(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの消耗品の摩擦エレメント、およびトランスポンダユニット（１１）を含み、上記トランスポンダユニットが送受信ユニット（１２）と無線通信可能な、特にブラシ、フリクションライニング、ブレーキライニング、潤滑片などの摩擦エレメントのための摩耗を検知するための摩耗検知システム（１０）、および摩耗検知方法に関し、上記摩耗検知システムは、シールディング装置を含み、上記シールディング装置は、そのシールディング装置によって、摩擦エレメントの摩耗状態の作用として、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信が影響され得るように、トランスポンダユニットが少なくとも部分的にシールドされ得るように設計される。
2014509823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にブラシ、フリクションライニング、ブレーキライニング、潤滑片などの摩擦エレメントのための摩耗検知システム（１０，２９）は、
少なくとも１つの消耗品の摩擦エレメント、およびトランスポンダユニット（１１，３０，５１）を含み、
上記トランスポンダユニットは、送受信ユニット（１２，３１）と無線通信可能であり、
上記摩耗検知システムは、シールディング装置（２６，３５，５３）を含み、
上記シールディング装置は、そのシールディング装置によって、摩擦エレメントの摩耗状態の作用として、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信が影響され得るように、トランスポンダユニットが少なくとも部分的にシールドされ得るように設計されることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項２】
請求項１の摩耗検知システムであって、
上記トランスポンダユニット（１１，３０，５１）は、送受信ユニット（１２，３１）によって受信され得るコーディングを有していることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２の摩耗検知システムであって、
トランスポンダユニット（１１，３０，５１）はＲＦＩＤトランスポンダユニットであることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうち何れか１項の摩耗検知システムであって、
上記摩擦エレメントは、電気エネルギを伝達する接触片（１３，３２，４４）であることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち何れか１項の摩耗検知システムであって、
上記シールディング装置（２６，３５，５３）は、トランスポンダユニット（１１，３０，５１）に直接的に近接して配置されていることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のうち何れか１項の摩耗検知システムであって、
上記摩耗検知システム（１０，２９）は、摩擦表面（１６）に対して摩擦エレメントを移動可能に位置させるように働く支持構造（１４，３３）を含むことを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項７】
請求項６の摩耗検知システムであって、
トランスポンダユニット（１１）は、摩擦エレメントに固定的に結合され、
シールディング装置（２６）は、支持構造（１４）の少なくとも１つの開口（２０，２１，２２）によって形成され、
上記開口は、上記開口とトランスポンダユニットとの少なくとも部分的な重なり合いの場合に、トランスポンダユニットと送受信ユニット（１２）との間の通信が変化され、ブロックされ、または可能にされるように形成されていることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項８】
請求項７の摩耗検知システムであって、
上記支持構造（１４）は、シールディング装置（２６）を形成する複数の開口（２０，２１，２２）を含むことを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項９】
請求項７または請求項８の摩耗検知システムであって、
上記トランスポンダユニット（１１）は、摩擦エレメントの表面（１９）に配置されていることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項１０】
請求項１から請求項６のうち何れか１項の摩耗検知システムであって、
上記トランスポンダユニット（５１）は、摩擦エレメント内に配置されていることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項１１】
請求項６の摩耗検知システムであって、
トランスポンダユニット（３０）は、支持構造（３３）に固定的に結合され、
上記シールディング装置（３５）は、上記支持構造に配置され、支持構造に対する摩擦エレメントの動きが生じたときに、トランスポンダユニットをシールディングするようにカバーし、またはアンカバーし得るシールディングエレメント（３６）として形成されることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項１２】
請求項１０の摩耗検知システムであって、
上記摩擦エレメントは、コンタクトワイヤから車両に電気エネルギを伝達するためのコンタクトストリップ（４４）であることを特徴とする摩耗検知システム。
【請求項１３】
請求項６から請求項１１のうち何れか１項の摩耗検知システム（１０，２９）のための支持構造（１４，３３）。
【請求項１４】
特にブラシ、フリクションライニング、ブレーキライニング、潤滑片などの摩擦エレメントのための摩耗検知方法は、
少なくとも１つの消耗品の摩擦エレメントを含むとともに、トランスポンダユニット（１１，３０，５１）を含み、
上記トランスポンダユニットは、送受信ユニット（１２，３１）と無線通信可能であり、
摩擦エレメントの摩耗状態の作用として、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信が影響されるように、シールディング装置（２６，３５，５３）によって上記トランスポンダユニットが少なくとも部分的にシールドされることを特徴とする摩耗検知方法。
【請求項１５】
請求項１４の摩耗検知方法であって、
上記シールディング装置（２６，３５，５３）は、トランスポンダユニット（１１，３０，５１）の空間送信範囲の誘電率を変化させることを特徴とする摩耗検知方法。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５の摩耗検知方法であって、
摩擦エレメントの摩耗に関連する寸法の変化によって、トランスポンダユニット（１１，３０，５１）のシールディングまたはシールディングの除去が行われることを特徴とする摩耗検知方法。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のうち何れか１項の摩耗検知方法であって、
摩擦エレメントによって接触される摩擦表面（１６，４６）に対するトランスポンダユニット（１１，３０，５１）の位置の作用として、上記トランスポンダユニットのシールディングまたはシールディングの除去が行われることを特徴とする摩耗検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの消耗品の摩擦エレメント、およびトランスポンダユニットを含み、上記トランスポンダユニットが送受信ユニットと無線通信可能な、特にブラシ、フリクションライニング、ブレーキライニング、潤滑片などの摩擦エレメントのための摩耗を検知するための摩耗検知システム、および摩耗検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気モータのカーボンブラシ、動力伝達のためのフリクションライニング、ブレーキライニング、および固体潤滑片や、鉄道車両のためのコンタクトストリップなどの摩擦エレメントは、常に、その摩擦エレメントの材料の摩滅による消耗の対象である。多くの場合、機能の障害になる摩耗限界に達する前に、摩擦エレメントを交換することが好ましい。そこで、摩擦エレメントの摩耗状態をモニタリングするために、一般に摩耗検知システムが用いられる。この状況では、スイッチと同様に、摩擦エレメント上の電気接点が知られ、それは、摩耗限界への到達を知らせる。しかし、この種の摩耗検知システムは、コントロールユニットへの接点およびスイッチの配線を必要とする。そのような配線は、特に、複数の摩擦エレメントが同時にモニタされるべき場合に、比較的費用のかかる方法でのみ製造され得る。そこで、例えば発電機のブラシのための配線は、配線の負担を軽減するために直列接続のように設計することも可能である。しかし、その場合、摩耗検知システムは、もはや、どのブラシが対応する信号を引き起こしたのかを知ることはできない。
【０００３】
さらに、摩擦エレメントに、送受信ユニットと無線通信可能なトランスポンダユニットを設け、これによって、摩擦エレメントの手の込んだ配線を省略することが知られている。特許文献１は、カーボンブラシにトランスポンダユニットが設けられたような摩耗検知システムを開示している。カーボンブラシの摩耗限界が到達されると、トランスポンダユニットは、カーボンブラシが接する摩擦表面への接触によって破壊される。そこで、カーボンブラシは、送受信ユニットによって検出され得なくなり、それはカーボンブラシが摩耗したという認識を引き起こす。トランスポンダユニットが、カーボンブラシの温度を決定するための計測センサを含み、また、そのデータがトランスポンダユニットから送受信ユニットに送信されることも、なされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７００９４２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
公知の摩耗検知システムは、摩耗限界に達したときのトランスポンダユニットの破壊が不可避的に必要であるという欠点を有している。このように、トランスポンダユニットは、摩耗限界または摩擦表面に達したときに確実に破壊されるように、カーボンブラシに形成され、または取り付けられなければならない。それゆえ、タグの形で利用可能なような安価なトランスポンダユニットは、ここでは使用できない。なぜならば、上記タグは、摩擦表面の直接的な近接での熱影響のために外れ得、または、それらが、カーボンブラシへの不十分な接着のために、機械的に破壊され得ないからである。
【０００６】
また、もし、トランスポンダユニットが、さらに計測センサを備える場合には、摩耗限界に達するのに先立って摩擦エレメントの摩耗状態の詳細な情報が得られる。例えば、トランスポンダユニットは、取り付けに適した所定の位置で摩擦エレメントに取り付けられ得、トランスポンダユニットは例えばケーブルを介して計測センサまたは摩擦エレメントの摩耗限界の領域に設けられた単純な接点に接続される。このように、破壊が必要なトランスポンダユニットは、複雑な方法によってのみ取り付けられ得、取り付けられる計測センサおよび接続ケーブルは比較的高価である。
【０００７】
そこで、安価で簡単な方法で、摩擦エレメントの摩耗のモニタを可能にする摩耗検知システムおよび摩耗検知方法を提案することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、請求項１の特徴を含む摩耗検知システム、および請求項１４の特徴を含む摩耗検知方法によって達成される。
【０００９】
本発明の、特にブラシ、フリクションライニング、ブレーキライニング、潤滑片などの摩擦エレメントのための摩耗検知システムは、少なくとも１つの消耗品の摩擦エレメント、およびトランスポンダユニットを含み、上記トランスポンダユニットは、送受信ユニットと無線通信可能であり、摩耗検知システムはシールディング装置を含み、上記シールディング装置は、そのシールディング装置によって、摩擦エレメントの摩耗状態の作用として、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信が影響され得るように、トランスポンダユニットが少なくとも部分的にシールドされ得るように設計される。
【００１０】
トランスポンダユニットに、それと独立に形成されたシールディング装置により影響を与えることによって、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信リンクを変化させまたはブロックし、または上記リンクを第１にできるようにする（enable said link in the first place）ことが可能である。送受信ユニットによって受信されるトランスポンダユニットの信号は、実質的にシールディング装置によってだけ影響されるので、ほとんどあらゆる種類のトランスポンダユニット、特に安価なトランスポンダユニットでも用いることができる。さらに、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信は、送信されるデータの内容は重要ではないので、実質的に単純化される。トランスポンダユニットが送受信ユニットによって実際に受信され認識されることだけが重要である。また、シールディング装置を組み込むためには、新たなコンポーネントまたは新たな構造ユニットの一体化は必ずしも必要とされない。その代わり、ともかく摩擦エレメントの近傍に存在するコンポーネントがシールディング装置を形成するために用いられ得るので、追加のコストは生じない。そこで、トランスポンダユニットを摩擦エレメントに直接取り付け、またはトランスポンダユニットを摩擦エレメントに、トランスポンダユニットの破壊が確実なように取り付けることも必要ない。摩擦エレメントの摩耗限界への到達は、送受信ユニットにより、トランスポンダユニットの応答信号の変化によって、またはトランスポンダ信号が以前に受信されていた後に存在しなくなることによって、もしくはトランスポンダ信号が以前に存在しなかった後に受信されることによって、検知可能である。
【００１１】
一実施例では、トランスポンダユニットは、送受信ユニットによって受信され得るコーディングを有し得る。上記コーディングは、例えば機械を作動させ得るために、スイッチ信号として用い得る。もし、あらかじめ定義されたコーディングを有しない摩擦エレメントが機械に組み込まれた場合には、対応する信号は生成され得ず、その結果、機械は作動され得ない。そこで、上記機械のために承認された摩擦エレメントだけが用いられることが保証され得る。複数の摩擦エレメントが用いられる場合には、もし、各摩擦エレメントがトランスポンダユニットによって個々のコーディングを有していれば、どの摩擦エレメントが損なわれ、または摩耗したかを決定することも、さらにまた可能になる。そのような制御の目的のためには、摩耗検知システムは、制御ユニット、または機械の制御に接続され得る。
【００１２】
有利には、トランスポンダユニットは、ＲＦＩＤトランスポンダユニットであり得る。例えば光送信技術に基づいたトランスポンダユニットを用いることも、また考えられるが、ＲＦＩＤトランスポンダユニットは比較的安価で、さらにステッカーラベルの形で用い得る。好ましくは、受動ＲＦＩＤトランスポンダユニットが、それらは外部電力供給を必要としないので用いられ得る。さらに、ＲＦＩＤトランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の無線信号は、シールディング装置によって単純に影響され得る。例えば、ＲＦＩＤトランスポンダユニットのアンテナの共振周波数は、アンテナを覆うことによって、またはアンテナの近傍の電気導体によって、無線信号が大幅に減衰されまたは完全にシールドされるように、容易に影響され得る。
【００１３】
摩擦エレメントは、例えば、電気モータまたは発電機のカーボンブラシのような電気エネルギを伝達するための接触片であり得る。摩耗検知システムは、電気モータが、摩耗または損傷のために定期的に交換される必要のある複数のカーボンブラシを備えている場合に、特に効果的に用いることができる。この種の摩耗検知システムは、特に、カーボンブラシのメインテナンスが例えば風力プラントの中で困難な場合に、有利に用いられる。しかし、純粋に基本的な観点から、摩耗検知システムは、また、あらゆる種類のフリクションライニング、ブレーキライニング、または乾式潤滑エレメントなどの摩擦エレメントなどの他のタイプの摩擦エレメントのためにも用いられ得る。
【００１４】
制御されるトランスポンダ装置のシールディングは、シールディング装置がトランスポンダユニットに直接的に（directly）近接して配置される点で、可能にされ得る。もし、トランスポンダユニットがアンテナを含む場合には、それは、金属材料などの電磁放射と相互作用する材料、または摩擦エレメント自体の材料によって直接的にシールドされ得る。上記材料、またはそれに形成されたシールディング装置は、必ず、トランスポンダユニットを完全にカバーでき、そこで、シールディング装置の誘電率はトランスポンダユニットに対して不規則に形成され、シールディング装置に対するトランスポンダユニットの少なくとも１つの位置で、またはシールディング装置の全体または部分的な除去の場合に、送受信ユニットとの通信が可能になる。その結果、シールディング装置をトランスポンダユニットに近接して直接的に配置することによって、シールディング装置、および／またはトランスポンダユニットに対する摩擦エレメントの位置の変化が、送受信ユニットとのトランスポンダユニットの通信によって検出され得る。
【００１５】
摩耗検知システムのさらなる発展では、それは、摩擦表面に対して摩擦エレメントを移動可能に位置させ、摩擦エレメントを摩擦表面に接触させるために働く支持構造を含み得る。摩擦エレメントは、そこで、支持構造によって支持され、または収容され得、また、例えばスプリング装置、または押し付け力を作用させるアクチュエータによって、摩擦表面に押し付けられ得る。例えば、摩擦エレメントは、単体構造に、立方体形状を有するように、またはロッドの形状に形成され、および支持構造によって、それが支持構造の中で摩擦表面に対して実質的に垂直に動き得るように、収容され得る。摩擦エレメントの摩耗によって引き起こされる長さの減少、および支持構造に対する摩擦エレメントの長手方向の動きは、そこで、シールディング装置によって、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信に影響を与え得る。
【００１６】
有利な実施例では、トランスポンダユニットは、摩擦エレメントに固定的に接続され得、シールディング装置は支持構造によって、または支持構造の少なくとも１つの開口によって形成され、上記開口は、開口とトランスポンダユニットとの少なくとも部分的な重なりの場合に、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信が変化され、ブロックされ、または可能にされるように、形成され得る。この状況では、トランスポンダユニットは、必ずしも破壊される必要はなく、摩擦表面に対する摩擦エレメントの動きを検出するために用いられ得るだけなので、トランスポンダユニットが摩擦エレメントに特に強固に結合されることは特に必要とされない。もし、支持構造がシールド装置を形成する場合には、トランスポンダユニット、または存在するかも知れないトランスポンダのアンテナが、摩擦表面に対する摩擦エレメントの特定の位置で、支持構造によってカバーされ得、そこで、シールドされ得る。したがって、支持構造の開口は、トランスポンダユニットを露出させ、および送受信ユニットとの通信を可能にする目的に貢献する。開口は、支持構造の側壁に単純な透過穴として形成され得、上記透過穴は、例えばボアホールのように作成が特に容易である。さらに、上記開口は、また、摩擦エレメントが挿入される、支持構造の前面で、支持構造に既に存在する開口であり得る。トランスポンダユニットは、支持構造に出入りするときに、送受信ユニットとの通信が可能、および遮断され得る。または、支持構造の開口が、先細のスロットのように形成されることも可能である。そこで、摩擦エレメントの実際に存在する摩耗状態を計測し決定するように、送受信ユニットによって、変化し、弱まり、または増大するトランスポンダユニットの信号を検出することが可能になる。
【００１７】
また、支持構造は、シールディング装置を形成する複数の開口を有し得る。そこで、摩耗の進行を比較的正確に決定するように、支持構造に対する摩擦エレメントの位置を検出することが可能になる。開口は、例えば、支持エレメントの側壁の長手方向におけるボアホールの列のように形成され得る。また、トランスポンダユニットの異なる強さの入力信号を検出し、それから、次に、摩擦エレメントの相対位置に関して結論が導き出され得るように、透過穴のサイズを変化させることも考えられる。異なる強さの信号は、送受信ユニットの信号に対するトランスポンダユニットの応答の遅延によって決定することができる。応答は、例えば弱い信号によってさらに遅延し得る。なぜならば、受動ＲＦＩＤトランスポンダユニットは、まずトランスポンダユニットのキャパシタに充電（loading）を必要とし、充電時間は受信信号の強度に依存するからである。
【００１８】
摩耗検知システムは、トランスポンダユニットが摩擦エレメントの表面に配置されるならば、特に簡単に実現し得る。例えば、トランスポンダユニットは、ステッカーラベルの方法で形成することができ、それは、摩擦エレメント、またはその表面に貼り付けることが必要なだけである。摩擦エレメントにトランスポンダユニットを取り付けるための特別な手段（measures）は、そこで、もはや必要とされない。
【００１９】
または、トランスポンダユニットは、また、摩擦エレメントの内部にも配置し得る。これは、例えば、摩擦エレメントの製造中に、その材料の中にトランスポンダユニットを埋め込むことによって、トランスポンダユニットが全体として摩擦エレメントの内部に収容され得、または摩擦エレメントのボアホール内に挿入され得ることを意味する。これは、
トランスポンダユニットが外部の影響で損傷するのから守られるならば、特に有利である。さらに、摩擦エレメントの内部に複数のトランスポンダユニットを配置することも、また、可能である。これは、最大に摩耗した摩擦エレメントの一部もモニタ、または検出され得るので、摩擦エレメントが均一に摩耗されないならば、特に有利である。
【００２０】
摩耗検知システムの他の実施例では、トランスポンダユニットは、支持構造に固定的に接続され得、シールディング装置は、支持構造に設けられ、支持構造に対する摩擦エレメントの動きが生じたときに、シールディングの手法において、トランスポンダユニットをカバー、またはアンカバーし得るシールディングエレメントとして実現され得る。したがって、トランスポンダユニットは、例えばトランスポンダユニットが摩擦エレメントに接触することなく、支持構造の表面に直接的に取り付けられ得る。シールディング装置は、そこで、例えば摩擦エレメントの長さの変化の作用として、トランスポンダユニットをシールディングするようにカバーし、または送受信ユニットとの通信のためにアンカバーするシールディングエレメントによって形成され得る。シールディングエレメントは、例えば摩擦エレメントの端部が通過した後にトランスポンダユニットに対して相対的に動く簡単な金属シートとして形成され得る。この種のシールディング装置は、また、安価に実現され得、トランスポンダユニットは摩擦エレメントから分離されて、高温や振動にさらされないので、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の特に確実な送信および通信を許す。特に、支持構造がプラスチック材料から形成される場合には、また、例えばＲＦＩＤトランスポンダユニットの共振周波数は、シールディング装置以外の周りの材料によっては、ほとんど影響されない。
【００２１】
摩擦エレメントは、また、コンタクトワイヤから車両に電気エネルギを伝達するためのコンタクトストリップであり得る。この種のコンタクトストリップは、一般にレール車両で用いられ、パンタグラフによってコンタクトワイヤに接触される。この状況でのパンタグラフは、支持構造に対応し、コンタクトストリップの摩耗状態は、トランスポンダユニット単体によって、コンタクトワイヤに対するパンタグラフの距離の変化から検出することはできない。むしろ、コンタクトストリップの摩滅の場合に、トランスポンダユニットがアンカバーにされ、そして、例えばコンタクトワイヤに近接して位置された送受信ユニットによって、コンタクトストリップの摩耗が検知され得るように、トランスポンダユニットがコンタクトストリップの中に配置されることが想定され得る。このように、シールディング装置は、コンタクトストリップ自体によって形成され得る。
【００２２】
本発明の支持構造は、請求項６から１１の何れかの摩耗検知システムのために設計される。さらに有利な実施例は、それぞれの従属請求項の特徴の記述から生じる。
【００２３】
本発明の、特にブラシ、フリクションライニング、ブレーキライニング、潤滑片などの摩擦エレメントのための摩耗検知方法は、少なくとも１つの消耗品の摩擦エレメント、およびトランスポンダユニットを含み、上記トランスポンダユニットは、送受信ユニットと無線通信可能であり、上記トランスポンダユニットは、摩擦エレメントの摩耗状態の作用として、トランスポンダユニットと送受信ユニットとの間の通信が影響され得るように、少なくとも部分的にシールディング装置によってシールドされる。摩耗に関連する摩擦エレメントの長さの変化は、このように、シールディング装置に対するトランスポンダユニットの位置の変化を引き起こし得る。上記摩耗検知方法の利点に関しては、本発明の摩耗検知システムの詳細な記述に対して参照される。
【００２４】
上記方法は、もし、シールディング装置がトランスポンダユニットの空間送信範囲の誘電率を変化させるなら、特に簡単に実現され得る。例えば、シールディング装置はトランスポンダユニットと送受信ユニットとの間に介在し、入力信号を伝達するために使われ、それぞれの空間の誘電率を変化させることによって入出力信号に影響を与える空間に配置され得る。電磁的送信方法では、これは、例えば上記空間に電気導体材料を挿入することによって、または同様にそれを取り除くことによって、行われ得る。これば摩擦エレメントの摩耗状態の作用として生じる場合には、誘電率の変化から摩耗状態に関する結論を引き出すことが可能になる。
【００２５】
これは、また、トランスポンダユニットのシールディングまたはシールディングの除去が行われ得る摩擦エレメントの摩耗に関する寸法変化によって達成される。摩滅によって引き起こされる摩擦エレメントの摩耗は、摩擦エレメントの寸法変化を伴い、長さの変化または表面の摩滅などの寸法変化は、トランスポンダユニットがシールドされ、またはトランスポンダユニットのシールディングが除去される結果となり得る。このように、摩擦エレメントの摩耗は、トランスポンダユニットの入力信号の変化を伴い、それは、送受信ユニットによって検出され得、それから、摩擦エレメントの摩耗状態に関して結論が導き出される。
【００２６】
このように、摩擦エレメントに接触される摩擦表面に対するトランスポンダユニットの位置の作用として、トランスポンダユニットのシールディングまたはシールディングの除去が生じさせられ得る。除去は摩擦エレメント、例えばコンタクトストリップの表面の摩滅によって生じ得る。
【００２７】
上記方法の更なる有利な実施例は、装置の請求項１を参照する従属請求項の特徴記述から生じる。
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施例が、伴う図面を参照して詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】摩耗検知システムの第１の実施例を概略図で示す。
【図２】図１に比べて変化した摩耗状態の第１の実施例の摩耗検知システムを示す。
【図３】摩耗検知システムの第２の実施例を概略図で示す。
【図４】図３に比べて変化した摩耗状態の第２の実施例の摩耗検知システムを示す。
【図５】摩耗検知システムの第３の実施例のコンタクトストリップを斜視図で示す。
【図６】図５のコンタクトストリップの分解図を示す。
【図７】摩耗した状態の図５のコンタクトストリップを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、トランスポンダユニット１１、送受信ユニット１２、およびカーボンブラシ１３を含む摩耗検知システム１０の概略図を示す。カーボンブラシ１３は、カーボンブラシ１３を長手方向に移動可能に収容するためにサポート１４内に挿入され、スプリング１５によって、ここでは断面で図示されるスリップリング１７の摩擦表面１６に押圧される。トランスポンダユニット１１は、カーボンブラシ１３の後端１８で、カーボンブラシ１３の側面１９に接着される。金属材料から形成されるサポート１４には、開口２０，２１，２２が形成され、それによって、トランスポンダユニット１１がカーボンブラシ１３の長さＬの作用として重なり合わせられ得る。
【００３１】
図１に示されるように、カーボンブラシ１３が長さＬ１のときは、トランスポンダユニット１１は開口２０の領域に入り、送受信ユニット１２はトランスポンダユニット１１に信号２３を送信でき、それは後者によって受信され得る。次に、トランスポンダユニット１１は信号２４を送受信ユニット１２に返送し、このように、送受信ユニット１２に、トランスポンダユニット１１が開口２０の位置に達し、従ってカーボンブラシ１３が長さＬ１を有するという情報を提供する。
【００３２】
カーボンブラシ１３の前端２５の摩耗の場合には、図２に例示的に図示するように、長さＬ１は長さＬ２に減少する。長さＬ２では、トランスポンダユニット１１はサポート１４によって形成されたシールディング装置２６に重なり合うようになる。このケースでは、シールディング装置２６は、金属シートから成るサポート１４の壁２７によって形成される。もし、図２に図示されるように、トランスポンダユニット１１が壁部２８に直接的にカバーされると、トランスポンダユニット１１は、送受信ユニット１２に対して、および送受信ユニットから送出された信号２３に対してシールドされ、送受信ユニット１２に利用され得なくなる。この情報は、今度はより上位のマシンコントロール内で、または、また、送受信ユニット１２によって処理され、送受信ユニット１２とトランスポンダユニット１１との間でブロックされた通信から、カーボンブラシ１３の長さＬ２に関して、結論が導き出され得る。
【００３３】
図３、および図４は、トランスポンダユニット３０、送受信ユニット３１、およびカーボンブラシ３２を含む摩耗検知システム２９を示す。図１、および図２の摩耗検知システムに対して、ここでは、カーボンブラシ３２は、外面３４にトランスポンダユニット３０が固定的に取り付けられているサポート３３内に挿入されている。シールディング装置３５は、金属から成るカバリングエレメント３６から形成され、それは、サポート３３の壁３８上の軸３７に回転可能に支持される。カバリングエレメント３６は、トランスポンダユニット３０をシールドする外端３９、およびカーボンブラシ３２の側面４１に接する内端４０を含むロッカーのように形成されている。
【００３４】
図３から把握され得るように、カーボンブラシ３２の長さｌ１において、カバリングエレメント３６の内端４０はカーボンブラシ３２の側面４１に接し、カバリングエレメント３６の外端３９は、電磁放射および送受信ユニット３１の信号４２に対してトランスポンダユニット３０をシールドする。もし、カーボンブラシ３２の長さｌ３が、それ以上に達しなくなると、内端４０はもはや側面４１に接しなくなり、カバリングエレメント３６は突然、例えばスプリングまたはウェイトの力による力の影響（不図示）によって解除され、軸３７に対して回転させられ、外端３９は、もはやトランスポンダユニット３０をシールドしなくなる。信号４２は、今度はトランスポンダユニット３０に受信され、トランスポンダユニット３０は送受信ユニット３１に信号４３を返送する。送受信ユニット３１は、今度はカーボンブラシ３２の長さｌ３の超過を登録し、可能な場合にはその情報をより上位レベルのマシンコントロールにパスする。
【００３５】
図５から図７を合わせた図示は、コンタクトワイヤに接触されるレール車両のコンタクトストリップ４４を示す。コンタクトストリップ４４は、実質的にカーボン材料から成り、支持構造（不図示）またはパンタグラフの保持装置４５に結合される。コンタクトストリップ４４の上面４６は、コンタクトワイヤに接触されるように形成され、下面４７は、コンタクトストリップ４４からＵ字型レール４８のように形成された保持装置４５への電気エネルギの良好な伝達が可能なように、銅レイヤーが設けられている。下面４７では、さらに、溝４９が形成され、そこに破損センサ（不図示）が挿入され得る。破損センサによって、コンタクトストリップ４４のあり得る破損が検知され得、そこで、コンタクトストリップ４４は自動的に接触ワイヤから引き下げられ得る。
【００３６】
さらに、下面４７には３つの凹部５０が形成され、その中にトランスポンダユニット５１が挿入されている。凹部５０は、コンタクトストリップ４４の材料によって、またはその上面４６によって覆われ、トランスポンダユニット５１は送受信ユニットとは通信できない。コンタクトストリップ４４が図７に示すように完全に摩耗した場合にだけ、コンタクトストリップ４４の材料が、上面４６の摩滅によって、その領域で十分に摩滅し、凹部５０がカバーされない摩耗表面５２が現れる。凹部５０内のトランスポンダユニット５１は、今度は、例えばコンタクトワイヤ上のブリッジに配置され得る送受信ユニットと通信可能になる。上面４６の領域のコンタクトストリップ４４の材料は、このようにトランスポンダユニット５１のためのシールディング装置５３を形成する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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