地面接触器和操作方法技术

本发明专利技术涉及用于操作具有地面接触器(20)的轨道车辆的方法、地面接触器以及监测系统，其中，轨道车辆在具有轮轴和轮的轮组上具有地面接触器，其中，地面接触器具有壳体单元(22)、接触装置(26)和感测装置(61)，其中，接触装置具有布置在轮轴的接触表面上的接触件(28)，其中，在接触表面与接触件之间形成电滑动接触，其中，地面接触器包括具有测量装置(63)的测量单元，其中，在接触装置上和/或邻近接触装置布置有测量装置的感测装置(61)的至少一个传感器(65)，其中，借助于感测装置检测接触装置的测量值，其中，借助于测量装置的处理装置(62)处理测量值，并且确定描述轮组和/或轨道的操作状态的特征值。作状态的特征值。作状态的特征值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】地面接触器和操作方法
[0001]本专利技术涉及地面接触器和用于操作轨道车辆的方法，该轨道车辆在具有轮轴和轮的轮组上具有地面接触器，该地面接触器具有壳体单元、接触装置和感测装置，接触装置具有设置在轮轴的接触表面上的接触件，在接触表面与接触件之间形成电滑动接触。
[0002]这种地面接触器和方法在现有技术中是公知的并且通常用在轨道车辆、特别是电驱动轨道车辆的轮轴上。地面接触器用于将电流经由轮组的轮轴传输至轨道。已知的地面接触器可以设置在轮轴的轴向侧部上，并且可以以不可旋转的方式连接至轨道车辆的轮轴支承件，或者与轮轴支承件连接成相对于轴向侧部共同旋转。地面接触器包括壳体，该壳体具有设置在轴向侧部上的凸缘状壳体盖或壳体覆盖件，由石墨制成的接触件电连接至轮轴或壳体内的对应的滑动环或滑动盘，以用于传输电流。此外，已知在壳体覆盖件上设置感测装置或凸缘状传感器壳体。壳体覆盖件具有开口，例如，感测装置的旋转编码器可以通过该开口检测由轴向旋转产生的信号。这些信号经由线缆传输至车辆控制系统，车辆控制系统由此产生轮轴速度、发动机控制脉冲或制动系统。因此，传感器将信号传输至车辆控制系统，车辆控制系统处理该信号以用于控制目的。例如，从EP 2 423 068A1中已知这种地面接触器。
[0003]由于地面接触器的接触件与轮轴或轮轴的旋转部件持续接触，因此这些接触件会因为接触件的材料或石墨被磨耗而磨损。因此，有必要频繁地对地面接触器进行维护，以便确保相应的地面接触器功能。这种维护在维护间隔期间总是在轨道车辆的站点中进行，因此需要部分拆卸壳体单元来检查接触件。这时也会对换尚未完全磨损的接触件进行更换。总的来说，这导致对地面接触器进行维护和更换接触件的投入的增加。
[0004]因此，本专利技术的目的是提出一种用于操作轨道车辆的方法，并且提出一种地面接触器和一种具有允许改进操作的地面接触器的监测系统。
[0005]该目的通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求15的特征的地面接触器以及具有权利要求16的特征的监测系统实现。
[0006]在根据本专利技术的用于操作轨道车辆的方法中，轨道车辆形成为在具有轮轴和轮的轮组上具有至少一个地面接触器，地面接触器具有壳体单元、接触装置和感测装置，接触装置具有设置在轮轴的接触表面上的接触件，在接触表面与接触件之间形成电滑动接触，该地面接触器包括具有测量装置的测量单元，在接触装置上和/或邻近接触装置设置有测量装置的感测装置的至少一个传感器，借助于感测装置确定接触装置的测量值，借助于测量装置的处理单元处理测量值，并且确定描述轮组和/或导引轨道的操作状态的参数。
[0007]地面接触器设置在轮组上，该轮组可以是从动轮组、驱动轮组或具有一个或多个轮轴的独立轮组。轮组的一个或多个轮轴各自具有两个轮，这两个轮坐置在轨道车辆的一个导引轨道上或各自坐置在一个轨道上，并且可以在轨道上滚动。地面接触器设置在轮轴上，并且在壳体单元内具有接触装置，该接触装置具有至少一个接触件。接触装置用于安装和建立与接触件的电连接。轮轴或设置在轮轴上的部件形成了轮轴的接触表面，该接触表面能够相对于接触件旋转。轮轴借助于接触件可以被径向地或轴向地接触。此外，接触装置可以包括多个接触件。特别地，接触件可以由石墨制成。
[0008]根据本专利技术的方法旨在使地面接触器包括具有测量装置的测量单元，所述测量装置具有感测装置，该感测装置具有至少一个传感器。传感器设置在接触装置上和/或邻近接触装置设置，或者布置成尽可能靠近接触装置或接触件。借助于感测装置或传感器记录接触装置或接触件的测量值。该测量值是物理测量变量，该测量变量可操作地直接链接至接触装置，并且该测量变量在地面接触器的操作期间是可变的。然后，借助于处理单元处理由传感器测量的测量值或测量变量，并且确定适于描述地面接触器和/或导引轨道的操作状态的参数。参数可以是参数值、特征变量、关键数字或数据集。参数也可以包含在数据集中。特别地，旨在借助于处理单元对测量值进行数字处理，以便获得适于进一步数字处理的参数。因此，处理单元由能够处理传感器的模拟和/或数字信号的至少一个数字电子电路形成。例如，处理单元也可以是可编程逻辑控制器(PLC)、集成电路(IC)或计算机。
[0009]根据处理单元确定适于描述地面接触器的操作状态的参数，可以确定地面接触器、轮组和/或导引轨道的操作状态或者可以监测地面接触器。由于地面接触器的操作状态很大程度上也取决于轮组和/或导引轨道的状态或操作状态，因此参数也可以描述轮组和导引轨道的操作状态。例如，操作状态可以是磨损的状态，由此可以基于该参数做出关于磨损状态的陈述。总的来说，可以以更具针对性的方式对地面接触器、轮组和导引轨道进行维护，而不必遵守定期维护间隔。因此，总的来说，可以更经济有效地操作地面接触器、轮组或导引轨道，并且因此总体上更经济有效地操作轨道车辆。
[0010]因此可以连续或不连续地记录和处理作为测量值的轮轴的速度、加速度、频率、温度、空气湿度、力、电流、电压、距离、质量和/或位置。可以基于轮轴的速度测量轨道车辆的行驶速度或行驶路线。例如，轮轴上的旋转编码器或者另一合适的传感器可以用于此。可以使用温度传感器在地面接触器上或者直接在壳体单元或接触装置上测量温度，以确定轮可能升温，从而可以确定轮轴的轴承可能过热。可以借助于应变仪、力传感器、压力传感器等确定力。例如，可以因此测量接触件的接触压力。可以使用安培计或伏特计作为传感器来测量电流或电压。例如，然后可以确定经由地面接触器放电的电流。可以使用卫星导航系统、比如GPS容易地确定地面接触器的位置。可以连续地或相继地确定或处理一个测量值或多个测量值。也可以例如在设定的时间点或在某些时机不连续地记录和处理一个测量值或多个测量值。
[0011]特别有利的是，至少一个加速度传感器用作传感器，该至少一个加速度传感器可以设置在接触装置上、优选地设置在接触件上。加速度传感器或振动传感器可以用于测量接触件或整个地面接触器的本征频率和/或谐振频率。例如，可以借助于加速度传感器检测接触件在轮轴上的运动，在这种情况下，可以从该运动中得出关于轮的轮缘上的导引轨道或轮平面的设计的结论。因此，可以容易地确定导引轨道的路线中的不规则性。因此，不再需要为确定这样的缺陷而进行特殊的测量行驶或导引轨道的现场检查。此外，由于轮轴上的磨损或磨耗而引起的接触件变化导致接触件的本征频率和/或谐振频率发生变化。新的接触件与磨损的接触件之间的差异可能由此产生。由于接触件在轨道车辆行驶期间与轮轴有规律地接触，因此处理单元可以从接触件的本征频率和/或谐振频率变化中得出接触件的变化。例如，新的接触件和磨损的接触件的本征频率和/或谐振频率可以存储在处理单元中，在这种情况下，处理单元可以进行比较并确定接触件的磨损状态或使用状态，而无需进一步计算。然后，该磨损可以以参数的形式输出。此外，可以容易地确定接触件的损坏。
[0012]处理单元可以在规则的时间间隔下、当发生变化时或连续地记录和存储传感器的测量值和/或参数。因此，可以设想的是，仅在值改变时记录和存储测量值和/或参数，以便使数据量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操作轨道车辆(12)的方法，所述轨道车辆在具有轮轴(11)和轮(13)的轮组(19)上具有地面接触器(10，20)，所述地面接触器具有壳体单元(22)、接触装置(26)和感测装置(37，61)，所述接触装置具有设置在轮轴的接触表面上的接触件(28)，在所述接触表面与所述接触件之间形成电滑动接触，其特征在于，所述地面接触器包括具有测量装置(49，63)的测量单元(34，48)，在所述接触装置上和/或邻近所述接触装置设置有所述测量装置的感测装置(37，61)的至少一个传感器(38，65)，借助于所述感测装置记录所述接触装置的测量值，借助于所述测量装置的处理单元(39，62)处理所述测量值，并且确定描述所述轮组和/或导引轨道(14)的操作状态的参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，连续或不连续地记录和处理作为测量值的速度、加速度、频率、温度、空气湿度、力、电流、电压、距离、质量和/或位置。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用作为传感器(38，65)的至少一个加速度传感器，所述至少一个加速度传感器设置在所述接触装置(26)上、优选地设置在所述接触件(28)上。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述处理单元(39，62)以规则的时间间隔、在发生变化时或者连续地记录和存储所述传感器(38，65)的测量值和/或所述参数。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述测量装置(49，63)将所述测量值和/或所述参数传输至评估单元(36，54)，所述测量值和/或所述参数存储在所述评估单元的数据库(41，55)中并且/或者借助于所述评估单元的评估装置(42，56)进行处理。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测量装置(49，63)的测量值和/或参数借助于所述测量装置(49，63)的传输单元(50，64)经由数据链路(52、53、57、60)传输至所述评估单元(36，54)，所述评估单元距所述测量单元(34，48)一定距离设置或者结合在所述测量单元中。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据链路(52、53、57、60)经由外部数据网络(51)形成。8.根据权利要求5至7中的任一项所述的方法，其特征在于，到所述评估单元(36，54)和/或所述测量单元(34，48)的数据链路(52、53、57、60)借助于用户单元(58)形成，所述测量值和/或所述参数被传输和输出至所述用户单元。9.根据权利要求5至8中的任一项所述的方法，
其特征在于，所述处理单元(39，62)或所述评估单元(36，54)在考虑时间相关分量和/或取决于与磨损相关的测量变量的分量的情况下对所述测量值和/或所述参数的时间曲线进行评估，并且确定所述接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：申克运输系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：