MUELLER RALPH (DE)
STILLGER MARTIN (DE)
GROLL PETER (DE)
MUELLER RALPH (DE)
STILLGER MARTIN (DE)
DE10060380A1 | 2002-06-13 | |||
DE102006015924A1 | 2007-10-18 | |||
DE10030998A1 | 2002-01-10 | |||
DE102005024852A1 | 2006-11-30 | |||
DE1176697B | 1964-08-27 | |||
DE10305470A1 | 2004-08-26 | |||
DE10030998A1 | 2002-01-10 | |||
DE10060380A1 | 2002-06-13 | |||
EP1772342A2 | 2007-04-11 | |||
DE4217681A1 | 1993-12-02 | |||
DE102006015924A1 | 2007-10-18 | |||
DE102008018076A1 | 2009-10-15 |
Schwelle zur Auflage von Schienen innerhalb eines Gleisabschnittes für Schienenfahrzeuge, wobei die Schwelle (1) sich entlang der Längsachse (X) der Schwelle erstreckende längliche Armierungselementen (11) besitzt und als Vollmaterialschwelle mit einem Holraum (12) hergestellt ist, der sich zwischen diesen Armierungselementen (11) und von wenigstens einer Schwellenaußenseite her in das Schwelleninnere erstreckt, und wobei die Schwelle (1) zur Nutzung mit wenigstens zwei unterschiedlichen Messwert- Aufnehmersysteme ausgebildet ist, wobei eines der Messwert-Aufnehmersysteme ein Temperaturmesswert- Aufnehmersystem mit einer Infrarot-Sensorik ist, welche zur Beherbergung in den Holraum (12) einzuschieben ist. Schwelle nach Anspruch 1, welche als Betonschwelle hergestellt ist und in welcher während deren Herstellung die Armierungselemente (11) unter Vorspannung eingegossen sind. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Holraum (12) sich entlang der Längsachse (X) der Schwelle, insbesondere co-axial zur Schwelle mit sich im Wesentlichen gleichmäßig um den Holraum (12) herum verteilten Armierungselementen (11) erstreckt. Schwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Holraum topfartig ausgebildet ist. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwelle mit Fixierungsmitteln (15, 21) zur codierten Lagefixierung der IR-Sensorik ausgebildet ist . Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fixierungsmittel (15, 21) zum Herausnehmen der IR-Sensorik wiederholt lösbar sind. Schwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Infrarot-Sensorik innerhalb einer Ummantelungseinheit (20) Lagefest angeordnet ist, die in den Holraum (12) einzuschieben ist. Schwelle nach vorhergehendem Anspruch, wobei an der Schwellenaußenseite, von der sich der Holraum (12) erstreckt, um den Holraum (12) herum eine Basisplatte (13) mit ersten Fixierungsmitteln (15) befestigt ist, die zumindest bei aus dem Holraum entfernter Ummantelungseinheit von der Schwellenaußenseite her zugänglich sind, und wobei die Ummantelungseinheit (20) komplementär ausgebildete zweite Fixierungsmittel (21) umfasst, wobei die ersten und zweiten Fixierungsmittel zur wiederholt lösbaren, codierten Lagefixierung zusammenwirken. Schwelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei quer zur Längsachse der Schwelle und bei innerhalb des Gleisabschnittes eingebauter Schwelle von deren Oberseite kommend sich wenigstens ein Kanal (14a, 14b) bis in den Holraum erstreckt . 10. Schwelle nach vorgehendem Anspruch, wobei an der Schwellenoberseite, von der sich der Kanal (14a, 14b) erstreckt, eine den Kanal zur Außenseite hin abdeckende Schließeinrichtung (30a, 30b) befestigt ist, die mittels einer daran angeschalteten Schließelektronik geöffnet werden kann. Schwelle nach vorhergehendem Anspruch, wobei die Schließeinrichtung (30a, 30b) wiederholt entfernbar befestigt ist. 12. Schwelle nach vorhergehendem Anspruch, wobei an der Schwellenoberseite, von der sich der Kanal (14a, 14b) erstreckt, um den Kanal (14a, 14b) herum eine Basisplatte (16) mit dritten Fixierungsmitteln befestigt ist, die zumindest bei entfernter Schließeinrichtung (30a, 30b) von der Schwellenoberseite her zugänglich sind, und wobei die Schließeinrichtung (30a, 30b) komplementär ausgebildete vierte Fixierungsmittel (31) umfasst, wobei die dritten und vierten Fixierungsmittel zur wiederholt lösbaren, codierten Lagefixierung zusammenwirken . 13. Schwelle nach einem der beiden vorgehenden Ansprüche, wobei in der Ummantelungseinheit ein mit der IR- Sensorik zusammenwirkendes Spiegelsystem zur Umlenkung von durch den Kanal (14a, 14b) einfallenden IR- Strahlen angeordnet ist, mit welchem die Schließeinrichtung (30a, 30b) ausgerichtet ist. 14. Schwelle nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei ein zweites Messwert-Aufnehmersystem ein Kraft- Messwert-Aufnehmersystem mit einer Kraftmesszelle is welche an einer Schwellenaußenseite und unterhalb de Schiene (2) beherbergt ist. 15. Schwelle nach vorgehendem Anspruch, wobei das die Schwellenaußenseite zur Beherbergung der Kraftmesszelle eine Einsenkung herausgearbeitet ist, in welche diese eingesetzt ist. 16. Schwelle nach einem der zwei vorgehenden Ansprüche, wobei die Kraftmesszelle (61) auf einer Basisplatte (60) sitzt, welche fest mit der Schwelle (1) verbunden ist. 17. Schwelle nach einem der drei vorgehenden Ansprüche, wobei zwischen Kraftmesszelle (61) und Schiene eine Zwischenplatte (62) angeordnet ist. 18. Schwelle nach vorgehendem Anspruch, wobei zwischen Zwischenplatte (62) und Schiene (2) eine Adapterplatte angeordnet ist oder die Zwischenplatte als Adapterplatter aufgebildet ist, auf welcher die Schiene (2) in einer vorgeschriebenen Neigung unverrückbar aufklemmbar ist . 19. Schwelle nach einem der fünf vorgehenden Ansprüche, wobei die Kraftmesszelle (61) elektrische Anschlüsse zur Abnahme von elektrischen Signalen besitzt, die di von der Schiene in die Kraftmesszelle eingeleitete Kraft repräsentieren. 20. Schwelle nach einem der sechs vorgehenden Ansprüche, wobei die Kraftmesszelle zur Aufnahme von Vertikalkräften (Q) und Horizontalkräften (Y) aufgebaut ist . |
Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Schwelle zur Auflage von
Schienen innerhalb eines Gleisabschnittes für
Schienenfahrzeuge, wobei die Schwelle sich entlang der Längsachse der Schwelle erstreckende längliche
Armierungselementen besitzt
Bekanntermaßen werden Gleisabschnitte, d.h.
Fahrbahnabschnitte aus hintereinander liegenden Schwellen auf denen zwei parallele stählerne Schienen für
Schienenfahrzeuge befestigt sind, zu Messstrecken
angepasst, indem einige dieser herkömmlichen Schwellen durch spezielle Messschwellen ausgetauscht werden, und Messeinrichtungen, wie z.B. Kraft- oder
Temperaturmesssensoren beherbergen, um mit einem eine solche Messeinrichtung umfassenden Messwert-Aufnehmersystem zur Ermittlung von physikalischen Größen bei der Überfahrt von schienengebundenen Fahrzeugen genutzt zu werden. Solche auszutauschenden, herkömmlichen Schwellen können je nach Alter, Gleiskonstruktion und vorgesehener Nutzung durch Schienenfahrzeuge unterschiedlich, und insbesondere, Holz-, Stahl und Betonschwellen sein.
Aus der DE 103 05 470 ist ferner z.B. bekannt,
Messeinrichtungen von unterschiedlichen Messwert- Aufnehmersystemen, insbesondere solche zur Kraftmessung,
BESTÄTIGUNGSKOPIE Temperaturmessung und/oder zur Wegmessung an gemeinsamen Schwellen anzuordnen. Messeinrichtungen zur Kraftaufnahme sind demgemäß zwischen der Schiene und der Schwelle
angeordnet, sodass hierdurch bedingt grundsätzlich auch Messeinrichtungen von unterschiedlichen Messwert- Aufnehmersystemen vorteilhaft auf herkömmlichen Schwellen oder auch an herkömmlichen Schienen innerhalb eines
gemeinsamen Gleisabschnittes vorgesehen werden können. In Bezug auf Betonschwellen zur Auflage von
Eisenbahnschienen wird in der DE 100 30 998 eine solche Betonschwelle offenbart, die in Längsrichtung der Schwellen etwa gleichmäßig verteilte ArmierungsStäbe aufweist, die unter Vorspannung in den Betonkörper eingegossen sind, wobei mindestens im Bereich jeder Schienenlagerung auf der Schwellenoberseite als Aufnahmeelement eine Anschlussplatte vorgesehen ist, die im Betonkörper durch an ihrer
Unterseite angebrachte Armierungselemente fest verankert ist und über Befestigungselemente verfügt, wobei die
Anschlussplatte so in einer Absenkung im Bereich der
Schienenlagerung angebracht ist, dass die Oberfläche der Anschlussplatte unterhalb der Schwellenoberseite liegt und wobei die Befestigungselemente so ausgebildet sind, dass an ihnen unterschiedliche Messeinrichtungen unter den Schienen zur Messsignalerfassung anbringbar sind. Eine solche
Anordnung ist zwar für Kraftaufnehmersysteme geeignet, da die hierzu verwendete Sensorik direkt im Kraftfluss Schiene -Schwelle liegt. In Bezug auf Temperaturaufnehmersysteme, die im Bereich der Fahrwerküberwachung, z.B. zur
Heißläuferortung oder Festbremsortung eingesetzt wird, ist die genutzte IR-Sensorik (Infrarot-Sensorik) zum Teil extrem fehleranfällig, weil die Umfeldeinflüsse (Witterung, dynamische Belastung, Schmutz) extrem sind. Eine Anordnung z.B. auf der Schwellenoberseite ist daher nur bedingt geeignet .
Zur Anordnung von Einrichtungen von
TemperaturaufnehmerSystemen wird daher in der Regel auf eine spezielle Hohlschwellen als Messschwellen
zurückgegriffen. Diese sind jedoch wesentlich
vibrationsanfälliger und die gesamte IR-Sensorik muss infolge über Schwingungsdämpferelemente innerhalb der
Hohlschwelle gehalten werden. Auch ist der Quer-
Verschiebewiderstand solcher speziellen Mess- bzw.
Hohlschwellen nur mäßig in Bezug auf herkömmliche
Schwellen, insbesondere auch im Vergleich zu
Betonschwellen. In Bezug auf solche speziellen
Hohlschwellen als Messschwellen kann beispielsweise auf die DE 100 60 380 sowie auf die EP 1 772 342 verwiesen werden.
Ferner ist in der DE 42 17 681 eine Anordnung von
Einrichtungen eines Temperaturaufnehmersystems innerhalb einer Hohlgleisschwelle beschrieben, die parallel zu den herkömmlichen Schwellen angeordnet ist. Die Anordnung ist jedoch so, dass im Wartungsfall bzw. bei Fehler oder
Ausfall eines Temperaturaufnehmersystems die
Hohlgleisschwelle jedoch komplett aus dem Gleis entnommen werden muss, um an die innerhalb der Holgleisschwelle angeordnete IR-Sensorik gelangen zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Schwelle zur
Auflage von Schienen innerhalb eines Gleisabschnittes für Schienenfahrzeuge bereitzustellen, die Messeinrichtungen für unterschiedliche Messwert-Aufnehmersysteme beherbergt, eine hohe Lagestabilität aufweist und vorzugsweise
weiterhin homogene Steifigkeitsverhältnisse in Gleisabschnitten bewirkt, bevorzugt in der Herstellung einfach und somit kostengünstig ist und zweckmäßig einen wartungsfreundlichen Zugang auch zu von der Schwelle beherbergten Temperaturmesseinrichtungen bietet .
Die Lösung der Aufgabe ist auf überraschende Weise bereits durch eine Gleisschwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gegeben. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Demgemäß schlägt die Erfindung eine Schwelle zur Auflage von Schienen innerhalb eines Gleisabschnittes für
Schienenfahrzeuge vor, wobei die Schwelle sich entlang der Längsachse der Schwelle erstreckende längliche
Armierungselementen besitzt und als Vollmaterialschwelle mit einem Holraum hergestellt ist, der sich zwischen diesen Armierungselementen und von wenigstens einer
Schwellenaußenseite her in das Schwelleninnere erstreckt, und wobei die Schwelle zur Nutzung mit wenigstens zwei unterschiedlichen Messwert-Aufnehmersysteme ausgebildet ist, wobei eines der Messwert-Aufnehmersysteme ein
Temperaturmesswert-Aufnehmersystem mit einer Infrarot- Sensorik ist, welche zur Beherbergung in den Holraum einzuschieben ist.
Wesentliche Vorteile sind somit darin zu sehen, dass die Schwelle gleichzeitig für unterschiedliche Messwert- Aufnehmersysteme nutzbar ist, aufgrund der Herstellung als Vollmaterialschwelle eine hohe Lagestabilität aufweist und bedingt durch die Armierungselemente grundsätzlich
weiterhin homogene Steifigkeitsverhältnisse in
Gleisabschnitten bewirkt. Ferner ist die Integration eines Hohlraums in einer ansonsten als Vollmaterialschwelle ausgebildeten Schwelle einfach und kostengünstig.
Ist die Schwelle gemäß der Erfindung als Betonschwelle hergestellt, in welcher während deren Herstellung die
Armierungselemente unter Vorspannung eingegossen sind, ergibt sich, eingebaut in einen Gleisabschnitt ein hoher Quer-Verschiebewiderstand und eine dauerhafte Lagestabile Positionierung. Auch kann eine solche Schwelle z.B.
zusätzlich in ein Betongleisbett eingegossen werden.
Zweckmäßig erstreckt sich der Holraum entlang der
Längsachse der Schwelle, insbesondere co-axial zur Schwelle mit sich im Wesentlichen gleichmäßig um den Holraum herum verteilten Armierungselementen, so dass die zweckmäßig ein wartungsfreundlicher Zugang auch zur von der Schwelle beherbergten IR-Sensorik, da insbesondere auf der
Schwellenoberseite angeordnete Schienen keinen störenden Einfluss ausüben können. Von Vorteil ist, wenn der Holraum topfartig ausgebildet ist, anstelle durchgängig zwischen zwei
Schwellenaußenseiten, da folglich auch weniger Material zur Bildung des Hohlraums herausgearbeitet werden muss. Bei Ausrichtung des Holraums entlang der Längsachse der
Schwelle können z.B. auch zwei sich in entgegen gesetzte
Richtungen erstreckende Hohlräume vorgesehen sein, zwischen denen weiterhin Material stehen bleiben kann.
In zweckmäßiger Weise besitzt die Schwelle Fixierungsmittel zur codierten Lagefixierung der IR-Sensorik, so dass eine besonders einfache Montage mit vordefinierter Endstellung gewährleistet ist. Für eine möglichst einfache Wartungshandhabung ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Fixierungsmittel zum
Herausnehmen der IR-Sensorik wiederholt lösbar sind, z.B. in Art von Rastmitteln oder als Mittel zum bewirken eines Bajonettverschlusses.
Für ein möglichst schonendes Montieren und Herausnehmen der Infrarot-Sensorik, ist diese bevorzugt zuvor innerhalb einer Ummantelungseinheit lagefest angeordnet, welche daraufhin in den Holraum einzuschieben ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass an der Schwellenaußenseite, von der sich der Holraum erstreckt, um den Holraum herum eine Basisplatte mit ersten Fixierungsmitteln befestigt ist, die zumindest bei aus dem Holraum entfernter Ummantelungseinheit von der
Schwellenaußenseite her zugänglich sind, und wobei die Ummantelungseinheit komplementär ausgebildete zweite
Fixierungsmittel umfasst, wobei die ersten und zweiten Fixierungsmittel zur wiederholt lösbaren, codierten
Lagefixierung zusammenwirken.
Insbesondere bei Ausrichtung des Holraums im Wesentlichen entlang der Längsachse der Schwelle erstreckt sich
insbesondere für eine Temperaturerfassung an Achsen,
Lagern, Rädern, Bremsen und/oder Schwellen von
Schienenfahrzeugen zweckmäßig quer zur Längsachse der
Schwelle und bei innerhalb des Gleisabschnittes eingebauter Schwelle von deren Oberseite kommend wenigstens ein Kanal bis in den Holraum, sodass IR-Strahlen von den zu
überwachenden Schienenfahrzeugteilen auf einfache Weise bis zur IR-Sensorik gelangen können. Gegen Witterungseinflüsse ist zweckmäßig an der Schwellenoberseite, von der sich der Kanal erstreckt, eine den Kanal zur Außenseite hin abdeckende Schließeinrichtung befestigt, die mittels einer daran angeschalteten
Schließelektronik geöffnet werden kann, um zur Messung IR- Strahlen durchlassen zu können.
Zur einfacheren Wartung ist die Schließeinrichtung
bevorzugt derart befestigt, dass diese wiederholt
entfernbar ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht hierzu vor, dass an der Schwellenoberseite, von der sich der Kanal erstreckt, um den Kanal herum eine Basisplatte mit dritten Fixierungsmitteln befestigt ist, die zumindest bei
entfernter Schließeinrichtung von der Schwellenoberseite her zugänglich sind, und wobei die Schließeinrichtung komplementär ausgebildete vierte Fixierungsmittel umfasst, wobei die dritten und vierten Fixierungsmittel zur
wiederholt lösbaren, codierten Lagefixierung
zusammenwirken .
In praktischer Ausführung ist in der Ummantelungseinheit ist zusammen mit der IR-Sensorik ein mit der IR-Sensorik zusammenwirkendes Spiegelsystem zur Umlenkung von durch den Kanal einfallenden IR-Strahlen angeordnet ist, mit welchem Spiegelsystem wiederum die Schließeinrichtung ausgerichtet ist . Bevorzugt ist ferner vorgesehen, als ein zweites Messwert- Aufnehmersystem ein Kraftmesswert-Aufnehmersystem mit einer Kraftmesszelle vorzusehen, welche an einer Schwellenaußenseite und unterhalb der Schiene beherbergt ist .
Hierzu ist zweckmäßig an der Schwellenaußenseite zur
Beherbergung der Kraftmesszelle eine Einsenkung
herausgearbeitet, in welche diese eingesetzt ist, so dass die Schienenlage der auf den weiteren herkömmlichen
Schwellen angeordneten Schiene entspricht. Zur einfacheren Montage kann die Kraftmesszelle auf einer Basisplatte sitzen, welche fest mit der Schwelle verbunden ist. Darüber hinaus kann ferner zwischen Kraftmesszelle und Schiene eine Zwischenplatte Zwischenplatte angeordnet sein. Diese ermöglicht den Einsatz unterschiedlichster gestalteter Krafmesszellen, sowie unterschiedlichster
Schienentypen und bietet zusätzlich einen Schutz von oben.
Ferner kann zwischen Zwischenplatte und Schiene eine
Adapterplatte angeordnet sein oder die Zwischenplatte ist bereits als Adapterplatter aufgebildet, auf welcher die Schiene in einer vorgeschriebenen Neigung unverrückbar aufklemmbar ist .
In an und für sich bekannter Weise kann die Kraftmesszelle elektrische Anschlüsse zur Abnahme von elektrischen
Signalen besitzen, die die von der Schiene in die
Kraf messzelle eingeleitete Kraft repräsentieren.
Eine besondere Ausführung sieht vor, dass die
Kraftmesszelle zur Aufnahme von Vertikalkräften (Q) und Horizontalkräften (Y) aufgebaut ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung anhand eines
Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 einen Ausschnitt einer teilweise geschnittenen Ansicht in Längschnitt durch eine als Betonschwelle
hergestellte Schwelle gemäß der Erfindung, und
Figur 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie AB der Figur
1, gesehen von links gemäß Fig. 1. Nachfolgend wird auf das in den Figuren dargestellte
Ausführungsbeispiel einer Betonschwelle gemäß der Erfindung näher eingegangen.
Figur 1 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht in
Längschnitt durch eine Schwelle 1 zur Auflage von Schienen
2, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist.
Die Schwelle 1 zur Auflage von Schienen für
Schienenfahrzeuge ist als Vollmaterialschwelle hergestellt und besitzt sich entlang der Längsachse X der Schwelle erstreckende längliche Armierungselemente 11, wobei
innerhalb der Betonschwelle ein sich zwischen diesen
Armierungselementen 11 erstreckender Hohlraum 12
ausgebildet ist. Die Schwelle ist zur Nutzung mit
wenigstens zwei unterschiedliche Messwert-Aufnehmersystemen ausgebildet, wobei eines dieser Messwert -Aufnehmersysteme ein Temperaturmessungs-Messwert-Aufnehmersystem mit
wenigstens einer in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellten IR-Sensorik ist, die innerhalb des Hohlraums 12 aufgenommen ist. Die Schwelle 1 ist bevorzugt als Betonschwelle hergestellt und die Armierungselemente 11 sind in diese während deren
Herstellung unter Vorspannung eingegossen.
Als zweites Messwert-Aufnehmersystem ist ein Kraft- Messwert -Aufnehmersystem mit einer Kraftmesszelle 61 gezeigt, wobei die Kraftmesszelle an einer
Schwellenaußenseite und unterhalb der Schiene 2 beherbergt ist .
Die Infrarot-Sensorik kann zur Beherbergung in den Holraum eingeschoben werden, wie nachfolgend näher beschrieben.
Im Einzelnen erstreckt sich der dargestellte Holraum 12 entlang der Längsachse X der Schwelle, gemäß
Ausführungsbeispiel co-axial zur Schwelle. Die
Armierungselemente können sich somit, wie insbesondere der Figur 2 zu entnehmen, im Wesentlichen gleichmäßig um den Holraum 12 herum verteilt erstrecken.
Wie der strichpunktierten Linie L in Figur 1 zu entnehmen ist, zeigt Figur 1 lediglich einen Teil einer Betonschwelle 1, die sich dementsprechend gemäß Figur 1 zur rechten Seite hin verlängert und eine zweite Schiene, die parallel zur ersten Schiene 2 verläuft, trägt.
Der Hohlraum 12 ist gemäß Ausführungsbeispiel topfartig ausgebildet, so dass zweckmäßig in dem nicht dargestellten, zur rechten Seite hin verlängerten Schwellenbereich ein weiterer sich in entgegengesetzter Richtung zum Hohlraum 12 erstreckender Hohlraum angeordnet ist. Nachfolgend wird jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich auf den dargestellten Ausschnitt Bezug genommen, da der zur rechten Seite hin verlängerte Schwellenbereich im Wesentlichen spiegelbildlich aufgebaut sein kann.
Die topfartige Aussparung 12 ist beim Herstellungsprozess der Betonschwelle 1 integriert, unterhalb der Schiene 2 angeordnet ist und erstreckt sich koaxial zur Längsachse X der Betonschwelle 1, wobei an einer Querseite la der
Betonschwelle eine Öffnung vorgesehen ist, durch welche die IR-Sensorik in den Hohlraum eingeschoben werden kann und aus diesem auch wieder entfernt werden kann.
Zur codierten Lagefixierung der IR-Sensorik, also zur
Montage mit vordefinierter Endstellung, weist die Schwelle Fixierungsmittel 15 auf, die darüber hinaus wiederholt lösbar sind, so dass die IR-Sensorik grundsätzlich
jederzeit, insbesondere zu Wartungszwecken, wieder
herausnehmbar ist. Fixierungsmittel, die sowohl eine codierte Lagefixierung gewähren als auch wiederholt lösbar sind, können z.B. als Rastmittel oder als Mittel zum
Bewirken eines Bajonettverschlusses ausgebildet sein.
Zum weiteren Schutz der IR-Sensorik ist diese zweckmäßig zunächst in einer Ummantelungseinheit 20 Lagefest
angeordnet, und diese Ummantelungseinheit 20 ist, wie in den Figuren dargestellt, dann in dem Hohlraum 12, der z.B. zylindrisch ausgebildet sein kann, eingesetzt, gemäß Figur 1 in Richtung des Pfeils „H". Gemäß Fig. 1 ist zur lage- und ortsfesten Fixierung vorgesehen, dass an der
Schwellenaußenseite, von der sich der Holraum 12 erstreckt, um den Holraum 12 herum eine Basisplatte 13 mit ersten Fixierungsmitteln 15, z.B. in Art von Rastausnehmungen, befestigt ist. Die Fixierungsmittel 15 sind somit zumindest bei aus dem Holraum entfernter Ummantelungseinheit 20 und also bei entfernter IR-Sensorik von der Schwellenaußenseite her zugänglich. Die die Ummantelungseinheit 20 besitzt komplementär ausgebildete zweite Fixierungsmittel 21, z.B. in Art von Rastnasen, so dass die ersten und zweiten
Fixierungsmittel 15 und 21 zur wiederholt lösbaren, codierten Lagefixierung zusammenwirken. Es ist für einen Fachmann ersichtlich, dass auch für die
Anordnung der IR-Sensorik innerhalb der Ummantelungseinheit 20 zweckmäßig derartige oder ähnliche Fixierungsmittel vorgesehen sind. In jedem Fall bewirken die Fixierungsmittel 21 und 15 somit eine läge- und ortsfeste vorgegebene Positionierung der Ummantelungseinheit 20 innerhalb des Hohlraums 12, sodass ein optimales Zusammenwirken der IR-Sensorik mit weiteren, auch außerhalb der Ummantelungseinheit 20 angeordneten Komponenten eines Temperaturmessungs -Messwert -
Aufnehmersystem, wie nachfolgend beschrieben gewährleistet ist .
Üblicherweise umfasst ein solches Temperaturmessungs - Messwert-Aufnehmersystem wenigstens ein Infrarotmesskopf, durch welchen die Temperatur eines Körpers berührungslos über größere Distanzen erfassbar ist und der innerhalb der Ummantelungseinheit 20 angeordnet ist. Ein solcher
Infrarotmesskopf, wie an für sich für einen Fachmann bekannt, kann eine Anzahl von Sensoren aufweisen, durch welche ein flächiger Messbereich des Infrarotmesskopfes bestimmt ist. Jeder Sensor misst hierbei die
Infrarotstrahlung bestimmter Wellenlängen in einem eigenen Sektor, beispielsweise in dem Sektor 51, dem Sektor 52 oder 53. Der Sektor 51 ist gemäß Figur 1 beispielsweise so ausgebildet, dass bei einem vorbeifahrenden
Schienenfahrzeug auf die Lager oder Achsen der auf der Schiene 2 fahrenden Räder gerichtet ist und die Sektoren 52 und 53 sind so ausgerichtet, dass sie z.B. auf die Bremsen oder auf die Räder der auf der zur Schiene 2 parallelen Schiene rollenden Räder eines vorbeifahrenden Zuges
gerichtet sind.
Wie bei der Figur 1 dargestellt sind mehrere Sektoren vorgesehen, um also mehrere Messstellen an einem Zug zu erfassen. In diesem Fall kann innerhalb der
Ummantelungseinheit 20 eine IR-Sensorik mit mehreren
Infrarotköpfen vorgesehen sein oder auch mehrere IR-
Sensorikeinheiten mit jeweils einem Infrarotkopf, wobei die Messköpfe im Wesentlichen identisch aufgebaut und auch mit denselben Peripheriegeräten zusammenarbeiten können. Jedem Messkopf dieser einer IR-Sensorik ist im dargestellten Beispiel ein nicht gezeigter Spiegel zugeordnet, der gleichermaßen in der Ummantelungseinheit 20 angeordnet ist, und durch den die in einem Sektor einfallenden
Infrarotstrahlen zum Infrarotmesskopf umgelenkt werden.
Jeder Spiegel ist bevorzugt mit einem Motor (nicht gezeigt) versehen, der ebenfalls innerhalb der Infrarotsensoreinheit 20 angeordnet ist, um den Spiegel in der Spiegelebene zu drehen, so dass auf der Oberfläche des Spiegels liegender Schmutz weggeschleudert werden kann und, um durch
Ausmittelung von Ausrichtungsfehlern des Spiegels zu einer im zeitlichen Mittel genauer festgelegten
Reflektionsrichtung zu führen, da durch die Drehung eines solchen Spiegels Unebenheiten der Spiegelfläche
ausgemittelt werden können. Innerhalb der Ummantelungseinheit 20 ist bevorzugt auch eine Datenvorverarbeitungseinrichtung angeordnet, die über
Messdatenleitungen mit den Messköpfen verbunden ist und über die letztlich die empfangenen Strahlen zu Daten zur Wärmeermittlung verarbeitet werden. Um die verarbeiteten Daten nach außen zu führen, können Leitungen aus der
Ummantelungseinheit 20 nach außen geführt werden, oder die Übermittlung der verarbeiteten Daten kann auch mittels Funkwellen erfolgen. Je nach Ausführungsform sind
entsprechende Mittel innerhalb der Ummantelungseinheit 20 angeordnet und verbunden.
Es sei darauf hingewiesen, dass grundsätzlich die Messköpfe auch direkt auf zu vermessende Fahrwerksabschnitte
vorbeifahrender Schienenfahrzeuge ausgerichtet sein können, sodass Spiegel zur Umlenkung entfallen können.
Für den Einfall der IR-Strahlen sind Kanäle 14a, 14b in die Betonschwelle 1 bei deren Herstellung eingelassen, die bis in den Hohlraum 12 reichen. Wie bei Fig. 1 zu sehen, sind erstrecken sich diese Kanäle 14a, 14b quer zur Längsachse der Schwelle 1 und bei innerhalb des Gleisabschnittes eingebauter Schwelle von deren Oberseite kommend bis in den Holraum 12.
Jeder Kanal 14a oder 14b ist bevorzugt durch eine an der Schwellenoberseite befestigte Schließeinrichtung 30a bzw. 30b nach außen hin abgeschlossen, wobei die
Schließeinrichtung 30a oder 30b mittels einer daran
angeschalteten, jedoch nicht gezeigten Schließelektronik, z.B. einem Motor oder einem Elektromagneten, verschlossen und geöffnet werden kann. Bei verschlossener
Schließeinrichtung kann somit kein Schmutz in das Innere der Betonschwelle eintreten und insbesondere kann auch der bei korrekter Fixierung der Ummantelungseinheit 20
innerhalb des Hohlraums 12, wie oben beschrieben, ein mit der IR-Sensorik zusammenwirkendes und mit der die
Schließeinrichtung ausgerichtetes Spiegelsystem nicht verschmutzt werden. Durch das mittels der Schließelektronik bewirkte Öffnen und Schließen der Schließeinrichtungen können die Kanäle zwischen einzelnen Messphasen abgedeckt bzw. verschlossen werden. Bevorzugt ist für jede
Schließeinrichtung eine Steuerleitung vorgesehen, die zu der z.B. innerhalb der Ummantelungseinheit 20 angeordneten Datenvorverarbeitungseinrichtung führt, sodass über diese auch die Steuerung der Schließeinrichtungen übernommen wird, wozu neben dem Öffnen und Schließen der
Schließeinrichtung auch die Messung der Temperatur in der Umgebung der Schließeinrichtung, das Beheizen der
Schließeinrichtung bei Umgebungstemperatur unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes und/oder die Erfassung der Lagen der Schließeinrichtungen durch Positionsfühler wie beispielsweise Endlagenschalter gehören kann. Auch können ferner Heizelemente (nicht gezeigt) vorgesehen sein, über die im Winter eine Beheizung der Schließeinrichtungen möglich ist, sodass ein Einfrieren der Mechanik verhindert ist .
Auch die Schließeinrichtungen 30a, 30b sind aus
Wartungsgründen zweckmäßig derart befestigt, dass diese wiederholt entfernbar sind. Für jede der
Schließeinrichtungen ist bevorzugt ein den
Fixierungsmitteln 15 und 21 ähnlicher Fixierungsmechanismus 31 und 16 vorgesehen, sodass die Schließeinrichtungen auf einfachste Weise in im Wesentlichen vertikaler Richtung von der Betonschwelle 1 entfernt werden können. Gemäß Figur 1 umfasst der dort beispielhaft dargestellte
Fixierungsmechanismus eine um einen jeweiligen Kanal 14a, 14b herum angeordnete Basisplatte 16 mit Ausnehmungen, in welche in vertikaler Richtung an der Schließeinrichtung 30a oder 30b angeordnete Rastnasen 31 läge- und positionsgetreu einrasten können. Das Fixierungsmittel 16 ist somit
zumindest bei entfernter Schließeinrichtung 30a, 30b von der Schwellenoberseite her zugänglich. Die mit
Fixierungsmittel 16 gezeigte Basisplatte 16 mit
Ausnehmungen kann ferner in die Betonschwelle 1 in eine zuvor herausgearbeitete Aussparung eingelassen sein, sodass jeglicher über die Abmessungen der Betonschwelle 1
hinausragende Überstand zweckmäßigerweise auf ein Minimum reduziert ist, und die in die Betonschwelle integrierten Komponenten des Temperaturmesswert-Aufnehmersysteme somit weitgehend unanfällig gegen jegliche Umgebungseinflüsse sind.
Zur Beherbergung der Kraftmesszelle 61 des zweiten, in Figur 1 dargestellten Messwert-Aufnehmersystems ist
unterhalb der Schiene 2 eine Einsenkung 18 in der
Betonschwelle 1 bei deren Herstellung herausgearbeitet, in welche die Kraftmesszelle 61 eingesetzt ist. Im
vorliegenden Fall ist zunächst eine Basisplatte 60 in die Aussparung 18 eingelassen und fest mit der Betonschwelle 1 verbunden, beispielsweise mittels Armierungselemente wie in der DE 100 30 998 beschrieben. Auf der Basisplatte sitzt dann die Kraftmesszelle 61 und zwischen der Schiene 2 und der Kraftmesszelle 61 kann ferner eine Zwischenplatte 62 angeordnet sein, auf der wiederum die Schiene 2 aufliegt. Auch kann, wie beispielsweise in der DE 10 2006 015 924 beschrieben, zwischen der Zwischenplatte und der Schiene 2 noch eine Adapterplatte angeordnet sein oder die Zwischenplatte selbst kann als Adapterplatter aufgebildet ist, sodass die Schien 2 in einer vorgeschriebenen Neigung auf der Adapterplatte unverrückbar befestigt ist, z.B.
aufgeklemmt ist.
Die Kraftmesszelle 61 besitzt elektrische Anschlüsse (nicht dargestellt) an welchen in nicht dargestellter Weise elektrische Signale abgenommen werden können, die die von der Schiene in die Kraftmesszelle eingeleitete Kraft repräsentieren. Die Kraftmesszelle selbst ist in
bevorzugter Weise zur Aufnahme von Vertikalkräften „Q" und Horizontalkräften „Y" geeignet aufgebaut. Ein solcher
Aufbau kann beispielsweise entsprechend den in den
DE 10 2008 018 076 beschriebenen Weisen erfolgen.
Die anhand des Ausführungsbeispiels beschriebene, in einer Vollmaterialschwelle 1 integrierte Messtechnik von
wenigstens zwei unterschiedlichen Messwert- Aufnehmersystemen, vorliegend wenigstens einem
Kraftmesswert -Aufnehmersystem und wenigstens einem
Temperaturmesswert -Aufnehmersystem, zeichnet sich somit durch eine im Vergleich zu Stahlschwellen mit integrierter Messtechnik wesentlich bessere Güte insbesondere in Bezug auf Lagestabilität, Steifigkeit,
Verschiebewiderstandfähigkeit aus. Ferner ist die
Integration herstellungsbedingt günstiger als in Verbindung mit Stahlschwellen. Die trotz Integration der Messtechnik sehr homogenen Steifigkeitsverhältnissen der Betonschwelle in einem Gleisabschnitt zeichnen eine solche Betonschwelle mit einer sehr guten Eignung einer solchen Betonschwelle als Träger für produzierbare Messtechnik aus. Darüber hinaus kann bei der Integration der Messtechnik immer auf die konstruktiven Bedingungen der armierten Betonschwelle selbst Rücksicht genommen werden. Schließlich ist auch der schnelle Zugriff insbesondere auf die Schließeinrichtungen von Temperaturmesswert-Aufnehmersystemen, wie z.B. von Heißläufer-, Heißbrems- oder Heißlager-Ortungssystemen gewährleistet. Auch die Wartung der IR-Sensorik solcher Wärmeaufnehmersysteme inklusive systembedingter Spiegel ist aufgrund der Integration innerhalb des Holraums innerhalb der Betonschwelle erfindungsgemäß auf einfache Weise gewährleistet. Die Schließeinrichtungen können zweckmäßig auf einfache Weise vertikal und die IR-Sensorik auf
einfache Weise im Wesentlichen horizontal aus der
Vollmaterialschwelle gelöst und entfernt werden. Da die IR-Sensorik innerhalb der Schwellen-Armierungselemente liegt, können diese weiterhin in herkömmlicher Weise innerhalb der Schwelle angeordnet sein, sodass die
Stabilität und Steifigkeit einer solchen erfindungsgemäß ausgebildeten Vollmaterialschwelle weiterhin den
Qualitätsanforderungen genügt.
Bezugszeichenliste :
I Betonschwelle,
la Querseite der Betonschwelle
2 Eisenbahnschiene,
II Armierungselemente,
12 Hohlraum, insbesondere topfartiger Hohlraum,
13 Basisplatte an Querseite um Hohlraum,
14a, 14b Strahlengangkanal ,
15 erste Fixierungsmittel (Rastaussparung) ,
16 Basisplatte um Strahlengangkanal,
18 Einsenkung,
20 Ummantelungseinheit ,
21 zweite Fixierungseinheit (Rastnase)
22 Flanschartige Anlagefläche
30a, 30b Schließeinrichtungen
51, 52, 53 Erfassungssektoren
31 vierte Fixierungsmittel (Rastnase)
60 Basisplatte für Kraftmesszelle
61 Kraftmesszelle
62 Zwischenplatte für Kraftmesszelle
H Entfernungsrichtung
L strichpunktierte Linie
Q, Y Kräfte
X Längsachse der Betonschwelle