Verschleißermittlung einer Schleif leiste

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Verschleißes einer Schleif leiste eines Schienenfahrzeug- Stromabnehmers

Ein Stromabnehmer eines Schienenfahrzeuges ist mit einer Schleif leiste ausgerüstet. Die Schleif leiste nützt sich während der Fahrt des Schienenfahrzeugs im Kontakt mit einer dafür vorgesehenen elektrischen Oberleitung ab. Der Austausch des Stromabnehmers bzw. der Schleif leiste wird erforderlich, wenn bei dieser ein vorbestimmter Grenzwert, beispielsweise eine minimale Dicke bzw. Stärke der Schleif leiste, erreicht wird .

Wird der erforderliche Grenzwert wesentlich überschritten, besteht die Gefahr von Ausfällen bei der Energieübertragung über die Schleif leiste . Diese Ausfälle führen ggf. zu Beschädigungen oder im schlimmsten Fall zu ungeplanten Fahrtunterbrechungen .

Eine noch vorhandene Stärke bzw. Dicke einer benutzten Schleif leiste sowie eine damit verbundene restliche Reichweite des Schienenfahrzeugs sind zu einem gewünschten Zeitpunkt unbekannt .

Es ist jedoch möglich, die noch vorhandene Stärke der Schleif leiste zu vorgegebenen (Wartungs-) Zeitpunkten durch manuelle Messung an der Schleif leiste zu bestimmen. Basierend darauf wird unter der Berücksichtigung von weiteren Bedingungen (z.B. Klima- und Umweltbedingungen, Einsatzbedingungen des Schienenfahrzeugs, etc. ) festgelegt, ob die Schleif leiste für weitere geplante Fahrten im Betrieb verbleiben kann oder ersetzt werden muss.

Der aktuelle Zustand der Schleif leiste wird bedingt durch: -- die zurückgelegte Fahrtstrecke,

- die durchschnittliche Geschwindigkeit des Schienenf ahr- zeugs ,

- die Reibung zwischen Oberleitung und Schleif leiste ,

- die thermische Beanspruchung der Schleif leiste während der Stromübertragung,

- die Kontaktsituation zwischen Schleif leiste und Oberleitung, die durch Eisbildung, Verschleißzustand, Oberflächenstruktur, Funkenbildung, etc. , bedingt und beeinflusst wird,

- usw .

Die Festlegung einer durch den aktuellen Zustand der Schleifleiste bedingten potenziellen (Rest-) Reichweite des Schienenfahrzeugs basiert bislang auf Erfahrungswerten.

Werden diese fehlerhaft eingeschätzt, kann es zu einer vorzeitigen bzw. unnötigen Entsorgung der Schleif leiste und damit zu erhöhten Kosten oder zu einem Ausfall des Schienenfahrzeugs im Betrieb mit entsprechenden Schadensersatzansprüchen kommen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung des Verschleißes eines Stromabnehmers bei einem Schienenfahrzeug anzugeben, mit dem die oben genannten Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung des Verschleißes einer Schleif leiste eines Schienenfahrzeug- Stromabnehmers wird in einem ersten Schritt eine Messkampagne für einen spezifischen Stromabnehmer durchgeführt, um über eine Vielzahl an Messungen einen Verschleiß einer Schleifleiste des Stromabnehmers in Abhängigkeit von einer zugehörigen, zurückgelegten Fahrstrecke zu ermitteln.

In einem zweiten Schritt werden durch Korrelation der Messungen Abnutzungsmuster der Schleif leiste in Abhängigkeit von der zurückgelegten Fahrstrecke ermittelt.

In einem dritten Schritt wird basierend auf den Abnutzungsmustern eine Abschätzung des Verschleißes einer entsprechend baugleichen Schleif leiste durchgeführt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung werden bei der Messkampagne betriebliche und klimatische Bedingungen des Schienenfahrzeugs und/oder der Schleif leiste miterfasst und bei der Korrelation zusätzlich berücksichtigt. Damit wird eine zuverlässige Abschätzung des Verschleißes der Schleif leiste ermöglicht .

In einer vorteilhaften Weiterbildung werden als Bedingungen zumindest eine der folgend genannten miterfasst:

— eine durchschnittliche Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs,

— Reibungsparameter zwischen Oberleitung und Schleifleiste ,

— eine thermische Beanspruchung der Schleif leiste während der Stromübertragung,

— eine Kontaktsituation zwischen der Schleif leiste und der Oberleitung,

— eine Umgebungstemperatur,

— ein Luftfeuchtigkeitswert, Regen und/oder

Schneefall .

Für die baugleiche Schleif leiste sind Bedingungen bzw . Ein- satzbedingungen (wie eine bereit s zurückgelegte Fahrstrecke , etc . ) vorbekannt , so da s s eine Zuordnung eines entsprechenden Abnutzungsmusters durchführbar i st . Über diese Zuordnung kann dann eine genaue Vorhersage des Verschleißes durchgeführt werden .

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Verschleiß bzw . der Zustand der Schleif leiste angezeigt - beispielsweise auf einem Display im Führerraum des Schienenfahrzeugs oder bei einer ort sfesten , als Landseite bezeichneten Kontrollstelle .

Bevorzugt erfolgt diese Anzeige am Ende der Fahrt de s Schienenfahrzeugs oder zu vorbestimmten Zeitpunkten .

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Verschleißabschätzung durch einen Algorithmus durchgeführt , der beispielswei se in einem Zentral steuergerät de s Schienenfahrzeugs abläuft .

In einer vorteilhaften Weiterbildung wird dem Algorithmus zumindest eine der folgenden Größen als weiterer Eingabewert zugeführt :

— ein Maß für die Stärke bzw . Dicke einer unbenutzten Schleifleiste ,

~ eine Schleifleistendicke bei einer zuletzt vorgenommenen manuellen Mes sung ,

— eine Benutzer-seitig erwartete Laufleistung de s unbenutzten Stromabnehmers , - eine real ermittelte Laufleistung des benutzten Stromabnehmers , und/oder

— eine Streckenlänge , die vom Stromabnehmer in Kontakt mit einer Oberleitung bis zu einem bestimmten Zeitpunkt zurückgelegt wurde .

Durch die vorliegende Erfindung wird ermöglicht , über die Ergebnis se der Mes s kampagne be sondere Verschleißbedingungen zu ermitteln und damit nachfolgend zu berücks ichtigen .

Durch die vorliegende Erfindung wird die Zuverläs sigkeit der Vers chleißabs chätzung erhöht , so das s damit zusammenhängende Wartungsarbeiten aufwandsarm und kosteneff izient durchführbar sind .

Durch die vorliegende Erfindung wird die Reichweite der Schleif leiste bzw . deren Verschleiß zu einem bestimmten Zeitpunkt genauer bestimmbar .

Durch die vorliegende Erfindung wird die Zuverläs sigkeit des Schienenfahrzeugs im Betrieb erhöht .

Durch die vorliegende Erfindung wird die Betriebsplanung für das Schienenfahrzeugs optimiert und Wartungsarbeiten auf ein notwendiges Maß reduziert .

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Ausnützung von Schleif leisten bezüglich der Reichweite optimiert .

Die einzige Figur FIG zeigt den prinzipiellen Ablauf der vorliegenden Erf indung in einem Ablauf diagramm . In einem ersten Schritt S1 wird eine Messkampagne für einen spezifischen Stromabnehmer durchgeführt, um über eine Vielzahl an Messungen einen Verschleiß der Schleif leiste des Stromabnehmers in Abhängigkeit von einer zugehörigen zurück- gelegten Fahrstrecke zu ermitteln.

In einem zweiten Schritt S2 werden durch Korrelation der Messungen Abnutzungsmuster der Schleif leiste in Abhängigkeit von der zurückgelegten Fahrstrecke ermittelt.

In einem dritten Schritt S3 wird basierend auf den Abnutzungsmustern eine Abschätzung des Verschleißes einer baugleichen Schleif leiste durchgeführt.