the mechanical lock 21 covers the viewing window 3.
- the shutter 21 covers the viewing window 3 in such a way that the airflow 6 and any dirt contained in the airflow 6 cannot reach the viewing window 3, or only to a small extent .
- the gas nozzles 4a and / or 4b are alternatively preferably connected to a compressed air line 24 for compressed air brakes 2 (as described below with reference to FIG. 6).
- FIG. 3 a second exemplary embodiment of a vehicle 1 with a device 10 is shown. Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols as used in FIGS. 1 and 2 will.
- an actuator 123 with a static element 124 and an element 125 movable relative to the vehicle 1 is provided in order to exert a force on the mechanical lock 21.
- the actuator 123 is designed as a linear motor.
- a control unit 126 for controlling the actuator 123 is preferably connected in terms of data technology to a communication network 127 of the vehicle 1, for example a control network or operator network designed as an Ethernet. Via the communication network 127, the control unit receives information from which the current operating state of the vehicle 1 emerges. The information representing the operating state is provided, for example, by a central server unit 128 which is connected to the communication network 127 for data purposes.
- FIG. 1 A third exemplary embodiment of a vehicle 1 with a device 10 is shown in FIG.
- Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols as are used in FIGS. 1 to 3.
- an actuator 223 with a static element 224 and an element 225 that is movable relative to the vehicle 1 is provided.
- the static element 224 is designed as a spring-loaded compressed air cylinder.
- a first chamber 226 contains a spring 227 that applies a force to a piston 228. In the arrangement shown in FIG. 4, this force is directed parallel to the direction of travel 7.
- a second chamber 229 is connected to a compressed air line 24 for compressed air brakes 2 (as described below with reference to FIG. 4).
- the second chamber 229 is supplied with compressed air and exerts a force on the piston 228 that the counteracts the force exerted by the spring 227. This causes the shutter 21 to move into the open position.
- the second chamber 229 When the vehicle 1 is parked, the second chamber 229 is not supplied with compressed air. The force exerted by the spring 227 causes the closure 21 to move into the covering position 26.
- the mechanical lock 21 consists essentially of a plate element 21a.
- FIG. 5 a fourth exemplary embodiment of a vehicle 1 with a device 10 is shown. Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols as are used in FIGS. 1 to 4.
- the optical device 30 is attached to the vehicle roof 11 and is located behind the viewing window 3 and in a housing 8. The optical device 30 thus rises above the actual vehicle roof 11.
- the locking device 20 shown in FIG. 5 comprises a mechanical lock 21 which essentially consists of a roller shutter element 324.
- An actuator 323 is designed as a rotary actuator onto which the roller shutter element 324 can be rolled up in order to reach an opening position.
- the roller shutter element 324 can be unrolled in order to get into a covering position. In the covering position, the roller shutter element 324 protects the viewing window 3 from soiling.
- the vehicle 1 in FIG. 6 is a track-bound vehicle, in particular a high-speed train with a maximum permissible speed of at least 240 km / h or at least 280 km / h.
- the vehicle can alternatively be an S-Bahn, tram or regional train.
- several of the optical devices are optionally installed.
- the viewing window 3a is located on the vehicle roof 11 and by means of the associated optical device a current collector 51 is detected in the direction of an overhead line 55 by means of the optical device.
- the viewing window 3a is located close to the current collector 51 and is heavily soiled, inter alia, by carbon abrasion from the current collector 51. Especially at low travel speeds, a head wind is not sufficient to clean the viewing window 3 a of carbon debris or to prevent the deposition of carbon debris. This is achieved by the gas nozzle 104a.
- the locking device 20 is used to protect the viewing window 3 a while the vehicle 1 is parked.
- the gas nozzle 104b is located on one side of the vehicle 13, so that the passenger doors 53 pass through the viewing window 3b can be controlled by a camera.
- a gap between the vehicle 1 and a platform 56 and / or a section of the platform 56 can be checked.
- the gas nozzle 104c is provided for a viewing window 3c in the area of a coupling 52 at one end of the vehicle 12 between two vehicle parts. It can be checked through the viewing window 3c whether a coupling process has been carried out correctly. Alternatively or additionally, a close range of the coupling 52 or the end of the vehicle 12 can be monitored. It is possible that the viewing window 3c and thus the gas nozzle 4c are in a non-coupled state under the closure or a cover and are therefore only temporarily exposed on the outside. The gas nozzle 4c can in particular prevent or reduce contamination from the rails 54.
- the gas nozzles 104a, 104b, 104c are preferably connected to a compressed air line 24 for compressed air brakes 2.
- a compressed air line 24 for compressed air brakes 2.
- the compressed air line 24 is in particular a main air line.
- the vehicle 1 is a measuring vehicle which can inspect rails 54, for example.
- the viewing window 3 with the gas nozzle 4 and the lock 21 is therefore located on a bogie 14 with a view of the rails 54 Regular operation can be used.
- a light source 30b can be attached behind the viewing window 3 as an alternative or in addition to the camera 30a.
- the viewing window is permeable to visible light and / or to near-infrared radiation.
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Abstract
Vorrichtung und Verfahren zum Schutz eines Sichtfensters Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz eines Sichtfensters (3) eines Fahrzeugs (1), insbesondere eines spurgebundenen Fahrzeugs. Das Sichtfenster (3) befindet sich zumindest zeitweise außen an dem Fahrzeug (1). Die Vorrichtung (10) umfasst eine durch das Sichtfenster (3) nach außen geschützten Optikvorrichtung (30), und mindestens eine Verschlusseinrichtung (20), welche mindestens einen mechanischen Verschluss (21) aufweist. Die Verschlusseinrichtung (20) ist ausgebildet, das Sichtfenster (3) in Abhängigkeit eines BeVerschlusses (21) zu bedecken.
Description
Vorrichtung und Verfahren zum Schutz eines Sichtfensters
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schutz eines Sichtfensters eines Fahrzeugs, insbesondere ei- nes spurgebundenen Fahrzeugs. Das Sichtfenster befindet sich zumindest zeitweise außen an dem Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst eine durch das Sichtfenster nach außen geschützten Optikvorrichtung .
Die Druckschrift WO 2018/099670 Al betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen eines räumlichen Bereichs in der Umgebung ei- nes Schienenfahrzeugs.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, mittels derer ein Fahrzeug mit redu- ziertem Wartungsaufwand betreibbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, welche eine Verschlusseinrich- tung umfasst. Die Verschlusseinrichtung weist mindestens ei- nen mechanischen Verschluss auf. Die Verschlusseinrichtung ist ausgebildet, das Sichtfenster in Abhängigkeit eines Be- triebszustands des Fahrzeugs mittels des mechanischen Ver- schlusses zu bedecken.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Scheiben von Außenkameras, beispielsweise Kameras zur Erfassung der Umge- bung des Fahrzeugs, häufig starker Verschmutzung ausgesetzt sind. An Schienenfahrzeugen werden zum Teil Außenkameras zu verschiedenen Zwecken, z. B. zur Überwachung der Pantogra- phen, des Fahrgastwechsels, des Kuppelvorgangs und anderer Vorgänge, angebaut. Dabei verschmutzen die Kameraoptiken oder die davorliegenden Schutzscheiben mit der Zeit derart, dass
von der Kamera keine brauchbaren Bilder mehr geliefert werden können.
Bisherige Mechanismen zur Reduktion dieser Verschmutzung sind während eines Fährbetriebs aktiv, jedoch in einem energiespa- renden Betriebszustand des Fahrzeugs oder bei einem abgerüs- teten, abgestellten Fahrzeug inaktiv. Dabei besteht das Prob- lem, dass signifikante Verschmutzungen auch bei einem abge- stellten Fahrzeug entstehen. Beispielsweise entstehen diese Verschmutzungen innerhalb einer Abstellanlage durch Rangier- betrieb oder durch in der Nähe befindliche Verladestationen. Dies macht eine regelmäßige Reinigung mit vergleichsweise kurzen Reinigungsintervallen erforderlich. Da automatische Waschanlagen unter Umständen die Bereiche, in denen die Kame- ras montiert sind, nicht erfassen oder die Sichtfenster durch Anbauteile nicht erreichen können, müssen die Sichtfenster aufwändig von Hand gereinigt werden. Die Kameras sind teil- weise nur schlecht zu erreichen. So muss zum Beispiel für die Reinigung einer Kamera zur Pantographenüberwachung ein Dach- arbeitsstand vorhanden sein.
Die erfindungsgemäße Lösung behebt diese Probleme, indem eine Verschlusseinrichtung mit einem mechanischen Verschluss vor- gesehen ist, bei welcher das Sichtfenster in Abhängigkeit ei- nes Betriebszustands des Fahrzeugs mittels des mechanischen Verschlusses bedeckt werden kann. Auf diese Weise kann das Sichtfenster in vorgegebenen Betriebszuständen vor Verschmut- zung geschützt werden. Etwaige Verschmutzungen lagern sich dann auf dem Verschluss und nicht auf der Sichtscheibe ab.
Der mechanische Verschluss wird fachmännisch häufig auch als Shutter bezeichnet.
Ein Betriebszustand, in dem das Sichtfenster mittels des me- chanischen Verschlusses bedeckt ist, ist vorzugsweise ein Be- triebszustand, in dem die Optikvorrichtung nicht benötigt wird.
Bei einer Ausbildung des Fahrzeugs als spurgebundenes Fahr- zeug ist dieses vorzugsweise ein Schienenfahrzeug, weiter vorzugsweise ein Triebzug.
Das Sichtfenster befindet sich beispielsweise dauerhaft oder auch nur zeitweise außen an dem Fahrzeug.
Die Optikvorrichtung ist vorzugsweise als Lichtquelle und/oder Lichtdetektor ausgebildet. Weiter vorzugsweise um- fasst die Optikvorrichtung eine Kamera oder ist als Kamera ausgebildet .
Der mechanische Verschluss ist vorzugsweise derart verschieb- lich gelagert, dass dieser zum Bedecken der Sichtscheibe vor die Sichtscheibe geschoben werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Verschluss mittels eines Aktors in eine Abdeckposition, in welcher der Verschluss das Sichtfenster bedeckt, und/oder eine Öffnungsposition, in welcher der Ver- schluss das Sichtfenster zumindest teilweise freigibt, beweg- bar.
Der Aktor umfasst beispielsweise einen Elektromotor, dessen rotatorische Bewegung mittels einer Gewindespindel in eine translatorische Bewegung umgewandelt wird. Alternativ ist der Aktor als Exzenter oder Linearmotor ausgebildet.
Eine Steuereinheit zum Steuern des Aktors ist vorzugsweise datentechnisch an ein Kommunikationsnetz des Fahrzeugs, bei- spielsweise ein sogenanntes Steuernetz oder Betreibernetz, angeschlossen. Über das Kommunikationsnetz empfängt die Steu- ereinheit eine Information, aus der der aktuelle Betriebszu- stand des Fahrzeugs hervorgeht. Die den Betriebszustand re- präsentierende Information wird beispielsweise von einer zentralen Servereinheit, die datentechnisch an das Kommunika- tionsnetz angeschlossen ist, bereitgestellt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung umfasst der Verschluss ein starres, linear geführtes Plattenelement und/oder ein aufrollbares Rollladen-Element .
Beispielsweise ist der Aktor ein Linearantrieb, der das star- re Plattenelement linear verschiebt. Alternativ ist der Aktor ein rotatorischer Aktor, auf den das Rollladen-Element aufge- rollt werden kann, um in die Öffnungsposition zu gelangen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung ist der Verschluss mittels eines elastischen Elements in eine Abdeckposition, in welcher der Verschluss das Sichtfenster bedeckt, bewegbar. Mittels Druck- luft ist der Verschluss in eine Öffnungsposition, in welcher der Verschluss das Sichtfenster zumindest teilweise freigibt, bewegbar. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Ver- schluss nur bei aktiver Druckluftversorgung geöffnet wird.
Das elastische Element ist vorzugsweise als Feder ausgebil- det. Die Feder ist vorzugsweise derart ausgebildet und ange- ordnet, dass die Feder eine Kraft auf den Verschluss ausübt,
durch welche der Verschluss in die Abdeckposition geschoben wird.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung wird die Druckluft mit- tels eines dedizierten Kompressors erzeugt. Ein dedizierter Kompressor, der ausschließlich für die Erzeugung von Druck- luft für das Bewegen des Verschlusses in die Öffnungsposition vorgesehen ist, hat den Vorteil, dass eine Rückwirkungsfrei- heit im Vergleich zu Lösungen besteht, bei denen eine Druck- luftleitung mehrere Mechanismen des Fahrzeugs mit Druckluft versorgt.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung wird die Druckluft aus einer Druckluftleitung gespeist. Das Fahrzeug umfasst eine Druckluftbremse, die ebenfalls aus dieser Druckluftleitung gespeist wird. Da die Druckluftversorgung bei Druckluftbrem- sen in der Regel ausschließlich im Fährbetrieb des Fahrzeugs vorhanden ist, wird bei dieser Weiterbildung auch der Ver- schluss ausschließlich im Fährbetrieb des Fahrzeugs geöffnet. Dies stellt eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der er- findungsgemäßen Vorrichtung dar.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst mindestens eine Gasdüse bei dem Sicht- fenster, wobei die mindestens eine Gasdüse dazu eingerichtet ist, während einer Fahrt des Fahrzeugs einen Gasstrom über das Sichtfenster zu erzeugen.
Vorzugsweise wird der Gasstrom von gereinigter Druckluft aus der Druckluftleitung gebildet.
Weiter vorzugsweise umfasst die Vorrichtung einen Kompressor, der ausschließlich zur Versorgung der mindestens einen Gasdü- se mit Druckluft eingerichtet ist.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung wird der Ver- schluss aus derselben Druckluftleitung gespeist wie die min- destens eine Gasdüse. Dies stellt eine besonders zweckmäßige Variante zur Versorgung der Verschlusseinrichtung mit Luft dar.
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, insbesondere ein spurgebundenes Fahrzeug, welches eine Vorrichtung der vorste- hend beschriebenen Art umfasst.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Fahrzeugs befindet sich das Sichtfenster an einem Fahrzeugdach des Fahrzeugs.
Das Fahrzeug umfasst einen Stromabnehmer und die Optikvor- richtung ist zur Beobachtung des Stromabnehmers eingerichtet.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug eine Kupplung, wobei sich das Sichtfenster an einem Fahrzeugende befindet und die Optikvorrichtung zur Beobach- tung der Kupplung oder eines Nahbereichs des Fahrzeugs einge- richtet ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug eine Fahrgasttür, wobei sich das Sichtfenster an ei- ner Fahrzeugseite befindet. Die Optikvorrichtung ist zur Be- obachtung der Fahrgasttüre und/oder eines Spalts zwischen dem Fahrzeug und einem Bahnsteig und/oder eines Abschnitts des Bahnsteigs eingerichtet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Fahrzeugs befindet sich das Sichtfenster an einem Drehgestell des Fahr- zeugs. Die Optikvorrichtung ist zur Beobachtung des Drehge- stells und/oder einer Schiene, auf der das Fahrzeug fährt, und/oder einer dritten Schiene eingerichtet.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schutz eines Sichtfensters eines Fahrzeugs, insbesondere eines spurgebun- denen Fahrzeugs. Das Sichtfenster befindet sich zumindest zeitweise außen an dem Fahrzeug. Eine Optikvorrichtung wird durch das Sichtfenster nach außen geschützt. Ein mechanischer Verschluss einer Verschlusseinrichtung bedeckt das Sichtfens- ter in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Fahrzeugs.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Verschluss in eine Abdeckposition, in welcher der Verschluss das Sichtfenster bedeckt, bewegt, wenn das Fahrzeug einen energiesparenden oder abgerüsteten Betriebszustand einnimmt. Der Verschluss wird in eine Öffnungsposition, in welcher der Verschluss das Sichtfenster zumindest teilweise freigibt, be- wegt, wenn das Fahrzeug einen Fährbetrieb als Betriebszustand einnimmt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird der Verschluss mittels eines elastischen Elements in die Abdeck- position bewegt. Der Verschluss wird mittels Druckluft in die Öffnungsposition bewegt.
Zu Vorteilen, Ausführungsformen und Ausführungsdetails der Merkmale des erfindungsgemäßen Fahrzeugs und Verfahrens kann auf die obige Beschreibung zu den entsprechenden Merkmalen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vor- richtung in einem ersten Zustand,
Figur 2 das in Figur 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel in einem zweiten Zustand,
Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung eines zwei- ten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 4 eine schematische Schnittdarstellung eines drit- ten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 5 eine schematische Schnittdarstellung eines vier- ten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 6 eine schematische Schnittdarstellungen eines Aus- führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahr- zeugs und
Figur 7 eine schematische Schnittdarstellung eines zwei- ten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 1 mit einer Vorrichtung 10 dargestellt. Beispielsweise an ei- nem Fahrzeugdach 11 ist eine Optikvorrichtung 30 angebracht, die sich hinter einem Sichtfenster 3 befindet. Optional be- findet sich die Optikvorrichtung 30, die bevorzugt eine Kame- ra ist, in einem Gehäuse 8, das von dem Sichtfenster 3 ver- schlossen wird. Die Optikvorrichtung 30 ist dabei im Fahr- zeugdach 11 versenkt. Das Sichtfenster 3 schließt bündig oder näherungsweise bündig mit dem Fahrzeugdach 11 ab. Damit weist
das Sichtfenster 3, unabhängig von der Fahrtrichtung 7, keine signifikante Anströmflache für den Fahrtwind 6 auf. Es sind Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen das Sichtfenster im Fahrtwind steht und dementsprechend direkt vom Fahrtwind an- geströmt wird.
Fährt das Fahrzeug 1 entlang der Fahrtrichtung 7, so wird das Sichtfenster 3 nicht direkt von dem Fahrtwind 6 angeströmt. Dennoch werden durch Verwirbelungen Verschmutzungen aus dem Fahrtwind 6 auf das Sichtfenster 3 abgeschieden. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Funktion der Optikvorrichtung 30 führen.
Bei dem hier beschriebenen Fahrzeug 1 wird dies dadurch ver- hindert, dass sich in Fahrtrichtung 7 vor dem Sichtfenster 3 eine Gasdüse 4a befindet. Mit der Gasdüse 4a wird ein Gasstrom 40 erzeugt, der aus im Fahrzeug 1 erzeugter Druck- luft besteht und über das Sichtfenster 3 hinwegspült. Mit an- deren Worten: Der Fahrtwind 6 wird von dem Gasstrom 40 ver- drängt, so dass das Sichtfenster 3 sauber bleibt oder zumin- dest langsamer verunreinigt. Der Gasstrom 40 bedeckt das Sichtfenster 3 bevorzugt vollständig.
Eine Verschlusseinrichtung 20 der Vorrichtung 10 weist einen mechanischen Verschluss 21 auf. In Figur 1 ist der mechani- sche Verschluss 21 in dem ersten Zustand gezeigt, in dem der Verschluss 21 einer Öffnungsposition 22 einnimmt. In der Öff- nungsposition 22 gibt der mechanische Verschluss 21 das Sichtfenster 3 frei.
Die Verschlusseinrichtung 20 weist zudem ein als Feder ausge- bildetes elastisches Element 23 auf, welches eine Kraft auf den mechanischen Verschluss 21 ausübt. Diese Kraft ist in der
in Figur 1 gezeigten Anordnung parallel zur Fahrtrichtung 7 gerichtet.
Der mechanische Verschluss 21 weist eine dem Gasstrom 40 zu- gewandte Stirnfläche 25 auf. Bei aktivem Gasstrom 40 übt die- ser eine Kraft auf die Stirnfläche 25 und damit auf den me- chanischen Verschluss 21 aus. Diese Kraft ist in der in Figur 1 gezeigten Anordnung entgegengesetzt parallel zur Fahrtrich- tung 7 gerichtet und bewirkt, dass der mechanische Verschluss 21 in der Öffnungsposition 22 gehalten wird (entgegengesetzt zur Federkraft). Ein Teil des Gasstroms 40 tritt in eine Gas- düse 4b ein.
Für die Gasdüsen 4a, 4b ist ein Kompressor 9 vorhanden, der das Gas für den Gasstrom 40 bereitstellt.
Figur 2 zeigt die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung 10 in einem zweiten Zustand, in dem der Verschluss 21 einer Abdeckpositi- on 26 einnimmt. In der Abdeckposition 26 bedeckt der mechani- sche Verschluss 21 das Sichtfenster 3. Insbesondere bedeckt der Verschluss 21 das Sichtfenster 3 derart, dass der Fahrt- wind 6 und etwaiger im Fahrtwind 6 enthaltener Schmutz nicht oder nur in geringem Umfang zu dem Sichtfenster 3 gelangen kann.
Die Gasdüsen 4a und/oder 4b sind alternativ bevorzugt an eine Druckluftleitung 24 für Druckluftbremsen 2 angeschlossen (wie unten in Bezug auf Figur 6 beschrieben).
In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fahr- zeugs 1 mit einer Vorrichtung 10 dargestellt. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden dabei mit denselben Bezugs- zeichen versehen, wie sie in den Figuren 1 und 2 verwendet
werden. Als Alternative zu der in den Figuren 1 und 2 gezeig- ten Feder 23 ist ein Aktor 123 mit einem statischen Element 124 und einem relativ zum Fahrzeug 1 beweglichen Element 125 vorgesehen, um eine Kraft auf den mechanischen Verschluss 21 auszuüben. Der Aktor 123 ist als Linearmotor ausgebildet.
Eine Steuereinheit 126 zum Steuern des Aktors 123 ist vor- zugsweise datentechnisch an ein Kommunikationsnetz 127 des Fahrzeugs 1, beispielsweise ein als Ethernet ausgebildetes Steuernetz oder Betreibernetz, angeschlossen. Über das Kommu- nikationsnetz 127 empfängt die Steuereinheit eine Informati- on, aus welcher der aktuelle Betriebszustand des Fahrzeugs 1 hervorgeht. Die den Betriebszustand repräsentierende Informa- tion wird beispielsweise von einer zentralen Servereinheit 128, die datentechnisch an das Kommunikationsnetz 127 ange- schlossen ist, bereitgestellt.
In Figur 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Fahr- zeugs 1 mit einer Vorrichtung 10 dargestellt. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden dabei mit denselben Bezugs- zeichen versehen, wie sie in den Figuren 1 bis 3 verwendet werden. Dabei ist ein Aktor 223 mit einem statischen Element 224 und einem relativ zum Fahrzeug 1 beweglichen Element 225 vorgesehen. Das statische Element 224 ist als federbelasteter Druckluftzylinder ausgebildet. Eine erste Kammer 226 enthält eine Feder 227, die eine Kraft auf einen Kolben 228 ausübt. Diese Kraft ist bei der in Figur 4 gezeigten Anordnung paral- lel zur Fahrtrichtung 7 gerichtet. Eine zweite Kammer 229 ist an eine Druckluftleitung 24 für Druckluftbremsen 2 ange- schlossen (wie unten in Bezug auf Figur 4 beschrieben).
In einem Fährbetrieb wird die zweite Kammer 229 mit Druckluft versorgt und übt eine Kraft auf den Kolben 228 aus, die der
durch die Feder 227 ausgeübten Kraft entgegenwirkt. Dies be- wirkt, dass sich der Verschluss 21 in die Öffnungsposition bewegt.
Bei abgestelltem Fahrzeug 1 wird die zweite Kammer 229 nicht mit Druckluft versorgt. Die durch die Feder 227 ausgeübte Kraft bewirkt, dass sich der Verschluss 21 in die Abdeckposi- tion 26 bewegt.
In den Figuren 1 bis 4 besteht der mechanische Verschluss 21 im Wesentlichen aus einem Plattenelement 21a.
In Figur 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines Fahr- zeugs 1 mit einer Vorrichtung 10 dargestellt. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden dabei mit denselben Bezugs- zeichen versehen, wie sie in den Figuren 1 bis 4 verwendet werden.
Die Optikvorrichtung 30 ist an dem Fahrzeugdach 11 angebracht und befindet sich hinter dem Sichtfenster 3 und in einem Ge- häuse 8. Damit erhebt sich die Optikvorrichtung 30 über das eigentliche Fahrzeugdach 11.
Fährt das Fahrzeug 1 entlang der Fahrtrichtung 7, so würde das Sichtfenster 3 ohne weitere Maßnahmen von einem Fahrtwind 6 angeströmt werden. Hierdurch könnten Verschmutzungen aus dem Fahrtwind 6 auf das Sichtfenster 3 abgeschieden werden, so dass die Funktion der Optikvorrichtung 30 beeinträchtigt würde. Dies wird dadurch während des Fährbetriebs verhindert, dass sich in Fahrtrichtung 7 vor dem Sichtfenster 3 eine Gas- düse 4 befindet. Mittels der Gasdüse 4 wird ein Gasstrom 40 aus im Fahrzeug 1 erzeugter Druckluft generiert, der über das Sichtfenster 3 hinwegspült.
Die in Figur 5 gezeigte Verschlusseinrichtung 20 umfasst ei- nen mechanischen Verschluss 21, der im Wesentlichen aus einem Rollladen-Element 324 besteht. Dabei ist ein Aktor 323 als rotatorischer Aktor ausgebildet, auf den das Rollladen- Element 324 aufgerollt werden kann, um in eine Öffnungsposi- tion zu gelangen. Das Rollladen-Element 324 kann abgerollt werden, um in eine Abdeckposition zu gelangen. In der Abdeck- position schützt das Rollladen-Element 324 das Sichtfenster 3 vor Verschmutzungen.
Das Fahrzeug 1 der Figur 6 ist ein spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere ein Hochgeschwindigkeitszug mit einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von mindestens 240 km/h oder von min- destens 280 km/h. Das Fahrzeug kann alternativ eine S-Bahn, Straßenbahn oder ein Regionalzug sein. Bei dem Fahrzeug 1 der Figur 6 sind optional mehrere der Optikvorrichtungen verbaut.
Das Sichtfenster 3a befindet sich auf dem Fahrzeugdach 11 und mittels der zugehörigen Optikvorrichtung wird ein Stromabneh- mer 51 hin zu einer Oberleitung 55 mittels der Optikvorrich- tung erfasst. Das Sichtfenster 3a befindet sich nahe an dem Stromabnehmer 51 und verschmutzt unter anderem durch Kohleab- rieb vom Stromabnehmer 51 stark. Speziell bei niedrigen Fahrtgeschwindigkeiten reicht ein Fahrtwind nicht aus, um das Sichtfenster 3a vom Kohleabrieb zu reinigen oder die Ablage- rung von Kohleabrieb zu unterbinden. Dies wird durch die Gas- düse 104a erreicht. Für einen Schutz des Sichtfensters 3a, während das Fahrzeug 1 abgestellt ist, dient die Verschluss- einrichtung 20.
Die Gasdüse 104b befindet sich an einer Fahrzeugseite 13, so- dass Fahrgasttüren 53 durch das Sichtfenster 3b hindurch mit
einer Kamera kontrolliert werden können. Alternativ oder zu- sätzlich kann ein Spalt zwischen dem Fahrzeug 1 und einem Bahnsteig 56 und/oder ein Abschnitt des Bahnsteigs 56 kon- trolliert werden.
Die Gasdüse 104c ist für ein Sichtfenster 3c im Bereich einer Kupplung 52 an einem Fahrzeugende 12 zwischen zwei Fahrzeug- teilen vorgesehen. Durch das Sichtfenster 3c hindurch ist prüfbar, ob ein Kupplungsvorgang korrekt durchgeführt wurde. Alternativ oder zusätzlich ist ein Nahbereich der Kupplung 52 oder des Fahrzeugendes 12 überwachbar. Es ist möglich, dass sich das Sichtfenster 3c und damit die Gasdüse 4c in einem nicht-gekuppelten Zustand unter dem Verschluss bzw. einer Ab- deckung befinden und somit nur zeitweise außen frei liegen. Durch die Gasdüse 4c sind insbesondere Verschmutzungen von den Schienen 54 her verhinderbar oder reduzierbar.
Die Gasdüsen 104a, 104b, 104c sind, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, bevorzugt an eine Druckluftleitung 24 für Druckluftbremsen 2 angeschlossen. Damit ist für die Gas- düsen 104a, 104b, 104c im Wesentlichen keine im Fahrzeug 1 nicht bereits im Grunde vorhandene Infrastruktur nötig. Die Druckluftleitung 24 ist insbesondere eine Hauptluftleitung.
In Figur 7 ist gezeigt, dass das Fahrzeug 1 ein Messwagen ist, der zum Beispiel Schienen 54 inspizieren kann. Somit be- findet sich das Sichtfenster 3 mit der Gasdüse 4 und dem Ver- schluss 21 an einem Drehgestell 14 mit Blickrichtung auf die Schienen 54. Eine entsprechende Optikvorrichtung 30 kann auch als Infrastrukturüberwachungssystem in einem normalen Zug, wie einem Personenzug oder Güterzug, in dessen Regelbetrieb verwendet werden.
Weiterhin ist es möglich, mit einer solchen Optikvorrichtung 30 eine dritte Schiene 57, zum Beispiel eine stromführende Schiene, etwa einer U-Bahn, oder eine Zahnradschiene, zu be- obachten.
Wie in allen anderen Ausführungsbeispielen kann hinter dem Sichtfenster 3 alternativ oder zusätzlich zur Kamera 30a eine Lichtquelle 30b angebracht sein. Anwendungsabhängig ist das Sichtfenster durchlässig für sichtbares Licht und/oder für Nahinfrarotstrahlung.
Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detail- liert dargestellt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele und die darin erläuterten konkreten Merkmalskombinationen beschränkt. Wei- tere Variationen der Erfindung können von einem Fachmann er- halten werden, ohne den Schutzumfang der beanspruchten Erfin- dung zu verlassen.
Claims
1. Vorrichtung zum Schutz eines Sichtfensters (3) eines Fahr- zeugs (1), insbesondere eines spurgebundenen Fahrzeugs, wobei sich das Sichtfenster (3) zumindest zeitweise außen an dem Fahrzeug (1) befindet, umfassend:
- eine durch das Sichtfenster (3) nach außen geschützten Op- tikvorrichtung (30) und
- mindestens eine Verschlusseinrichtung (20), welche mindes- tens einen mechanischen Verschluss (21) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (20) ausgebildet ist, das Sicht- fenster (3) in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Fahr- zeugs (1) mittels des mechanischen Verschlusses (21) zu bede- cken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Verschluss (21) mittels eines Aktors (123) in eine Ab- deckposition (26), in welcher der Verschluss (21) das Sicht- fenster (3) bedeckt, und/oder eine Öffnungsposition (22), in welcher der Verschluss (21) das Sichtfenster (3) zumindest teilweise freigibt, bewegbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (21)
- ein starres linear geführtes Plattenelement (21a) und/oder
- ein aufrollbares Rollladen-Element (324) umfasst.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Verschluss (21) mittels eines elastischen Elements (23) in eine Abdeckposition (26), in welcher der Verschluss (21) das Sichtfenster (3) bedeckt, bewegbar ist und
- der Verschluss (21) mittels Druckluft in eine Öffnungsposi- tion (22), in welcher der Verschluss (21) das Sichtfenster (3) zumindest teilweise freigibt, bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Druckluft mittels eines dedizierten Kompressors erzeugt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Druckluft aus einer Druckluftleitung (24) gespeist wird und
- das Fahrzeug (1) eine Druckluftbremse (2) umfasst, die aus der Druckluftleitung (24) gespeist wird.
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch
- mindestens eine Gasdüse (4a, 104a, 104b, 104c) bei dem Sichtfenster (3), wobei die mindestens eine Gasdüse (4a, 104a, 104b, 104c) dazu eingerichtet ist, während einer Fahrt des Fahrzeugs (1) einen Gasstrom (40) über das Sichtfenster (3) zu erzeugen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass
- die mindestens eine Gasdüse (4a, 104a, 104b, 104c) aus der Druckluftleitung (24) gespeist wird.
9. Fahrzeug (1), insbesondere spurgebundenes Fahrzeug, umfas- send eine Vorrichtung (10) nach wenigstens einem der Ansprü- che 1 bis 8.
10. Fahrzeug (1) nach Anspruch 9, bei dem
- sich das Sichtfenster (3a) an einem Fahrzeugdach (11) des Fahrzeugs (1) befindet und
- das Fahrzeug (1) einen Stromabnehmer (51) umfasst und die Optikvorrichtung (30) zur Beobachtung des Stromabnehmers (51) eingerichtet ist.
11. Fahrzeug (1) nach Anspruch 9 oder 10, ferner umfassend eine Kupplung (52), wobei
- sich das Sichtfenster (3c) an einem Fahrzeugende (12) be- findet und
- die Optikvorrichtung (30) zur Beobachtung der Kupplung (52) oder eines Nahbereichs des Fahrzeugs (1) eingerichtet ist.
12. Fahrzeug (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis
11, ferner umfassend eine Fahrgasttüre (53), wobei
- sich das Sichtfenster (3b) an einer Fahrzeugseite (13) be- findet und
- die Optikvorrichtung (30) zur Beobachtung der Fahrgasttüre (53) und/oder eines Spalts zwischen dem Fahrzeug (1) und ei- nem Bahnsteig (56) und/oder eines Abschnitts des Bahnsteigs (56) eingerichtet ist.
13. Fahrzeug (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis
12, bei dem
- sich das Sichtfenster (3) an einem Drehgestell (14) des Fahrzeugs (1) befindet,
- die Optikvorrichtung (30) zur Beobachtung des Drehgestells (14) und/oder einer Schiene (54), auf der das Fahrzeug (1) fährt, und/oder einer dritten Schiene (57) eingerichtet ist.
14. Verfahren zum Schutz eines Sichtfensters (3) eines Fahr- zeugs (1), insbesondere eines spurgebundenen Fahrzeugs, wobei sich das Sichtfenster (3) zumindest zeitweise außen an dem Fahrzeug (1) befindet und wobei eine Optikvorrichtung (30) durch das Sichtfenster (3) nach außen geschützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mechanischer Verschluss (21) einer Verschluss- einrichtung (20) das Sichtfenster (3) in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Fahrzeugs (1) bedeckt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (21) in eine Abdeckposition (26), in welcher der Verschluss (21) das Sichtfenster (3) bedeckt, bewegt wird, wenn das Fahrzeug (1) einen energiesparenden oder abge- rüsteten Betriebszustand einnimmt, und der Verschluss (21) in eine Öffnungsposition (22), in welcher der Verschluss (21) das Sichtfenster (3) zumindest teilweise freigibt, bewegt wird, wenn das Fahrzeug (1) einen Fährbe- trieb als Betriebszustand einnimmt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (21) mittels eines elastischen Elements (23) in die Abdeckposition (26) bewegt wird und
der Verschluss (21) mittels Druckluft in die Öffnungsposition (22) bewegt wird.
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EP4110672A1 (de) | 2023-01-04 |
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