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Patent Searching and Data


Title:
MONITORING ARRANGEMENT AND METHOD FOR MONITORING THE STATE OF THE SLIP CONTACT DEVICES OF ELECTRIC LOCOMOTIVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/086045
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a monitoring arrangement (10) for monitoring the operating state and/or wear state of slip contact device (3) of electrically driven railway vehicles, in particular of drive vehicles, wherein a power supply grid comprises a power line (2) disposed above the vehicle, said line hanging on a plurality of power masts (40) disposed at intervals, wherein the slip contact devices (3) each are disposed on a pantograph device (8) that can be lowered and raised. According to the invention, an image capture system (14) for automatically capturing images of the at least single-part slip contact device (3) of an electrically driven railway vehicle (20) passing the mast is disposed on at least one power mast (40) or power line (2).

Inventors:
HERTSCH HAGEN (DE)
KAISER JOACHIM (DE)
THEUNE NILS-MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/065900
Publication Date:
August 05, 2010
Filing Date:
November 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
HERTSCH HAGEN (DE)
KAISER JOACHIM (DE)
THEUNE NILS-MICHAEL (DE)
International Classes:
B60L5/20
Domestic Patent References:
WO2005090903A12005-09-29
Foreign References:
JPH08228338A1996-09-03
JP2000180128A2000-06-30
JPH08168102A1996-06-25
JPH0879904A1996-03-22
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Überwachungsanordnung (10) zum Überwachen des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes von Schleifkon- taktvorrichtungen (3) elektrisch angetriebener schienengebundener Fahrzeuge, insbesondere von Antriebsfahrzeugen, wobei ein Stromversorgungsnetz eine oberhalb des Fahrzeuges angeordnete Stromleitung (2) aufweist, die an einer Vielzahl beabstandet angeordneter Strommasten (40) hängend angeordnet ist, wobei die Schleifkontaktvorrichtungen (3) an jeweils einer absenkbaren und anhebbaren Pantographen-Vorrichtung (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein an wenigstens einem Strommast (40) oder Stromleitung (2) angeordnetes Bilderfassungssystem (14) zum automatischen Erfassen von Ab- bildungen der wenigstens einteiligen Schleifkontaktvorrichtungen (3) vorbeifahrender elektrisch angetriebener schienengebundener Fahrzeuge (20) vorgesehen ist.

2. Überwachungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Bilderfassungssystem wenigstens eine elektronische Kamera (11, 12, 16, 17, 18, 19) aufweist.

3. Überwachungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungssystem insbesondere zwischen zwei und sechs elektronischen Kameras (11, 12, 16, 17, 18,

19) aufweist, die jeweils unter einem anderen Blickwinkel zur Schleifkontaktvorrichtung (3) ausgerichtet angeordnet sind.

4. Überwachungsanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elektronische Kamera (11, 12, 16, 17, 18, 19) die aufgenommenen Bilder in digitaler Form in einem Speicher speichert und/oder über eine Datenübertragungsvorrichtung zu einem Computer (51) zur Bildverarbeitung sendet.

5. Überwachungsanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslösevorrichtung (13) zum Auslösen des Bilderfassungssystems vorgesehen ist.

6. Überwachungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösevorrichtung (13) als eine Lichtschranke (13) ausgeführt ist, die eine Strahlungsquelle und einen Strahlungssensor umfasst, wobei ein an dem schienengebundenen Fahrzeug angeordnetes als Auslöseelement dienendes strahlenundurchlässiges Funktionselement (3) den Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und dem Strahlungsempfänger infolge der relativen Bewegung des schienengebundenen Fahrzeu- ges (20) durchquert.

7. Überwachungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungsvorrichtung als eine drahtlose oder drahtgebundene Datenübertragungsvorrichtung ausgeführt ist, wobei sie wenigstens eine der folgenden Datenübertragungsvorrichtungen LAN/WAN/USB/Firewire/Bluetooth oder ähnlich umfasst.

8. Überwachungsanordnung nach einem der vorhergehenden An- sprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer ein Bildverarbeitungssystem aufweist, das manuell durch einen menschlichen Operator und/oder automatisch durch eine Programmanwendung anhand wenigstens eines aufgenommenen Bildes der Schleifkontaktvorrichtung (3) eine Beurteilung des be- triebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der er- fassten Schleifkontaktvorrichtung (3) ermöglicht.

9. Überwachungsanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kategorisierungsmittel zum Einstufen des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvorrichtung (3) in wenigstens zwei Zustands-Kategorien vorgesehen ist.

10. Überwachungsanordnung nach einem der vorhergehenden An- sprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elektronische Kamera (11, 12, 16, 17, 18, 19) als eine Video- oder Fotokamera ausgeführt ist.

11. Überwachungsanordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Lichtquelle (15) zum Ausleuchten wenigstens einer Schleifkontaktvorrichtung (3) vorgesehen ist, wobei die Lichtintensität und/oder Licht- wirkdauer in Abhängigkeit von den aktuellen Lichtverhältnissen am Aufnahmeort geregelt ist.

12. Verfahren zum Überwachen des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes von Schleifkontaktvorrichtungen (3) elektrisch angetriebener schienengebundener Fahrzeuge

(20), insbesondere von Antriebsfahrzeugen, wobei ein Stromversorgungsnetz eine oberhalb des Fahrzeuges angeordnete Stromleitung (2) aufweist, die an einer Vielzahl beabstandet angeordneter Strommasten (40) hängend angeordnet ist, wobei die Schleifkontaktvorrichtungen (3) an jeweils einer absenkbaren und anhebbaren Pantographen-Vorrichtung (8) angeordnet sind, wobei die Überwachungsanordnung (10) nach einem vorhergehenden Anspruch verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass - A) das an einem Strommast (40) angeordnete Bilderfassungssystem (14) zum Erfassen wenigstens einer Abbildung der wenigstens einteiligen Schleifkontaktvorrichtung (3) eines vorbeifahrenden elektrisch angetriebenen schienengebundenen Fahrzeuges (20) durch die Auslösevorrichtung ausgelöst wird;

B) wenigstens ein durch das Bilderfassungssystem aufgenommenes Bild der Schleifkontaktvorrichtung über die Datenübertragungsvorrichtung zu einem Computer gesendet wird; - C) der Computer zur Bildverarbeitung verwendet wird, die eine Beurteilung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvorrichtung (3) ermöglicht;

D) eine Einstufung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvorrichtung (3) in wenigstens zwei Zustands- Kategorien ausgeführt wird. E) entsprechend dem Ergebnis der Einstufung eine von den jeweils jeder Zustands-Kategorie zugeordneten Service- Maßnahmen ausgeführt wird, wobei wenigstens eine der zu- ordenbaren Service-Maßnahmen die Einleitung von War- tungsarbeiten und/oder Austausch der als defekt eingestuften Schleifkontaktvorrichtung (3) zur Folge hat.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleitung von Wartungsarbeiten und/oder Austausch der als defekt eingestuften Schleifkontaktvorrichtung (3) unverzüglich oder zeitlich terminiert ausgeführt wird.

14. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt C) ausgeführte Beurteilung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvorrichtung (3) manuell durch einen menschlichen Operator und/oder automatisch durch eine im Computer ablaufende Programmanwendung anhand wenigstens eines aufgenommenen Bildes der Schleifkontaktvorrichtung (3) ausge- führt wird.

15. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Weiterfahrt des schienengebundenen Fahrzeuges nach einer durchgeführten Einstufung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvorrichtung (3) Steuersignale erzeugt werden, die als eine Nachricht an den Lockführer ausgebildet werden, wobei die Steuersignale farbige, insbesondere grüne/rote/gelbe/blaue Ampelsignale umfassen.

16. Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zuordenbaren Service-Maßnahmen wenigstens eine von den nachstehend Aufgelisteten umfassen: sofortige Einleitung einer visuellen Überprüfung und De- fektbeseitigung mit einem unverzüglich auszuführenden Anhalten des schienengebundenen Fahrzeuges unmittelbar auf der Strecke: höchste Alarmstufe; sofortige Einleitung einer visuellen Überprüfung und Defektbeseitigung in einem nächsterreichbaren Servicepunkt, mit oder ohne Austausch des Antriebsfahrzeuges; eine zeitlich terminierte Einleitung einer visuellen Überprüfung und Instandsetzung in einem wirtschaftlich erreichbaren Servicepunkt, und elektronische Dokumentierung des ordnungsgemäßen Zustan- des und Weiterfahrt ohne Einleitung von Service- Maßnahmen; Wechsel der defekten Schleifkontaktvorrichtung (3) im Betrieb durch Absenken der absenkbaren und anhebbaren Pantographen-Vorrichtung (8) und Einsatz einer Reserve- Schleifkontaktvorrichtung durch Anheben einer weiteren absenkbaren und anhebbaren Pantographen-Vorrichtung (8) und In-Kontaktbringen mit der Stromleitung (2).

Description:
Beschreibung

Überwachungsanordnung und Verfahren zum Überwachen des Zu- standes der Schleifkontaktvorrichtungen von Elektrolokomoti- ven

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung und Verfahren zum Überwachen des Zustandes der Schleifkontaktvorrichtungen elektrisch angetriebener schienengebundener Fahrzeuge mit den in den Oberbegriffen jeweiliger unabhängiger Ansprüche genannten Merkmalen.

Während der Fahrt stehen die Schleifstücke eines Bahn- Stromabnehmers in ständiger schleifender Berührung mit dem Fahrdraht - abgesehen von kurzzeitigen Unterbrechungen durch Unebenheiten der Fahrdrahtunterseite oder durch Fahrzeugstöße. Der Strom aus dem Fahrdraht fließt durch eine meistens als ein Kohleschleifstück ausgeführte Schleifkontaktvorrich- tung, die an einer gegen das Dach isolierte Stromabnehmerkon- struktion angeordnet ist, die man auch Pantographengestell nennt .

Sowohl das Schleifstück als auch der Fahrdraht unterliegen dem Verschleiß durch Reibung. Fahrdraht und Schleifstück müs- sen daher bei entsprechendem erreichten Verschleißzustand regelmäßig erneuert werden. Konstruktion und Materialwahl sind so ausgelegt, dass der Verschleiß des Stromabnehmers durch Verwendung eines weicheren Materials höher ist und der Fahrdraht dadurch gezielt geschont wird, weil dieser sich nur mit einem erheblichen Aufwand austauschen lässt. Um den Verschleiß der Reibfläche des Abnehmers gleichmäßig zu gestalten und ein Einschneiden des Fahrdrahtes zu vermeiden, ist die Oberleitung für Schleifbügelstromabnehmer außerdem im Zickzack über dem Gleisverlauf aufgespannt.

Kommt es während der Fahrt zu einem Schleifleistenbruch, kann die Oberleitung erheblich durch die nach oben drückende Trägerkonstruktion des Stromabnehmers beschädigt werden. Moderne Lokomotiven haben daher eine spezielle Schleifleistenüberwa- chung. Hierzu ist beispielsweise ein Metallröhrchen längs in den Kohlebarren der Schleifstücke eingelassen und an eine Druckluftversorgung angeschlossen. Wird das Röhrchen aufge- rieben oder durchbrochen, wird ein Druckabfall festgestellt und der Stromabnehmer automatisch gesenkt. Nachteil dieser Konstruktion ist jedoch, dass eine Beschädigung des Messing- röhrchens zwingend erforderlich ist, ehe die Notabsenkung ausgelöst wird. Andere Beschädigungen an der Schleifleiste können damit nicht detektiert werden. Außerdem erfordern diese Lösungen einen zusätzlichen messtechnischen Aufwand auf jeder Lokomotive und müssen auch selbst regelmäßig überprüft werden .

Des Weiteren ist die Qualität der Interaktion zwischen Stromabnehmer und dem Fahrdraht der Oberleitung im entscheidenden Maße vom Zustand der Schleifleisten abhängig. Aus diesem Grunde werden die Schleifleisten in regelmäßigen Intervallen (Größenordnung: nach ca. 100.000 km bzw. nach 3-6 Monaten) ausgetauscht und im Idealfall dazwischen vom Service Personal im Bahn-Depot eingehend auf Schäden und vorzeitigen Verschleiß inspiziert und entsprechend gewartet und ausgetauscht. Darüber hinaus erfolgt gewöhnlich keine weitere Inspektion der Schleifleisten, z. B. vor Beginn einer jeden Fahrt. Im Gegenteil, der Triebfahrzeugführer geht davon aus, dass die Schleifleisten des Stromabnehmers technisch in Ordnung sind.

Aufgrund sogenannter Kinks (engl, für Dellen) in der Fahrlei- tung oder dem Eisbehang des Fahrdrahtes im Winter oder eines Zusammenstoßes mit herunterhängenden, fehlerhaften Oberleitungskomponenten (z. B. Hängerklemmen /-seilen) kann es im laufenden Betrieb zu einer schweren Schädigung der Schleifstücke kommen. Die Schädigung kann das Ausbrechen von Teilen aus dem Profil, die Ausbildung von Einkerbungen und Abplatzungen auf den Profilseiten des SchleifStücks, den Bruch oder Deformation der tragenden Aluminium-Unterkonstruktion oder sogar des gesamten SchleifStücks an sich umfassen. Trotzdem kann es vorkommen, dass dies im fahrenden Betrieb - zumindest vorerst - vom Zugpersonal nicht bemerkt wird, da der metallische Pantograph als Ganzes noch seine Hauptfunktion erfüllt, nämlich den Zug mit elektrischer Energie zu versorgen.

Zwischen einer oben beschriebenen Schädigung der Schleifstücke und einem kompletten Ausfall des Pantographen können im Extremfall Tage und Wochen liegen, ohne dass jemand vom Personal auf die kritische Situation aufmerksam wird. Auch die planmäßigen Serviceintervalle können nicht immer dafür sorgen, dass bis zum nächsten Service keine Beschädigung auftritt. Bedingt durch die hohe Sicherheitsrelevanz werden die Schleifstücke ferner planmäßig mit einer großen Standzeitreserve, d. h. eigentlich vorzeitig ausgetauscht, wodurch Mate- rialkosten höher als wirklich nötig ausfallen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Mittel und ein Verfahren zu einer zuverlässigen, sowie wirtschaftlichen und kontinuierlichen Überwachung des betriebsge- mäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes von Schleifkontaktvorrichtungen elektrisch angetriebener schienengebundener Fahrzeuge anzugeben.

Die erfindungsgemäße Aufgabe ist nach einem ersten Aspekt durch eine Überwachungsanordnung zum Überwachen des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes von Schleifkontaktvorrichtungen elektrisch angetriebener schienengebundener Fahrzeuge, insbesondere von Antriebsfahrzeugen, gelöst. Hierbei weist ein Stromversorgungsnetz eine oberhalb des Fahrzeuges angeordnete Stromleitung auf, die an einer Vielzahl entlang der Schienen beabstandet angeordneter Strommasten hängend aufgespannt ist. Die Schleifkontaktvorrichtungen sind vorzugsweise an jeweils einer absenkbaren und anhebbaren Pantographen-Vorrichtung angeordnet, die beispielsweise mit- hilfe pneumatischer Kraftelemente ferngesteuert den elektrischen Kontakt mit der Stromleitung einrichtet oder unterbricht . Erfindungsgemäß ist hierzu ein an wenigstens einem Strommast oder Stromleitung angeordnetes Bilderfassungssystem zum automatischen Erfassen von Abbildungen der wenigstens einteiligen Schleifkontaktvorrichtungen vorbeifahrender elektrisch ange- triebener schienengebundener Fahrzeuge vorgesehen. Dadurch können Antriebsfahrzeuge aller Züge während des Betriebs, ohne angehalten zu werden, kontrolliert werden.

Das Bilderfassungssystem weist vorzugsweise wenigstens eine elektronische Kamera auf. In einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist das Bilderfassungssystem anstatt nur einer eine Vielzahl elektronischer Kameras auf, insbesondere zwischen zwei und sechs elektronische Kameras, die jeweils unter einem anderen Blickwinkel zur Schleifkon- taktvorrichtung ausgerichtet angeordnet sind. Dadurch können Bildaufnahmen von Schleifkontaktvorrichtungen beispielsweise gleichzeitig von vorne und von hinten und jeweils seitlich aus je einem günstigen vorgegebenen und/oder vorgebbaren Blickwinkel ausgeführt werden. Ferner wird jede Kamera auch auf ihren vorgesehenen Bildausschnitt optisch fokussiert oder weist eine automatische Fokussiereinrichtung auf.

Die wenigstens eine elektronische Kamera speichert die aufgenommenen Bilder vorzugsweise in digitaler Form in einem Spei- eher und/oder sendet sie über eine Datenübertragungsvorrichtung, beispielsweise ein Netzwerk, zu einem Computer zur Bildverarbeitung. Der Computer weist vorzugsweisen einen Monitor zur Anzeige aufgenommener Bilder auf. Die Bildverarbeitung kann unmittelbar sofort nach Bereitstellung der Bildauf- nahmen erfolgen oder für eine spätere Bearbeitung zeitlich terminiert werden.

Damit die Bildaufnahmen genau die gewünschten Bildausschnitte einer Schleifkontaktvorrichtung eines mit einer Reisege- schwindigkeit vorbei an der Überwachungsanordnung rasenden schienengebundenen Antriebsfahrzeuges erfassen, ist eine automatische Auslösevorrichtung zum Auslösen des Bilderfas- sungssystems vorgesehen. Diese Auslösevorrichtung kann im einfachsten Fall beispielsweise mechanisch ausgeführt sein.

Besondere Vorteile lassen sich jedoch mit einer erfindungsge- mäßen weiteren Ausgestaltung erreichen, wenn die Auslösevorrichtung als eine kontaktlos agierende Lichtschranke ausgeführt ist, die eine Strahlungsquelle und einen Strahlungssensor umfasst, wobei ein an dem schienengebundenen Fahrzeug angeordnetes als Auslöseelement dienendes strahlenundurchlässi- ges Funktionselement den Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und dem Strahlungsempfänger infolge der relativen Bewegung des schienengebundenen Fahrzeuges durchquert und dadurch unterbricht. Hierdurch ist gegenüber einer mechanischen Lösung eine von Verschleiß freie und somit langlebige und zu- verlässige Lösung realisiert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung ist die Datenübertragungsvorrichtung als eine drahtlose oder drahtgebundene Datenübertragungsvorrichtung ausgeführt, wobei sie wenigstens eine der folgenden Datenübertragungsvorrichtungen LAN/WAN/USB/Firewire/Bluetooth oder ähnlich umfasst. Die Datenübertragungsvorrichtung ermöglicht eine Bildverarbeitung an einem dafür besser geeigneten Ort, wo beispielsweise ein menschlicher Operator die aufgenommenen Bilder auf einem Monitor betrachten kann. Dadurch ist es ebenso möglich, an einem Ort durch einen menschlichen Operator die Bilder von einer Vielzahl von örtlich verteilten Überwachungsanordnungen beurteilen zu lassen.

Vorzugsweise weist der Computer ferner ein Bildverarbeitungssystem auf, das manuell durch einen menschlichen Operator und/oder automatisch durch eine Programmanwendung anhand wenigstens eines aufgenommenen Bildes der Schleifkontaktvor- richtung eine Beurteilung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvor- richtung ermöglicht. Die Programmanwendung kann hierzu alle verfügbaren Mittel zur Bilderkennung umfassen und dadurch den menschlichen Operator entlasten oder unterstützen. Um die aufgenommenen Bildaufnahmen beurteilen zu können, ist ein Kategorisierungsmittel zum Einstufen des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleif- kontaktvorrichtung in wenigstens zwei Zustands-Kategorien vorgesehen. Das Kategorisierungsmittel kann hierbei neben rein technischen Aspekten auch beispielsweise länderspezifische Vorschriften berücksichtigen.

Die wenigstens eine elektronische Kamera kann als eine Videooder Fotokamera ausgeführt sein, wobei durch beide Kameraarten sowohl Einzelbilder als auch Bildsequenzen erzeugbar sind.

Damit die erfindungsgemäße Überwachungsanordnung auch bei ungünstigen Lichtbedingungen am Tage und in der Nachtdunkelheit angewendet werden kann, ist wenigstens eine Lichtquelle zum Ausleuchten wenigstens einer Schleifkontaktvorrichtung vorgesehen, wobei die Lichtintensität und/oder Lichtwirkdauer in Abhängigkeit von den aktuellen Lichtverhältnissen am Aufnahmeort geregelt wird. Die Lichtquelle kann ferner als eine Blitzvorrichtung oder eine Dauerlichtvorrichtung vorgesehen sein und ihre Strahlung bei entsprechend ausgebildeter Kamera im sichtbaren Lichtbereich oder im Infrarotbereich abgeben.

Nach einem verfahrenstechnischen Aspekt geht die vorliegende Erfindung von einem Verfahren zum Überwachen des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes von Schleifkontaktvorrichtungen elektrisch angetriebener schienengebundener Fahrzeuge aus, insbesondere von Antriebsfahrzeugen, wobei ein Stromversorgungsnetz eine oberhalb des Fahrzeuges angeordnete Stromleitung aufweist, die an einer Vielzahl beabstandet angeordneter Strommasten hängend angeordnet ist, und wobei die Schleifkontaktvorrichtungen an jeweils einer absenkbaren und anhebbaren Pantographen-Vorrichtung angeordnet sind. Zur Durchführung des Verfahrens wird vorzugsweise die Überwachungsanordnung nach einer vorhergehend beschriebenen Ausgestaltung verwendet. Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden verfahrenstechnisch dadurch gelöst, dass

A) das an einem Strommast angeordnete Bilderfassungssys- tem zum Erfassen wenigstens einer Abbildung der wenigstens einteiligen Schleifkontaktvorrichtung eines vorbeifahrenden elektrisch angetriebenen schienengebundenen Fahrzeuges durch die Auslösevorrichtung ausgelöst wird;

B) wenigstens ein durch das Bilderfassungssystem aufge- nommene Bild der Schleifkontaktvorrichtung über die Datenübertragungsvorrichtung zu einem Computer gesendet wird;

C) der Computer zur Bildverarbeitung verwendet wird, die eine Beurteilung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvorrichtung ermöglicht;

D) eine Einstufung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvorrichtung in wenigstens zwei Zustands-Kategorien ausgeführt wird.

E) entsprechend dem Ergebnis der Einstufung eine von den jeweils jeder Zustands-Kategorie zugeordneten Service- Maßnahmen ausgeführt wird, wobei wenigstens eine der zu- ordenbaren Service-Maßnahmen die Einleitung von War- tungsarbeiten und/oder Austausch der als defekt eingestuften Schleifkontaktvorrichtung zur Folge hat.

Ferner wird die Einleitung von Wartungsarbeiten und/oder Austausch der als defekt eingestuften Schleifkontaktvorrichtung unverzüglich oder zeitlich terminiert ausgeführt.

Die im Schritt C) ausgeführte Beurteilung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvorrichtung wird vorzugsweise manuell durch einen menschlichen Operator und/oder automatisch durch eine im Computer ablaufende Programmanwendung anhand wenigstens eines aufgenommenen Bildes der Schleifkontaktvorrichtung ausgeführt. Zur Steuerung der Weiterfahrt des schienengebundenen Fahrzeuges nach einer durchgeführten Einstufung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleif- kontaktvorrichtung werden Steuersignale erzeugt, die als eine Nachricht an den Lockführer ausgebildet werden, wobei die Steuersignale unter anderem auch farbige, beispielsweise grüne/gelbe/rote/blaue Ampelsignale umfassen.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet wird, dass die zuordenbaren Service-Maßnahmen wenigstens eine von den nachstehend Aufgelisteten umfassen: sofortige Einleitung einer visuellen Überprüfung und De- fektbeseitigung mit einem unverzüglich auszuführenden Anhalten des schienengebundenen Fahrzeuges unmittelbar auf der Strecke: höchste Alarmstufe; sofortige Einleitung einer visuellen Überprüfung und Defektbeseitigung in einem nächsterreichbaren Service- punkt, mit oder ohne Austausch des Antriebsfahrzeuges; zeitlich terminierte Einleitung einer visuellen Überprüfung und Instandsetzung in einem wirtschaftlich erreichbaren Servicepunkt, und elektronische Dokumentierung des ordnungsgemäßen Zustan- des und Weiterfahrt ohne Einleitung von Service- Maßnahmen;

Wechsel der defekten Schleifkontaktvorrichtung im Betrieb durch Absenken der absenkbaren und anhebbaren Pan- tographen-Vorrichtung und Einsatz einer Reserve- Schleifkontaktvorrichtung durch Anheben einer weiteren absenkbaren und anhebbaren Pantographen-Vorrichtung und in Kontaktbringen mit der Stromleitung.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen eine Ausleuchtung des jeweiligen Bildausschnittes mithilfe wenigstens einer Lichtquelle zum Ausleuchten wenigstens einer Schleifkontaktvorrichtung, wobei die Lichtintensität und/oder Lichtwirkdauer in Abhängigkeit von den aktuellen Lichtverhältnissen am Aufnahmeort mit Hilfe einer Steuerung geregelt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Einholm-Stromabnehmer mit zwei Schleifkontaktvorrichtungen nach Stand der Technik;

Figur 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung aus seitlicher Perspektive;

Figur 3 die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung im Augenblick einer Bildaufnahme;

Figur 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemä- ßen Überwachungsanordnung in einer Draufsicht von oben;

Figur 5 die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung aus seitlicher Perspektive nach erfolgter Bilderfassung und Bildbearbeitung.

Figur 1 zeigt einen Einholm-Stromabnehmer mit zwei Schleifkontaktvorrichtungen 3 nach Stand der Technik.

Zwei in Fahrtrichtung hintereinander angeordnete Schleifkontaktvorrichtungen 3 sind zu einem Rahmen zusammengefasst und an einer Halterschiene 4 angeordnet. Die Halterschiene 4 ist drehbar mithilfe von vorzugsweise zwei Gelenken mit zwei Armen 5 der Pantographen-Vorrichtung 8 verbunden, wodurch die Schleifkontaktvorrichtungen 3 sich selbsttätig dem Verlauf der oberhalb angeordneten Stromleitung 2 anpassen können, so- dass sie beide im Betrieb ständig in Kontakt mit der Stromleitung 2 gehalten werden.

Die Arme 5 sind mithilfe einer weiteren Gelenkvorrichtung mit einem hierbei einteilig ausgeführten Tragarm 6 verbunden. Ein Zugseil oder Zugstange 7 greift an einem verlängerten Hebelarm 9 der Arme 3 an und bewirkt durch Aufbringen einer Zugkraft, die beispielsweise von einer pneumatisch angetriebenen Kraftvorrichtung erzeugt wird, sodass der Tragarm 6 und die Arme 3 eine Anhebung oder eine Absenkung der Pantographen- Vorrichtung 8 ausführen.

Die Schleifkontaktvorrichtungen 3 oder Schleifstücke sind vorzugsweise aus einem relativ weichen Material wie Kohlen- Stoff hergestellt, wodurch die Stromleitung von dem Verschleiß durch Reibung weitgehend verschont wird.

Aus erfindungsgemäßer Sicht muss der Verschleißzustand der Schleifkontaktvorrichtungen 3 automatisch und im laufenden Betrieb schienengebundener Fahrzeuge fortwährend bzw. wiederkehrend überwacht werden. Hierbei wird jede der Schleifkontaktvorrichtungen 3 als eine Auslösevorrichtung zum Auslösen eines erfindungsgemäßen Bilderfassungssystems verwendet, indem es eine Lichtschranke unterbricht.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung 10 aus seitlicher Perspektive.

Ein schienengebundenes elektrisch angetriebenes Antriebsfahr- zeug oder eine Lokomotive 20 bewegt sich entlang des Bahngleises 30 auf eine erfindungsgemäße Überwachungsanordnung 10 zu, die auf einem Strommast 40 angeordnet ist. Die Lokomotive 20 ist mithilfe einer Pantographen-Vorrichtung 8 wie unter Figur 1 beschrieben mithilfe von zwei in Berührung mit der Stromleitung oder dem Fahrdraht 2 gebrachter Schleifkontaktvorrichtungen 3 mit elektrischem Strom versorgt. Die Gleise 30 stellen hierzu den zweiten elektrischen Pol dar. Die Überwachungsanordnung 10 weist in vorliegender Ausgestaltung wenigstens zwei Kameras 11 und 12 auf, die so angeordnet sind, dass eine Schleifkontaktvorrichtung 3 gleichzeitig jeweils von vorn und von hinten aufgenommen wird. In einer mi- nimalen Ausstattung kann jedoch bereits mit einer einzigen Kamera 3 eine Bildaufnahme ausgeführt werden. Zwei oder mehr Kameras stellen jedoch sicher, dass die zu überprüfende Schleifkontaktvorrichtung 3 aus einer Vielzahl verschiedener Blickperspektiven aufgenommen wird und dadurch möglichst vie- Ie Defekte aufgedeckt werden können.

Eine Auslösevorrichtung 13 ist hier beispielsweise als eine Lichtschranke bestehend aus einer Laserdiode und einem Fotoelement ausgeführt. Ihre Anordnung ist derart gewählt, dass unabhängig von der Bewegungsrichtung und der relativen Geschwindigkeit einer Schleifkontaktvorrichtung 3 durch diese eine sofortige und gleichzeitige Bildaufnahme durch alle Kameras 11, 12 ausgeführt wird. Ein (nicht dargestelltes) Spiegelelement kann ferner zur Auslenkung des Lichtstrahls einge- setzt werden.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung 10 im Augenblick einer Bildaufnahme .

Wenigstens eine Lichtquelle 15 ist in Figur 3 bereits durch die Lichtschranke 13 ausgelöst worden und leuchtet beispielsweise in Form eines Blitzes eine oder mehrere Schleifkontakt- vorrichtungen 3 für die damit einhergehende Bildaufnahme aus. Die Leuchtkraft und die Leuchtdauer können hierbei durch eine Steuerung geregelt sein, die für eine ausreichende Beleuchtung der Bildausschnitte sorgt.

Die gleiche Einstellung eines Überwachungsvorgangs in einer Draufsicht von oben zeigt Figur 4. Es sind insgesamt sechs

Kameras 11, 12, 16, 17, 18 und 19 unter jeweils einem anderen Blickwinkel auf den im Wesentlichen mittleren Bereich der Schleifkontaktvorrichtungen 3 ausgerichtet. Die so aufgenom- menen Bildaufnahmen werden als ein zusammenhängender Bilddatensatz über eine (nicht dargestellte) Datenübertragungsleitung an einen entfernt angeordneten Computer gesendet, wo eine Bildverarbeitung und Auswertung erfolgen kann.

In vorliegender Ausgestaltung werden zwei Schleifkontaktvor- richtungen 3 gleichzeitig von den sechs Kameras abgebildet, wodurch die erfindungsgemäße Überwachungsanordnung 10 auf eine bestimmte Type von Schleifkontaktvorrichtungen 3 einge- stellt sein muss. In einer weiteren Ausgestaltung vorliegender Erfindung kann daher die Aufnahme von jeder Schleifkon- taktvorrichtung 3 gleichzeitig durch alle Kameras für sich einzeln und nacheinander ausgeführt werden, wodurch es beispielsweise unerheblich wird, welcher Abstand zwischen den Schleifkontaktvorrichtungen 3 vorliegt.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung 10 aus seitlicher Perspektive nach erfolgter Bilderfassung und Bildbearbeitung.

Ein Computer mit einem Monitor 51 dient zur Bildverarbeitung und/oder Auswertung anhand der über die Datenübertragungsleistung 50 übertragenen zusammenhängenden Bilder der sechs Kameras .

Die Auswertung kann darin bestehen, dass ein menschlicher Operator die aufgenommenen Bilder der Schleifkontaktvorrichtungen 3 visuell begutachtet oder eine Programmanwendung mit- hilfe softwarebasierender Bilderkennung ihn dabei entlastet oder unterstützt.

Die erfindungsgemäße Überwachungsanordnung 10 ermöglicht hierdurch eine Einstufung des betriebsgemäßen Zustandes und/oder Verschleißzustandes der erfassten Schleifkontaktvor- richtung in wenigstens zwei Zustands-Kategorien .

Entsprechend dem Ergebnis dieser Einstufung wird eine von den jeweils jeder Zustands-Kategorie zugeordneten Service-Maß- nahmen ausgeführt, wobei wenigstens eine der zuordenbaren Service-Maßnahmen die Einleitung von Wartungsarbeiten und/oder Austausch der als defekt eingestuften Schleifkontaktvorrichtung zur Folge hat.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Operator als Ergebnis seiner Begutachtung der Schleifkontaktvorrichtung 3 eines vorbei fahrenden Zuges Steuersignale an den Maschinenführer der Lokomotive 20 und beispielsweise an eine Ampel 60 absetzen und damit dem betreffenden Zug die Weiterfahrt erlauben oder verbieten. Bei einer anderen Anweisung wechselt der benachrichtigte Triebfahrzeugführer beispielsweise von dem schadhaften Pantographen auf den zweiten, unbeschädigten Pantographen und kann die Fahrt ohne Unterbrechung fortset- zen.

Die Datenübertragung kann drahtgebunden wie gezeigt über eine Datenübertragungsleitung 50 oder drahtlos über Funkübertragung ausgeführt sein.

Die erfindungsgemäße Überwachungsanordnung 10 kann besonders vorteilhaft an den Bahnstrecken eingesetzt werden, wo der Bahnverkehr gebündelt vorkommt, sodass die Anzahl benötigter Überwachungsanordnungen 10 zum Erfassen des gesamten Bahnver- kehrs minimiert wird.

Auch die Datenverarbeitung kann im Hinblick auf einen minimierten Aufwand an wenigen oder einem einzigen zentralen Ort ausgeführt werden, in dem die auflaufenden Daten über die je- weiligen Züge und Lokomotiven 20 und ihnen zeitlich und örtlich zugeordneten Bilddaten der jeweiligen aufgenommenen Schleifkontaktvorrichtungen 3 in einer oder mehreren Datenbanken erfasst und verwaltet werden. Diese Datenbank kann weitere Unterstützung der menschlichen Operatoren zum Einpla- nen von Service-Maßnahmen ermöglichen.