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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS AND METHOD FOR THE MAINTENANCE OF AN OVERHEAD LINE SYSTEM OF A TRACK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/216496
Kind Code:
A1
Abstract:
An apparatus (10) for the maintenance of an overhead line system (2) of a track comprises a handling device (11) and a movement device (12). The movement device (12) serves for moving the handling device (11) between a transport position and a working position. In the working position, the handling device (11) reaches the overhead line system (2) and can carry out maintenance work by means of a tool (W). At least one sensor (22, 23, 24) serves for controlling and/or monitoring the handling device (11). The apparatus (10) thus allows simple, efficient and secure maintenance of the overhead line system (2).

Inventors:
SCHMID GREGOR (DE)
Application Number:
EP2020/055114
Publication Date:
October 29, 2020
Filing Date:
February 27, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ROBEL BAHNBAUMASCHINEN GMBH (DE)
International Classes:
B25J5/06; B25J9/00; B25J11/00; B60M1/28; B61D15/08; B66F7/06; H02G1/02
Foreign References:
EP0416136A11991-03-13
AT402184B1997-02-25
US20150041739A12015-02-12
JPH06144220A1994-05-24
DE102019205765A2019-04-23
AT402184B1997-02-25
Attorney, Agent or Firm:
RAU, SCHNECK & HÜBNER PATENTANWÄLTE RECHTSANWÄLTE PARTGMBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Instandhaltung einer Oberleitungsanlage eines Gleises mit

- einer Handhabungseinrichtung (11) zum Handhaben eines Werk- zeugs (W), und

- einer Verlagerungseinrichtung (12) zum Verlagern der Handha- bungseinrichtung (11) zwischen einer Transportposition und einer Arbeitsposition,

gekennzeichet

durch mindestens einen Sensor (22, 23, 24) zum Steuern und/oder Überwachen der Handhabungseinrichtung (11).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Verlagerungseinrichtung (12) mindestens eine Verlagerungs- achse (VL, Vs) zum Verlagern der Handhabungseinrichtung (11) in ei- ner vertikalen Richtung (z) ausbildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Verlagerungseinrichtung (12) mindestens eine Linearachse

(VL) zum linearen Verlagern der Handhabungseinrichtung (11) ausbil- det.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Verlagerungseinrichtung (12) mindestens eine Schwenkachse

(Vs) zum Verschwenken der Handhabungseinrichtung (11) ausbildet.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Handhabung seinrichtung (11) mindestens drei, insbesondere mindestens vier, und insbesondere mindestens fünf Bewegungsachsen (B1 bis B6) umfasst.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet

durch mindestens ein elektrisch isolierendes Isolationselement (19) zur Vermeidung eines unerwünschten Stromflusses aufgrund einer Oberleitungsspannung (U).

7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Handhabungseinrichtung (11) und/oder die Verlagerungsein- richtung (12) mindestens einen elektrischen Antrieb (AB, AV) umfasst.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Handhabungseinrichtung (11) und/oder die Verlagerungsein- richtung (12) mindestens einen fluidbetriebenen Antrieb (AB, AV) um- fasst.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Handhabungseinrichtung (11) eine Werkzeugaufnahme (17) umfasst, in der ein Werkzeug (W) aufgenommen ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet

durch ein Werkzeugmagazin (18) zum Bereitstellen von Werkzeugen (W).

11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet

durch einen Energieerzeuger (31) und/oder einen Energiespeicher (32).

12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet

durch eine Steuereinheit (25) zum Steuern und/oder Überwachen der Handhabungseinrichtung (11).

13. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet

durch mindestens ein Schutzelement (15) zum Schutz der Handha- bungseinrichtung (11) in der Transportposition.

14. Mobiles Instandhaltung s System zur Instandhaltung einer Oberleitungs- anlage eines Gleises umfassend

- ein Fahrgestell (6),

- mehrere an dem Fahrgestell (6) drehbar gelagerte Räder (7), und - eine Vorrichtung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

13, die an dem Fahrgestell (6) angeordnet ist.

15. Verfahren zur Instandhaltung einer Oberleitungsanlage eines Gleises mit den Schritten: - Bereitstellen einer Vorrichtung (10) nach mindestens einem der An- sprüche 1 bis 13,

- Transportieren der Vorrichtung (10) zu einem Einsatzort, wobei sich die Handhabungseinrichtung (11) in der Transportposition befindet, - Überführen der Handhabungseinrichtung (11) von der Transportpo- sition in die Arbeitsposition mittels der Verlagerungseinrichtung (12), und

- Durchführen von Instandhaltungsarbeiten mittels der Handhabungs- einrichtung (11) und eines Werkzeugs (W).

Description:
Vorrichtung und Verfahren zur Instandhaltung einer Oberleitungsan- lage eines Gleises

Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa tentanmeldung DE 10 2019 205 765.9 in Anspruch, deren Inhalt durch Be- zugnahme hierin aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Instandhal- tung einer Oberleitungsanlage eines Gleises.

Im Bahnbetrieb kommt es regelmäßig zu Störungen an Oberleitungsanla- gen von Gleisen. Typische Störungsursachen sind beispielsweise defekte Isolatoren oder unerwünschte Störgegenstände, beispielsweise Äste, die sich auf einer Oberleitung befinden. Zur Instandhaltung einer gestörten Oberleitungsanlage wird die Oberleitung spannungsfrei geschaltet, so dass die Störung durch einen Werker manuell beseitigt werden kann. Dies führt einerseits zu einer Beeinträchtigung bzw. Unterbrechung des Bahnbetriebs, da die Oberleitung abschnittsweise komplet spannungsfrei geschaltet wer- den muss. Andererseits kann es beim Spannungsfreischalten zu Fehlem kommen, wodurch Lebensgefahr für den Werker besteht.

Aus der AT 402 184 B ist eine Maschine zur Unterhaltung einer Fahrlei- tung bekannt, die eine Hebebühne und eine darauf angeordnete Verschie- bevorrichtung umfasst. Die Verschiebevorrichtung weist einen ver- schwenkbaren und teleskopierbaren Kranarm auf, an dessen Ende ein Ver- schiebeorgan angeordnet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung einer Oberleitungs- anlage eines Gleises ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß dient die Handhabungseinrichtung zum automatisierten Handhaben eines Werkzeugs. Die Handhabungseinrichtung ist teilautomatisiert oder vollautomatisiert betreibbar. Die Handhabungsein- richtung ist an einer Verlagerungseinrichtung angeordnet. Die Verlage- rungseinrichtung dient zum Verlagern der Handhabungseinrichtung zwi- schen einer Transportposition und einer Arbeitsposition. In der Transport- position ist die Oberleitungsanlage außerhalb einer Reichweite der Hand- habungseinrichtung, wohingegen in der Arbeitsposition die Oberleitungs- anlage innerhalb einer Reichweite der Handhabungseinrichtung ist. Die Verlagerungseinrichtung ist vorzugsweise mittels eines Antriebs betätigbar.

In der Transportposition der Handhabungseinrichtung weist die Vorrich- tung einen kompakten Transportzustand auf, so dass die Vorrichtung ein- fach, effizient und sicher zu einem Einsatzort transportiert werden kann. Hierzu wird die Vorrichtung beispielsweise an einem Fahrzeug, insbeson- dere einem Schienenfahrzeug, einem Straßenfahrzeug oder einem Gelände- fahrzeug, oder an einem Schienenwagen oder einem Anhänger bzw. Auf- lieger angeordnet. Am Einsatzort wird die Handhabungseinrichtung mittels der Verlagerungseinrichtung von der Transportposition in die Arbeitsposi- tion überführt. In der Arbeitsposition ist die instand zu haltende Oberlei- tungsanlage in Reichweite der Handhabung seinrichtung. Mittels der Hand- habungseinrichtung und eines an der Handhabungseinrichtung angeordne- ten Werkzeugs können in der Arbeitsposition erforderliche Instandhal- tungsarbeiten automatisiert durchgeführt werden. Das Werkzeug ist bei- spielsweise als Greifer ausgebildet. Die Instandhaltungsarbeiten können beispielsweise mittels mindestens eines Sensors und einer Steuereinheit vollautomatisiert durchgeführt werden und/oder mittels einer Fernsteue- rung, die von einem Werker in sicherer Entfernung betätigt wird, teilauto- matisiert durchgeführt werden. Nach Abschluss der Instandhaltungsarbei- ten wird die Handhabungseinrichtung mittels der Verlagerungseinrichtung wieder in die Transportposition überführt und in einem kompakten Trans- portzustand von dem Einsatzort abtransportiert. Die Vorrichtung ermög- licht somit eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung von Ober- leitungsanlagen.

Der mindestens eine Sensor ist insbesondere an der Handhabungseinrich- tung und/oder an der Verlagerungseinrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor als optischer Sensor ausgebildet. Der min- destens eine Sensor ist beispielsweise ein Radarsensor und/oder ein La- serscanner und/oder eine Kamera. Der mindestens eine Sensor dient insbe- sondere zum Erfassen des zu bearbeitenden Gegenstands und/oder zum Erfassen des zu entfernenden Gegenstands. Der mindestens eine Sensor dient insbesondere zum Erfassen eines Aufnahmeraums für die Verlage- rungseinrichtung und/oder für die Handhabungseinrichtung und/oder eines Arbeitsraums der Verlagerungseinrichtung und/oder der Handhabungsein- richtung. Das Erfassen des Aufnahmeraums und/oder des Arbeitsraums ermöglicht ein Erkennen von Personen, die sich in dem Aufnahmeraum und/oder dem Arbeitsraum befinden. Bei einem Erfassen von Personen in dem Aufnahmeraum und/oder dem Arbeitsraum wird die Verlagerungsein- richtung und/oder die Handhabungseinrichtung beispielsweise automatisch gestoppt. Ferner dient der mindestens eine Sensor insbesondere zum Steu- ern bzw. Positionieren der Handhabungseinrichtung. Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor zum Messen einer Oberleitungsspannung ausgebil- det. Hierdurch kann die Vorrichtung überprüfen, ob ein Spannungsfrei- schalten der Oberleitung erfolgt ist oder nicht. Der mindestens eine Sensor ist insbesondere elektromagnetisch bzw. elektrisch entkoppelt, beispiels- weise mittels eines Optokopplers. Der mindestens eine Sensor dient zum automatisierten, beispielsweise vollautomatisierten oder teilautomatisierten Durchführen von Instandhaltungsarbeiten. Zur vollautomatisierten Durch- führung von Instandhaltungsarbeiten wird mittels des mindestens einen Sensors der zu bearbeitende bzw. zu entfernende Gegenstand erkannt und die Handhabungseinrichtung mittels des mindestens einen Sensors und ei- ner Steuereinheit vollautomatisch gesteuert, bzw. geregelt, positioniert und überwacht. Beim teilautomatisierten Durchführen von Instandhaltungsar- beiten wird mittels des mindestens einen Sensors und einer Steuereinheit eine Fernsteuerung ausgebildet. Mittels der Fernsteuerung bedient ein Werker die Vorrichtung, insbesondere die Verlagerungseinrichtung und/oder die Handhabungseinrichtung und/oder das Werkzeug, mittels des mindestens einen Sensors und eines Bildschirms. Der Werker befindet sich hierbei in gesicherter Entfernung von der Oberleitungsanlage, beispiels- weise in einer Kabine. Die Kabine ist insbesondere elektromagnetisch ge- schirmt ausgebildet.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung, insbesondere die Handhabungseinrich- tung und/oder die Verlagerungseinrichtung, elektrisch isolierend ausgebil- det. Hierdurch ist ein Spannungsfreischalten der Oberleitung zur Durchfüh- rung von Instandhaltungsarbeiten nicht erforderlich. Der Bahnbetrieb wird dementsprechend nicht beeinträchtigt. Da sich ein Werker zu keinem Zeit- punkt in der Nähe der Oberleitung befindet, und insbesondere zu keinem Zeitpunkt Kontakt zu der Oberleitung oder eines möglicherweise unter Spannung stehenden Gegenstands hat, besteht keinerlei Gefahr. Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise einen Behälter. Der Behälter ist insbesondere als Container ausgebildet, beispielsweise als Standard- Container bzw. ISO-Container. In der Transportposition ist die Handha- bungseinrichtung und insbesondere auch die Verlagerung seimichtung in- nerhalb des Behälters angeordnet, so dass die Vorrichtung als Behälter in Erscheinung tritt und die Abmessungen des Behälters hat. Die Vorrichtung kann somit einfach und sicher zu dem Einsatzort transportiert werden. Während des Transports ist die Handhabungseinrichtung innerhalb des Be- hälters vor Umwelteinflüssen geschützt. Am Einsatzort wird die Handha- bungseinrichtung mittels der Verlagerungseinrichtung von der Transport- position in die Arbeitsposition außerhalb des Behälters überführt. In der Arbeitsposition können dann in der oben beschriebenen Weise die Instand- haltungsarbeiten durchgeführt werden. Die Verlagerungseinrichtung ist vorzugsweise an dem Behälter, insbesondere in einem Innenraum des Be- hälters, befestigt. In der Transportposition ist die Verlagerungseinrichtung vorzugsweise innerhalb des Behälters angeordnet, wohingegen die Verla- gerungseinrichtung in der Arbeitsposition teilweise innerhalb und teilweise außerhalb des Behälters angeordnet ist. Der Behälter weist mindestens eine Behälteröffnung zum Verlagern der Handhabungseinrichtung zwischen der Transportposition und der Arbeitsposition auf. Die mindestens eine Behäl- teröffnung kann beispielsweise mittels eines zugehörigen Schutzelements je nach Bedarf geöffnet oder geschlossen werden und/oder dauerhaft offen sein. Vorzugsweise weist der Behälter zwei einander gegenüberliegende lange Seiten, zwei einander gegenüberliegende kurze Seiten, eine Untersei- te und eine gegenüberliegende Oberseite auf. Vorzugsweise ist die mindes- tens eine Behälteröffnung an einer kurzen Seite und/oder an einer langen Seite und/oder an der Oberseite des Behälters ausgebildet. Der Behälter ist vorzugsweise mittels Befestigungselementen an einem Fahrgestell reversi- bel befestigbar. Eine Vorrichtung nach Anspruch 2 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Die mindestens eine Verlagerungsachse ist insbesondere als mindestens eine Linearachse und/oder als mindestens eine Schwenkachse ausgebildet. Die mindestens eine Verlagerungsachse dient zum Verlagern der Handhabungseinrichtung in einer vertikalen Richtung. Die vertikale Richtung verläuft insbesondere parallel zu der Schwerkraftrichtung. Die vertikale Richtung ist insbesonde- re im Wesentlichen senkrecht zu einem Fahrgestell ausgerichtet, an dem die Vorrichtung befestigt ist. Mittels der mindestens einen Verlagerungs- achse ist ein Verlagern der Handhabungseinrichtung zwischen der Trans- portposition und einer relativ zu der Transportposition höherliegenden Ar- beitsposition möglich. Eine Vorrichtung nach Anspruch 3 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Durch die mindestens eine Linearachse kann die Handhabungseinrichtung in einfacher Weise zwischen der Transportposition und der Arbeitsposition verlagert werden. Die mindestens eine Linearachse verläuft vorzugsweise in einer vertikalen Richtung und/oder in einer horizontalen Richtung. Vorzugsweise verläuft die Linearachse im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung. Die Verlagerungseinrichtung weist insbesondere ein Montageelement auf, an dem die Handhabungseinrichtung befestigt ist. Die Verlagerung seinrich- tung ist beispielsweise als Hebebühne ausgebildet. Die Hebebühne umfasst insbesondere eine Plattform und eine Scherenkinematik, die die Linearach- se ausbildet. Die Plattform dient zur Montage der Handhabungseinrich- tung. Die Verlagerungseinrichtung ist beispielsweise als Schlitteneinheit ausgebildet. Die Schlitteneinheit umfasst eines Schlittens und eine Linear- führung. Die Linearführung bildet die Linearachse aus. Der Schlitten dient als Montageelement zur Montage der Handhabungseinrichtung. Der Schlit- ten ist auf der Linearführung geführt. Die Verlagerungseinrichtung ist ins- besondere mittels eines Antriebs betätigbar.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 4 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Die mindestens eine Schwenkachse verläuft vorzugsweise parallel zu einer horizontalen Rich- tung. Die Verlagerung seimichtung weist zur Ausbildung der mindestens einen Schwenkachse insbesondere eine Schwenkbrücke auf, an der die Handhabungseinrichtung befestigt ist. Die Schwenkbrücke dient als Mon- tageelement zur Montage der Handhabungseinrichtung. Die Verlagerungs- einrichtung ist insbesondere mittels eines Antriebs betätigbar.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 5 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Die Bewegungsachsen sind insbesondere als Schwenkachsen ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Handhabungseinrichtung mindestens eine vertikale Schwenkachse, mindestens eine horizontale Schwenkachse und/oder mindestens eine frei orientierbare Schwenkachse. Mindestens eine der Schwenkachsen ist vor- zugsweise um mindestens 360° versch wenkbar, also als Drehachse ausge- bildet. Die Handhabungseinrichtung ist insbesondere als Mehrachs- Roboter, beispielsweise als Industrieroboter ausgebildet. Der Mehrachs- Roboter ist an der Verlagerungseinrichtung befestigt. Der Mehrachs- Roboter ist in der Arbeitsposition insbesondere in einer vertikalen Richtung ausgerichtet, so dass der Mehrachs-Roboter in einfacher Weise die Oberlei- tungsanlage erreicht. Vorzugsweise weist die Handhabungseinrichtung mindestens drei und/oder höchstens sechs Bewegungsachsen auf. Eine Vorrichtung nach Anspruch 6 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Durch das mindestens eine elektrisch isolierende Isolationselement können Instandhaltungsarbei- ten bei Anliegen der Oberleitungsspannung durchgeführt werden. Ein Spannungsfreischalten der Oberleitung ist somit nicht erforderlich. Das mindestens eine Isolationselement ist insbesondere Teil eines Werkzeugs und/oder Teil der Handhabungseinrichtung und/oder Teil der Verlage- rungseinrichtung. Vorzugsweise ist das mindestens eine Isolationselement derart ausgebildet, dass eine elektrische Isolation zwischen einem Werk- zeug und der Handhabungseinrichtung und/oder zwischen der Handha- bungseinrichtung und der Verlagerungseinrichtung und/oder zwischen der Verlagerungseinrichtung und einem Fahrgestell erfolgt.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Dadurch, dass einzelne Bewegungsachsen oder alle Bewegungsachsen der Handhabung seinrich- tung und/oder einzelne Verlagerungsachsen oder alle Verlagerungsachsen der Verlagerungseinrichtung mittels eines jeweiligen elektrischen Antriebs betätigbar sind, ist die Vorrichtung in einfacher Weise steuerbar. Der min- destens eine elektrische Antrieb und/oder mindestens ein Sensor und/oder eine Steuereinheit können elektromagnetisch abgeschirmt und/oder elekt- romagnetisch entkoppelt ausgebildet sein. Hierdurch können mögliche Stö- rungen und/oder mögliche Schäden aufgrund von elektromagnetischer Strahlung und/oder einem unerwünschten Stromfluss vermieden werden. Wird beispielsweise eine elektrisch betätigbare Handhabungseinrichtung eingesetzt, so ist die Ausbildung der Elektrik und/oder Elektronik so, dass die Oberleitung im eingeschalteten Zustand berührt werden kann, ohne dass die Vorrichtung aufgrund der Oberleitungsspannung Schaden nimmt oder gestört wird. Die Steuereinheit und/oder erforderliche Sensoren sind beispielsweise mittels Optokopplern von der Handhabungseinrichtung und/oder von der Verlagerungseinrichtung getrennt ausgebildet. Elektri- sche Antriebe bzw. Aktuatoren sind beispielsweise mittels eines Fara- day’ sehen Käfigs und/oder eines Faraday’ sehen Aufbau der Handhabungs- einrichtung und/oder der Verlagerungseinrichtung geschützt. Die Handha- bungseinrichtung und/oder die Verlagerungseinrichtung kann unmittelbar mittels mindestens eines elektrischen Antriebs betätigbar sein und/oder mittelbar über mindestens eine elektrisch isolierend ausgebildete Übertra- gungsmechanik mittels mindestens eines elektrischen Antriebs betätigbar sein. Die elektrisch isolierende Übertragungsmechanik ist beispielsweise eine Seilzugmechanik.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Dadurch, dass die Handhabungseinrichtung und/oder die Verlagerungseinrichtung fluidbe- treibbar, insbesondere ausschließlich fluidbetreibbar, ausgebildet ist, wird die Vorrichtung durch elektromagnetische Strahlung und/oder einen uner- wünschten Stromfluss aufgrund der Oberleitungsspannung nicht gestört und/oder beschädigt. Die Handhabungseinrichtung und/oder die Verlage- rungseinrichtung sind beispielsweise pneumatisch und/oder hydraulisch betreibbar bzw. betätigbar. Der mindestens eine fluidbetriebene Antrieb ist beispielsweise als einfach wirkende und/oder doppelt wirkende Kolben- Zylinder-Einheit und/oder als Fluidmotor, insbesondere als Hydraulikmo- tor und/oder Pneumatikmotor, ausgebildet. Zur Bereitstellung eines Druck- fluids umfasst die Vorrichtung eine Druckfluidbereitstellungseinheit. Die Druckfluidbereitstellungseinheit umfasst einen Druckfluiderzeuger und/oder einen Druckfluidspeicher. Der Druckfluiderzeuger ist insbesonde- re als Pumpe ausgebildet. Der Druckfluiderzeuger ist vorzugsweise elektrisch betreibbar. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine pneuma- tische Drackfluidbereitstellungseinheit und/oder eine hydraulische Druck- fluidbereitstellungseinheit. Druckfluidleitungen und/oder Druckfluidan- schlüsse sind vorzugsweise elektrisch isolierend ausgebildet. Die Handha- bungseinrichtung und/oder die Verlagerungseinrichtung sind somit strom- los betreibbar. Die Druckfluidbereitstellungseinheit, insbesondere ein Druckfluiderzeuger und/oder Druckfluidventile, können elektrisch betätig- bar sein.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 9 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Das Werkzeug ist vor- zugsweise als Greifer oder als kombiniertes Trenn-Greif-Werkzeug ausge- bildet. Der Greifer ist beispielsweise elektrisch, pneumatisch und/oder hyd- raulisch betätigbar. Die Werkzeugaufnahme und/oder das Werkzeug sind vorzugsweise elektrisch isolierend ausgebildet. Der Greifer kann eine elektrisch isolierend ausgebildete Übertragungsmechanik umfassen. Mittels des Trenn-Greif-Werkzeuges können zu entfernende Störgegenstände durchtrennt und gegriffen werden.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 10 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Durch das Werkzeug- magazin stehen der Handhabungseinrichtung geeignete Werkzeuge zum Durchführen verschiedener Instandhaltungsarbeiten zur Verfügung. Die Vorrichtung ermöglicht hierdurch einen automatischen Werkzeugwechsel. Der automatische Werkzeugwechsel kann derart erfolgen, dass die Hand- habungseinrichtung ein nicht mehr benötigtes Werkzeug selbsttätig in dem Werkzeugmagazin ablegt und/oder ein benötigtes Werkzeug selbsttätig aus dem Werkzeugmagazin aufnimmt. Bei Bedarf kann zusätzlich zu dem Werkzeugmagazin ein Werkzeugwechsler vorgesehen sein. In diesem Fall überführt der Werkzeugwechsler ein nicht mehr benötigtes Werkzeug von der Handhabungseinrichtung zu dem Werkzeugmagazin und legt dieses in dem Werkzeugmagazin ab. Entsprechend entnimmt der Werkzeugwechsler ein benötigtes Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin und überführt dieses zu der Handhabungseinrichtung. Die in dem Werkzeugmagazin aufge- nommenen Werkzeuge sind vorzugsweise elektrisch isolierend ausgebildet.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 11 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Dadurch, dass die Vor- richtung einen Energieerzeuger und/oder einen Energiespeicher umfasst, ist die Vorrichtung weitestgehend autark betreibbar. Die Vorrichtung ist somit unabhängig von einer externen Energieversorgung betreibbar. Der Ener- gieerzeuger und/oder der Energiespeicher dient insbesondere zum Bereit- stellen elektrischer Energie. Vorzugsweise umfasst der Energieerzeuger ein Stromaggregat mit einem mittels eines Brennstoffs betreibbaren Antrieb und einen damit angetriebenen Stromgenerator. Der mit Brennstoff be- treibbare Antrieb kann beispielsweise ein Diesel-Antrieb eines Schienen- fahrzeugs sein. Der Energiespeicher ist insbesondere als Akkumulator aus- gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung einen Anschluss zum Anschließen an eine externe elektrische Energieversorgung aufweisen.

Eine Vorrichtung nach Anspruch 12 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Die Steuereinheit ist vorzugsweise elektromagnetisch bzw. elektrisch entkoppelt, beispielsweise mittels mindestens eines Optokopplers. Die Steuereinheit dient zum auto- matisierten, beispielsweise vollautomatisierten oder teilautomatisierten Durchführen von Instandhaltungsarbeiten. Die Steuereinheit ist insbeson- dere in Signal Verbindung mit mindestens einem Sensor zum Steuern und/oder Überwachen der Handhabungseinrichtung. Eine Vorrichtung nach Anspruch 13 gewährleistet eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung der Oberleitungsanlage. Das mindestens eine Schutzelement dient zum Schutz der Handhabungseinrichtung und der Ver- lagerungseinrichtung vor Umwelteinflüssen während des Transports. Das Schutzelement ist relativ zu der Handhabungseinrichtung und/oder zu der Verlagerungseinrichtung verlagerbar. Das mindestens eine Schutzelement ist insbesondere mittels eines Antriebs betätigbar. Vorzugsweise ist das mindestens eine Schutzelement als verlagerbares Dach ausgebildet, das in einem Transportzustand geschlossen und in einem Arbeitszustand geöffnet ist. Das mindestens eine Schutzelement ist beispielsweise als Rollladen und/oder als Sektionalabdeckung ausgebildet.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein mobiles Instandhal- tungssystem zu schaffen, das eine einfache, effiziente und sichere Instand- haltung einer Oberleitungsanlage eines Gleises ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein mobiles Instandhaltung s System mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Dadurch, dass die Vorrichtung an einem Fahrgestell angeordnet ist, ist die Vorrichtung einfach, effizient und sicher zu einem Einsatzort transportierbar und von diesem wieder abtrans- portierbar. Die Vorrichtung kann fest oder reversibel an dem Fahrgestell befestigt sein. Das mobile Instandhaltungssystem ist beispielsweise als Schienenfahrzeug, als Straßenfahrzeug, als Geländefahrzeug, als Schie- nenwagen oder als Anhänger ausgebildet. Vorzugsweise weist das mobile Instandhaltungssystem einen eigenen Fahrantrieb auf. Alternativ kann das mobile Instandhaltung s System keinen eigenen Fahrantrieb aufweisen, son- dern als Schienenwagen oder Anhänger ausgebildet sein und mittels eines Fahrzeugs zum Einsatzort transportiert und wieder abtransportiert werden. Ist das mobile Instandhaltung s System als Schienenfahrzeug oder Schie- nenwagen ausgebildet, so weist die Vorrichtung einen kompakten Trans- portzustand derart auf, dass das Lichtraumprofil nicht verletzt wird und die Vorrichtung einfach, effizient und sicher zu dem Einsatzort transportierbar ist.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaf- fen, das eine einfache, effiziente und sichere Instandhaltung einer Oberlei- tungsanlage eines Gleises ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An- spruchs 15 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ent- sprechen den bereits beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Vor- richtung. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auch durch das Bereitstellen eines mobilen Instandhaltungssystems gemäß Anspruch 14 weitergebildet werden. Die Instandhaltungsarbeiten an der Oberlei- tungsanlage können bei anliegender Oberleitungsspannung oder bei abge- schalteter Oberleitungsspannung erfolgen. Ein Spannungsfreischalten der Oberleitungsanlage bzw. der Oberleitung erfolgt vorzugsweise zum Durch- führen der Instandhaltungsarbeiten nicht. Die Instandhaltungsarbeiten wer- den somit vorzugsweise bei Anliegen der Oberleitungsspannung durchge- führt. Nach dem Durchführen der Instandhaltungsarbeiten wird die Hand- habungseinrichtung von der Arbeitsposition wieder in die Transportpositi- on überführt und von dem Einsatzort abtransportiert. Vorzugsweise umfas- se die Instandhaltungsarbeiten ein Entstören der Oberleitung, insbesondere ein Entfernen von störenden Gegenständen bzw. von Störgegenständen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines mobilen Instandhaltungssystems zur

Instandhaltung einer Oberleitungsanlage eines Gleises gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem Transportzustand,

Fig. 2 eine Seitenansicht des mobilen Instandhaltungssystems ge- mäß Fig. 1 in einem Arbeitszustand,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines mobilen Instandhaltungssystems zur

Instandhaltung einer Oberleitungsanlage eines Gleises gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem Arbeitszustand, und

Fig. 4 eine Seitenansicht eines mobilen Instandhaltungssystems zur

Instandhaltung einer Oberleitungsanlage eines Gleises gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einem Arbeitszustand,

Nachfolgend ist anhand der Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Ein mobiles Instandhaltung s System 1 ist als Schie- nenfahrzeug ausgebildet. Das Instandhaltung s System 1 dient zur Instand- haltung einer Oberleitungsanlage 2 eines Gleises. Die Oberleitungsanlage 2 umfasst Oberleitungsmasten 3, an denen mittels Isolatoren 4 eine Oberlei- tung 5 befestigt ist. In einem Betriebszustand liegt an der Oberleitung 5 eine Oberleitungsspannung U an.

Das als Schienenfahrzeug ausgebildete Instandhaltung s System 1 umfasst ein Fahrgestell 6, an dem mehrere Achsen mit daran befestigten Rädern 7 drehbar gelagert sind. Die Räder 7 sind auf Schienen 8 des Gleises geführt. Das Instandhaltung s System 1 weist einen elektrischen Fahrantrieb 9 auf, der wahlweise von der Oberleitung 5 oder einer Energieversorgungseinheit mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Energieversorgungseinheit ist nachfolgend noch näher beschrieben.

Das Instandhaltungssystem 1 weist eine Vorrichtung 10 zur Instandhaltung der Oberleitungsanlage 2 auf. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Handha- bungseinrichtung 11 und eine Verlagerungseinrichtung 12 zum Verlagern der Handhabungseinrichtung 11 zwischen einer Transportposition und ei- ner Arbeitsposition. Fig. 1 veranschaulicht das Instandhaltung s System 1 in einem Transportzustand, in dem sich die Handhabungseinrichtung 11 und die Verlagerungseinrichtung 12 in der Transportposition befinden. In dem Transportzustand sind die Handhabungseinrichtung 11 und die Verlage- rungseinrichtung 12 vollständig in einem Aufnahmeraum 13 des Instand- haltungssystems 1 bzw. des Schienenfahrzeugs aufgenommen. Der Auf- nahmeraum 13 ist von dem Fahrgestell 6, Seitenwänden 14 und einem Schutzelement 15 begrenzt.

Das Schutzelement 15 ist an einer dem Fahrgestell 6 gegenüberliegenden Oberseite des Aufnahmeraums 13 angeordnet. An der Oberseite des Auf- nahmeraums 13 ist eine Instandhaltungsöffnung 16 ausgebildet, die im Transportzustand von dem Schutzelement 15 verschlossen ist und in dem Arbeitszustand von dem Schutzelement 15 freigegeben ist und freiliegt. Hierzu ist das Schutzelement 15 manuell oder mittels eines nicht näher dargestellten Antriebs verlagerbar. Das Schutzelement 15 ist beispielsweise als Sektionalabdeckung bzw. Dach ausgebildet, das entlang einer Seiten- wand 14 verlagerbar ist.

Die Handhabungseinrichtung 11 ist als Mehrachs-Roboter ausgebildet. Die Handhabungseinrichtung 11 ist beispielsweise ein Industrieroboter. Die Handhabungseinrichtimg 11 weist sechs Bewegungsachsen auf, die im Einzelnen Bi bis B 6 bezeichnet sind. Die Bewegungsachsen Bi bis B sind als Schwenkachsen ausgebildet. Die Bewegungsachse B 6 ist als Drehachse ausgebildet. Zur Aufnahme eines Werkzeugs W weist die Handhabungs- einrichtung 11 eine Werkzeugaufnahme 17 auf. Der Aufbau der Handha- bungseinrichtung 11 bzw. des Mehrachs-Roboters ist bekannt und üblich.

Die Handhabungseinrichtung 11 dient zum Handhaben eines aufgenomme- nen Werkzeugs W. Zum Betätigen der Bewegungsachsen Bi bis B 6 weist die Handhabungseinrichtung 11 zugehörige elektrische Antriebe ABI bis AB Ö auf. Die elektrischen Antriebe ABI bis AB Ö werden allgemein mit AB bezeichnet.

Zur Bereitstellung von für die Instandhaltung erforderlichen Werkzeugen W umfasst die Vorrichtung 10 ein Werkzeugmagazin 18. Das Werkzeug- magazin 18 ist in dem Aufnahmeraum 13 angeordnet. Bei Bedarf kann ein zusätzlicher Werkzeugwechsler vorgesehen sein.

Die Handhabungseinrichtung 11 ist über ein elektrisch isolierendes Isolati- onselement 19 mit der Verlagerungseinrichtung 12 verbunden. Mittels des Isolationselements 19 ist die Handhabungseinrichtung 11 gegenüber der Verlagerung seimichtung 12 und dem Fahrgestell 6 elektrisch isoliert. Ein unerwünschter Stromfluss aufgrund der Oberleitungsspannung U wird mit- tels des Isolationselements 19 vermieden.

Die Verlagerungseinrichtung 12 ist an dem Fahrgestell 6 befestigt. Das Fahrgestell 6 erstreckt sich in einer x-Richtung und einer senkrecht zu der x-Richtung verlaufenden y-Richtung. Die Verlagerungseinrichtung 11 bil- det eine Verlagerungsachse VL aus. Die Verlagerungsachse VL dient zum Verlagem der Handhabungseinrichtung 11 in einer vertikalen z-Richtung. Die z-Richtung verläuft senkrecht zu der x- und der y-Richtung. Die x-, y- und z-Richtung bilden ein kartesisches Koordinatensystem.

Die Verlagerungseinrichtung 12 ist als Hebebühne ausgebildet. Die Verla- gerungseinrichtung 12 umfasst eine Plattform 20 und eine Scherenkinema- tik 21. Die Handhabungseinrichtung 11 ist über das Isolationselement 19 mit der Plattform 20 verbunden. Die Scherenkinematik 21 ist mit der Platt- form 20 und dem Fahrgestell 6 verbunden. Die Scherenkinematik 21 ist mittels eines elektrischen Antriebs Av betätigbar. Die Verlagerungsachse VL ist als Linearachse ausgebildet, so dass die Handhabung seinrichtung 11 linear in der vertikalen z-Richtung verlagerbar ist. Die z-Richtung verläuft im Wesentlichen parallel zu der Schwerkraftrichtung. Die Handhabungs- einrichtung 11 ist somit zu der Oberleitung 5 hin bzw. von dieser weg ver- lagerbar.

Zum Durchführen von Instandhaltungsarbeiten weist die Vorrichtung 10 Sensoren 22, 23, 24 und eine Steuereinheit 25 auf. Ein erster Sensor 22 ist als Kamera ausgebildet. Der erste Sensor 22 ist im Bereich der Werkzeug- aufnahme 17 an der Handhabungseinrichtung 11 angeordnet. Ein zweiter Sensor 23 ist als Kamera ausgebildet und im Aufnahmeraum 13 an einer der Seitenwände 14 angeordnet. Ein dritter Sensor 24 ist als Spannungs- mess-Sensor ausgebildet und an der Handhabungseinrichtung 11 angeord- net. Der dritte Sensor 24 dient zum Messen der Oberleitungsspannung U.

Die Sensoren 22, 23, 24 sind in Signal Verbindung mit der Steuereinheit 25. Die Steuereinheit 25 dient zur Ausbildung einer Fernsteuerung. Hierzu weist die Steuereinheit 25 mindestens einen Bildschirm 26 und Bedienele- mente 27 sowie einen Rechner 28 auf. Die Steuereinheit 25 ist in einer Ka- bine 29 angeordnet.

Zur elektrischen Energieversorgung weist die Vorrichtung 10 eine Ener- giebereitstellungseinheit 30 auf. Die Energiebereitstellungseinheit 30 um- fasst einen Energieerzeuger 31 und einen Energiespeicher 32 zur Bereit- stellung von elektrischer Energie. Die Energiebereitstellungseinheit 30 ist an dem Fahrgestell 6 angeordnet. Der Energieerzeuger 31 umfasst bei- spielsweise ein Stromaggregat mit einem mittels eines Brennstoffs betreib- baren Antrieb und einen damit angetriebenen Stromgenerator. Der Energie- speicher 32 ist beispielsweise als Akkumulator ausgebildet. Mittels der Energiebereitstellungseinheit 30 kann auch der elektrische Fahrantrieb 9 mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Energiebereitstellungseinheit 30 kann nicht näher dargestellte Gleichrichter, Wechselrichter und/oder Umrichter umfassen.

Nachfolgend ist die Funktionsweise des mobilen Instandhaltungssystems 1 beschrieben:

Fig. 1 zeigt einen Störgegenstand S, der sich auf der Oberleitung 5 befin- det. Der Störgegenstand S ist beispielsweise ein Ast. Mittels des mobilen Instandhaltungssystems 1 soll der Störgegenstand S entfernt werden.

Das Instandhaltung s System 1 befindet sich zunächst in dem in Fig. 1 darge- stellten Transportzustand. Die Handhabung seinrichtung 11 und die Verla- gerungseinrichtung 12 sind in der in Fig. 1 dargestellten Transportposition in dem Aufnahmeraum 13 angeordnet. Das Schutzelement 15 verschließt die Instandhaltungsöffnung 16, so dass die Handhabungseinrichtung 11 und die Verlagerungseinrichtung 12 vor Umwelteinflüssen geschützt sind. In dem Transportzustand wird das Instandhaltung s System 1 mittels des Fahrantriebs 9 zu dem Einsatzort gefahren. Die Versorgung mit elektri- scher Energie erfolgt beispielsweise bis zu dem Störgegenstand S über die Oberleitung 5 und am Einsatzort über die Energiebereitstellungseinheit 30.

Am Einsatzort wird das Instandhaltung s System 1 von dem Transportzu- stand in den in Fig. 2 dargestellten Arbeitszustand überführt. Hierzu wird zunächst das Schutzelement 15 geöffnet, so dass die Instandhaltungsöff- nung 16 offen ist bzw. freiliegt. Anschließend wird die Handhabungsein- richtung 11 und die Verlagerungseinrichtung 12 von einem Werker in der Kabine 29 ferngesteuert. Die Sensoren 22, 23 übertragen aufgenommene Bilder zu dem Bildschirm 26, so dass der Werker mittels der Bedienele- mente 27 die Vorrichtung 10 femsteuem kann.

Die Handhabungseinrichtung 11 nimmt zunächst aus dem Werkzeugmaga- zin 18 ein geeignetes Werkzeug W auf. Das Werkzeug W ist beispielswei- se ein Greifer. Das Werkzeug W ist derart ausgebildet, dass durch eine Bewegung um die Bewegungsachse B 6 ein Öffnen oder Schließen des Greifers erfolgt.

Anschließend wird mittels des elektrischen Antriebs Av die Verlagerungs- einrichtung 12 betätigt, so dass die Handhabungseinrichtung 11 entlang der Verlagerungsachse VL linear in der z-Richtung zu der Oberleitung 5 hin verlagert wird. Die Verlagerungseinrichtung 12 wird in der Arbeitsposition arretiert. Die Handhabungseinrichtung 11 befindet sich nun in der ge- wünschten Arbeitsposition.

Mittels des als Greifer ausgebildeten Werkzeugs W und der Handhabungs- einrichtung 11 kann nun der Störgegenstand S von der Oberleitung 5 ent- femt werden. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass die Oberleitung 5 span- nungsfrei geschaltet ist. Die Oberleitungsspannung U kann somit bei den Instandhaltungsarbeiten anliegen. Bei einem erforderlichen Werkzeug- wechsel legt die Handhabungseinrichtung 11 das nicht mehr benötigte Werkzeug W in dem Werkzeugmagazin 18 ab und entnimmt aus dem Werkzeugmagazin 18 ein benötigtes Werkzeug W. Der entfernte Störge- genstand S kann anschließend in dem Aufnahmeraum 13 abgelegt und mit abtransportiert werden.

Sind die Instandhaltungsarbeiten abgeschlossen, so werden die Handha- bungseinrichtung 11 und die Verlagerungseinrichtung 12 wieder in die Transportposition überführt. Die Verlagerungseinrichtung 12 wird in der Transportposition arretiert. Das Schutzelement 15 wird wieder geschlossen. Die Handhabungseinrichtung 11 legt das nicht mehr benötigte Werkzeug W in dem Werkzeugmagazin 18 ab. Das mobile Instandhaltung s System 1 kann nun zu einem anderen Einsatzort verfahren werden.

Nachfolgend ist anhand von Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist das mobile Instandhaltung s System 1 als Schienenwagen ausgebildet.

Das mobile Instandhaltung s System 1 wird mittels eines Schienenfahrzeugs zu dem Einsatzort transportiert und wieder von dem Einsatzort abtranspor- tiert. Das mobile Instandhaltung s System 1 hat somit keinen eigenen Fahr- antrieb.

Weiterhin sind die Antriebe Av und A B der Verlagerungseinrichtung 12 und der Handhabungseinrichtung 11 fluidbetrieben. Dies bedeutet, dass die Antriebe Av und A B mittels eines Druckfluids betätigbar sind. Die Antriebe Av und A B sind beispielsweise als Kolben-Zylinder-Einheit und/oder als Fluidmotor ausgebildet. Die Antriebe Av und A B sind beispielsweise pneumatisch mittels Druckluft und/oder hydraulisch mittels einer Druck- flüssigkeit, beispielsweise eines Hydrauliköls, betätigbar. Hierzu umfasst die Vorrichtung 10 eine Druckfluidbereitstellungseinheit 33 mit einem Druckfluiderzeuger 34 und einem Druckfluidspeicher 35. Der Drucklufter- zeuger 34 ist als elektrisch betreibbare Pumpe ausgebildet. Zur Versorgung mit elektrischer Energie weist das mobile Instandhaltung s System 1 einen Anschluss 36 auf, der mit einer externen Versorgungsleitung 37 verbunden ist. Die externe Versorgungsleitung 37 ist beispielsweise mit einer elektri- schen Energieversorgung des Schienenfahrzeugs verbunden. Der Druckflu- idspeicher 35 ist über nicht näher dargestellte Druckfluidleitungen, Druck- fluidventile und Druckfluidanschlüsse mit den Antrieben Av und A B ver- bunden. Die Druckfluidleitungen, Druckfluidventile und die Druckfluidan- schlüsse sind elektrisch isolierend ausgebildet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus und der weiteren Funktionsweise wird auf das erste Ausführungs- beispiel verwiesen.

Nachfolgend ist anhand von Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Er- findung beschrieben. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausfüh- rungsbeispielen ist eine Verlagerungsachse Vs der Verlagerungseinrichtung 12 als Schwenkachse ausgebildet. Hierzu weist die Verlagerungseinrich- tung 12 einen Träger 38 und eine Schwenkbrücke 39 auf. Der Träger 38 ist an dem Fahrgestell 6 befestigt. Der Träger 38 ist gabelförmig ausgebildet. Die Schwenkbrücke 39 ist an beiden Seiten an dem Träger 38 gelagert. Die Verlagerungsachse Vs verläuft parallel zu der y-Richtung. Der Antrieb Av ist elektrisch ausgebildet. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus und der weite- ren Funktionsweise wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen. Die einzelnen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.




 
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