用于监控被引导车辆的正确复轨的方法和设备的制造方法
【专利说明】用于监控被引导车辆的正确复轨的方法和设备
[0001]本发明涉及根据权利要求1、6和13的前序部分的一种用于监控被引导车辆的正确复轨的方法和系统以及一种用于实现该功能的专用电气开关。
[0002]具体地，本发明涉及检测和监控被引导车辆的导引构件的复轨正确与否。
[0003]“被引导车辆”是指公共交通工具，例如公交车、无轨电车、有轨电车、地铁、列车或列车组等等，以及负载交通工具，例如桥式起重机，负载交通工具的安全性是极为重要的因素并且负载交通工具特别地由单一轨道引导。该单一轨道被用于引导被引导车辆的导引构件，所述导引构件通常抵靠轨道且在被引导车辆移动时跟随轨道的路径。导引构件能够使例如导引系统沿着轨道所限定的路径来指引被引导车辆的转向轴，所述转向轴例如设置有负重轮。
[0004]导引构件的第一已知变型包括一对导引轮，也称作导引滚轮，每个都设置有轮缘并呈V形布置，S卩，所述轮的滚动平面相对于彼此倾斜以形成V形，所述轮中一个的转轴与所述轮中另一个的转轴形成凸角，以便将导轨夹在由配备有各自的轮缘的所述滚轮所形成的钳口中。此类导引构件例如在文件US 7228803 B2、US 6029579 A1、US 6363860 B1和TO2008/074942 A1中被描述。这种导引构件确保车辆导引的安全直至车辆停止。例如可以防止由于失去导引而导致的材料损坏以及在公共交通情况下确保车辆上的员工及乘客的人身安全。
[0005]包括此类导引构件的被引导车辆的工作原理通过图1至图3来进行解释。图1示出了本领域技术人员已知的导引构件中呈V形布置的一对滚轮1和滚轮2。该对滚轮1和滚轮2夹住与其接触的轨道3并因此强制导引构件跟随轨道3所限定的路径，因而迫使与所述导引构件协作的被引导车辆的转向轴跟随所述路径。导轨3特别地包括固定至地面5的基板4和支撑轨头7的腹板6，其中滚轮1和滚轮2通过轮面9而抵靠于轨头7上。同一对导引滚轮中的每个滚轮1、2的轮面9因此与轨头7的表面相接触，该表面称作轨道表面8，并对称地分布在轨头7上部的每一侧。每个滚轮还包括轮缘10，该轮缘的正常位置延伸到所述轨道3的轨头7下方，这使得能够自由地夹住所述轨头7。当车辆移动时，滚轮1和滚轮2与轨头7相接触，以及其相应的轮缘10以正常模式无接触地围绕后者，并靠近后者下方的腹板6。由于围绕轨头7的两个轮缘10的下端201、101之间的距离小于轨头7的宽度C，因此只有在滚轮连接角11增大的情况下，即滚轮对中的滚轮1、2中的每个的转轴所形成的扇区所对应的角度(该角度被呈V形布置的滚轮对的对称平面中分)增大，和/或只有在轮缘10和/或轨头7的外边缘变形的情况下，才能使轨头7从所述滚轮1、2的抓握中或者从轮面9和轮缘10之间的区域中脱出。
[0006]车辆的正确定向因此通过将导引构件中的滚轮对与车辆转向轴耦合而得到。如果滚轮正确地夹紧导轨，则车辆跟随轨道所限定的路径移动。相反，如果滚轮离开了它们正常或标称的工作位置，例如，如果导轨的轨头移动到轮面和轮缘之间的区域之外，则车辆将有离开轨道所确立的初始路径的风险(参照图2)。实际上，一旦滚轮不再跟随导轨所强制的方向，则它们会移动到轨道的右侧或左侧，从而使车辆从预期的路径偏离。该场景被描述为车辆导引的丧失。换言之，滚轮的正确位置对于确保车辆正确地转向而言是必要条件。
[0007]导引构件的第二变型在文件W0 2008/074942 A1中进行描述，其包括如上文所述的一对夹紧轨头的滚轮，然而不同之处在于滚轮不具有轮缘。在此情况下，车轮的轮缘被联结到滚轮的连接座的轮缘所替代，滚轮还被安全护套所保护。该布置提供更大的刚性，其增大了将滚轮从轨道上分离所需要的力。
[0008]不论有关导引构件的变型如何，轨头都有可能移出滚轮抓握之外。这例如是以下情况:垂直向上的拉力被施加在滚轮上或者在滚轮的固定座上，使得部件变形(轮缘和/或轨头和/或滚轮轴)导致轮缘之间的距离超过轨头的宽度。在此情况下，滚轮不再抓握轨道且位于轨道外，如图2所示，图1中使用的参考标记也用于图2。
[0009]另外，在车间中，通常提升车辆以进行维护工作。为此，该车间中的称作提升区的至少一个区域配备有用于提升所述车辆的不具有轨头的导轨3(参见图3中的所述轨道3的腹板61)。该轨道的特征在于，其上部的宽度C小于导引构件滚轮的两个轮缘下端101和201之间的距离。因此，导引构件由于轨头和滚轮的几何形状而从轨道夹持力中解放出来，从而可以在垂直方向上抬起车辆以进行维护工作，而不使轨道嵌在导引滚轮之间。维护工作完成后，车辆返回其运行轨迹且滚轮返回图3中示出的位置上。在提升区出口处，导轨在过渡区之后重新具有所述轨头7的形状。
[0010]在所述过渡区，需要检查被引导车辆的导引构件的是否正确复轨。实际上，当被引导车辆下降至其运行轨道以及移至过渡区中时，被引导车辆应被监控以保证其每个导引构件中滚轮的正确复轨。如果轨道的轨头未被正确的接合在滚轮对之间，则所述导引构件将不再能够引导车辆，从而对于硬件设施、员工和乘客造成严重后果。
[0011]因此检查被引导车辆的导引滚轮的正确复轨是保证所述被引导车辆安全操作的重要步骤。该检查总是以手动方式进行，即便对于自动车辆也是如此。虽然现有设备和方法已经能够检测被引导车辆的从在轨状态到不在轨状态的改变(例如W0 2011/012176)以及轨道的存在(例如W0 2010/102676或US 2010/0065692)，但是这些设备和方法是基于不得不被安装在每对导引滚轮上的车载硬件的，这会迅速增加不合时宜的故障并提高安装和维护的成本。
[0012]本发明的一个目的是提供一种用于特别是在车间中检查导轨上的滚轮的正确复轨的简单、安全及可靠的自动化系统，而不论是否存在所述轨道上的轨头。
[0013]为达到该目的，权利要求1、权利要求6和权利要求13提出了一种电气开关、一种监控系统以及一种方法。
[0014]—系列从属权利要求也提供了本发明的一些优点。
[0015]本发明特别地涉及一种电气开关，其旨在与被至少一条导轨引导的车辆的导引构件协作，所述开关包括例如第一接触件和第二接触件，所述开关的特征在于具有两种状态，分别为第一状态或初始状态以及第二状态或暂时状态，所述开关在其中一个状态被关断，即其被配置成防止电路中的电流的流动，例如所述开关的所述接触件彼此电隔离且能够形成开路，以及在另一个状态中，所述开关被接通，即其被配置成重建所述电路中的所述电流的流动，例如所述接触件彼此电连接且能够形成闭合电路，所述开关的特征在于，其被安装/固定在尤其是连接到地面的支撑结构上，使得其能够在所述导引构件接近所述支撑结构时与所述导引构件相互作用，所述开关通过与所述导引构件的至少一部分相互作用而可以从第一状态切换到第二状态，一旦所述相互作用停止，所述开关能够自动回到所述第一状态，例如当相互作用中断或结束时。因此，一旦所述中断停止，所述开关就自动返回到其初始状态，即所述第一状态。
[0016]根据优选的实施方式，所述电气开关能够无接触地与导引构件的所述部分相互作用。为此，所述电气开关特别地包括能够在不接触所述导引构件的情况下检测该导引构件的所述部分的存在的至少一个无接触传感器。这样的传感器例如是光学传感器、电感式传感器、电容式传感器或者超声传感器，所述相互作用分别是光学相互作用(例如光束被所述导引构件的所述部分的通过所切断以及当所述支撑结构的附近不存在导引构件时被重建)、磁相互作用(例如当所述导引构件的所述部分存在时改变所述传感器所发射的磁场)、电相互作用(例如当所述导引构件的所述部分存在时改变所述传感器附近的电场)，或者声学相互作用(例如由于所述导引构件的所述部分的存在所引发的对所述传感器发射的声波的改变)。
[0017]根据另一个优选的实施方式，所述电气开关能够与所述导引构件的所述部分机械地相互作用。所述开关例如是通过所述支撑结构而被定位的开关杆，使得电气开关的所述杆能够与导引构件的一部分机械地相互作用，该一部分例如是轮缘或滚轮。具体地，所述电气开关包括所述第一接触件和所述第二接触件，所述接触件被安装/固定在所述支撑结构上，使得能够实现所述接触件中的至少一个与所述导引构件的机械相互作用，所述支撑结构优选地是导轨，以及所述接触件特别地被纵向地并排或层叠布置，例如在所述导轨上或者在其至少一侧上，或在其每一侧上，甚至或者在所述导轨的轨头下方，所述接触件还与所述导轨电隔离。具体地，所述开关能够通过与所述导引构件的至少所述部分的机械相互作用而从第一状态切换到第二状态，所述机械相互作用优选地适于通过连接所述第一接触件和所述第二接触件来使所述开关接通(电路闭合以允许电流穿过所述电路)，或是通过断开所述第一接触件与所述第二接触件来使所述开关关断(电路断开以防止电流继续通过所述电路)。
[0018]所述支撑结构特别地布置成承载所述电气开关以及特别地其传感器或所述接触件，以便在所述导引构件的所述部分在所述支撑结构附近时允许所述电气开关与所述导引构件的所述部分无接触地或机械地相互作用。所述支撑结构可以例如是地面，或者简单地是轨道，或者是用于在所述轨道的附近固定至地面的机械支承构件，其具有例如至少一个