AT521894A2 - Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Schienentemperatur der Stadtbahngleise, während des Schienenfahrzeugbetriebs - Google Patents
Vorrichtung zur berührungslosen Messung der Schienentemperatur der Stadtbahngleise, während des Schienenfahrzeugbetriebs Download PDFInfo
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Abstract
Die Vorrichtung enthält ein Funkgateway zur Übertragung von Signalen von Sende- und Empfangsantennen (3A, 4A): - einen Temperatursensor (3), der induktiv gespeist wird und einen eingebauten Wandler in seinem Dorngehäuse aufweist, der mit einer integrierten Schaltung unter Verwendung von akustischen Oberflächenwellen mit temperaturabhängiger Funktion verbunden ist, und - einer Zentraleinheit mit einem elektronischen Analysator und einem Rekorder für reflektierte Radarsignale. Das Wesen dieser Lösung beruht darauf, dass sie einen Thermostecker (5) aus einem Material mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von nicht weniger als Stahl enthält, der durch eine an den Schienensteg (2) angrenzende Oberfläche befestigt ist, wobei ein Temperatursensor (3) an der Oberseite des Dorngehäuses parallel zur vertikalen Achse der Schiene (2) montiert ist und die Vorderseite seiner Antenne (3A) direkt neben und unter der Ebene des Schienenkopfes (2) angeordnet ist. Die Antenne der Zentraleinheit (4A) ist koaxial am Fahrgestellrahmen (8) der Straßenbahn und oberhalb der Sensorantenne (3A) mit einem Abstand (x) zwischen den Vorderflächen beider Antennen (3A, 4A) im Bereich von 30 bis 80 mm befestigt, der nicht kleiner ist als die maximale Auslenkung des Fahrgestellrahmens (8) der Straßenbahn (1).
Description
der Stadtbahngleise, während des Schienenfahrzeugbetricbs
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur berührungslosen Temperaturmessung von Straßenbahngleisen während des Schienenfahrzeugbetriebs, die zur Überwachung der Temperatur des berührungslosen Gleises, insbesondere der Rillenschienen einer der Fahrbahn einer öffentlichen Straße gemeinsamen Gleisanlage, verwendet wird.
Straßenbahngleise in dicht bebauten Stadtgebieten mit in die öffentliche Fahrbahn eingebauten Schienen sind durch die lineare Ausdehnung von Stahlschienen bei Hitze besonders anfällig für Verformungen. Die in der Rille der Gleis-Unterbauplatte eingeschlossene Schiene kann sich mit hoher Lufttemperatur und Sonneneinstrahlung des Kopfes auf Temperaturen über 50 °C, d.h. etwa 25 °C über der Neutraltemperatur erwärmen, ohne dass Längskräfte auftreten. Das bedeutet in etwa, dass bei den derzeit eingesetzten berührungslosen Spurweiten mit geschweißten Schienenprofilen die Längenzunahme durch thermische Materialausdehnung über eine Entfernung von 1 km ca. 30 cm beträgt. In einer durch Weichen und Übergänge dicht versteiften Stadtbahngleise stellt das Problem der Gleiserweiterung ein erhebliches Risiko dar, Befestigungen durch Verziehen und Wölben von Gleisen herauszureißen, was zu für Fahrgäste und Umgebung gefährlichen Straßenbahnentgleisungen führt. Die Kühlung der Schienen durch Gießen von Wasser, Geschwindigkeitsbegrenzung und sogar das Stoppen des Verkehrs wird als Vorsichtsmaßnahme eingesetzt. In Zeiträumen hoher Lufttemperaturen und Sonnenschein in schlecht belüfteten Bereichen mit dichten Gebäuden sind Schutzmaßnahmen auf der Grundlage einer kontinuierlichen Überwachung der Schienentemperatur zu ergreifen.
Die in der Bahnindustrie verwendeten Schienentemperatur-Messsysteme, wie beispielsweise die von der italienischen Firma Marini Impianti Industriali angebotene Lösung mit Sensoren, die an den Schienen in den kriechbeanspruchten Gleisabschnitten angebracht sind und von denen aus das Temperatursignal über Kabel an den lokalen peripheren Kontrollpunkt und dann per Funk an die Zentraleinheit übertragen wird, sind
sehr teuer und unter Bedingungen des städtischen Straßenbahnnetzes nicht sinnvoll.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, den Bau einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Schienentemperatur in Echtzeit während der Straßenbahnfahrt zu entwickeln, deren Ausführung und Nutzung keine nennenswerten Implementierungsund Betriebskosten erfordert.
Nach der Erfindung nutzt die Vorrichtung die Funkübertragung von Signalen, die von Sende- und Empfangsantennen zweier sich in Relativbewegung bewegender Messsystemeinheiten ausgesendet werden, um die Temperatur von Straßenbahnschienen zu messen. Sie enthält den bekannten und vorstehend beschriebenen drahtlosen, induktiv betriebenen Temperatursensor und eine Zentraleinheit mit einem elektronischem Analysator und einen Rekorder für reflektierte Radarsignale. Das Wesen dieser Lösung beruht darauf, dass diese Vorrichtung einen Thermostecker enthält, der aus einem Material mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von nicht weniger als dem von Stahl besteht und durch eine Fläche befestigt ist, die am Schienensteg angrenzt. Ein
Temperatursensor ist auf der Oberseite des Thermosteckers montiert, der auf der Achse
Vorteilhaft ist es, wenn der Thermostecker in einer Kammer zwischen den elastischen Schienenarretierungen in der seitlichen Stützwand der Schienenrille der GleisUnterbauplatte installiert wird. Der dämpfende Formteil wird über die Länge der Thermostecker-Befestigung entfernt.
Es ist auch zweckmäßig, dass die Sensorkammer auf die ZuschlagstoffGrundschicht entwässert wird und von oben, unter dem Schienenkopf mit einer für Radarstrahlung durchlässigen Abschirmung abgedeckt wird.
Die Lösung, Temperatursensoren in das Straßenbahngleis einzubauen und eine Zentraleinheit im Schienenfahrzeug zu installieren, ist einfach umzusetzen, relativ kostengünstig und sehr komfortabel zur Überwachung der Notsituation bei Hitze.
Ein vollständiges Verständnis der Erfindung ermöglicht die Beschreibung einer beispielhaften Ausführung der im Diagramm dargestellten Vorrichtung, von der die Abb.1 den Ablaufplan, die Abb.2 — die Eigenschaften des von der Zentraleinheit abgestrahlten Impulses, der den elektrischen Sensor induktiv aktiviert, die Abb.3 — die Eigenschaften des von der Sensorantenne reflektierten Signals, bestimmt in Abhängigkeit von ihrer Temperatur, und die Abb.4 — den vertikale Querschnitt des in die beispielhaften Straßenbahngleise eingebauten Temperatursensors mit einem Fragment zur Befestigung der Zentraleinheitsantenne am Straßenbahnrahmen, darstellt.
Das Gerät enthält ein Temperaturmesssystem für eine berührungslose Rillenschiene 2 in einem Straßenbahngleis, das mit einer öffentlichen Fahrbahn gemeinsam ist, deren
Temperatur von der auf dem Schienenfahrzeug 1 installierten Zentraleinheit 4 beim
lung durchlässig ist, abgedeckt, die sich unterhalb des Schienenkopfes 2 befindet.
1. Straßenbahn
2. Schiene
3. Temperatursensor
3A. Sensor-Antenne
4. Zentraleinheit mit Analysator und Recorder 4A. Antenne der Zentraleinheit
5. Thermostecker
6. Sensorkammer
7. Gleis-Unterbauplatte
8. Straßenbahnfahrgestellrahmen 9. Federhalterung der Schiene 10. Dämpfendes Formteil
11. Entwässerung
12. Sensorabschirmung
Claims (1)
- Vorrichtung zum berührungslosen Messen der Temperatur der Straßenbahngleisen, während des Schienenfahrzeugbetriebs, insbesondere der berührungslosen Rillenschienen einer der Fahrbahn einer öffentlichen Straße gemeinsamen Strecke, mit einem Funkgateway zur Übertragung von Signalen, die von Sende- und Empfangsantennen (3A, 4A) ausgesendet werden:- eines induktionsgetriebenen Temperatursensors (3) mit einem eingebauten Wandler im Dorngehäuse, der mit einer integrierten Schaltung unter Verwendung von akustischen Oberflächenwellen mit temperaturabhängiger Funktion verbunden ist, und- einer Zentraleinheit (4) mit einem elektronischen Analysator und einem Rekorder für reflektierte Radarsignale; oderbesonders dadurch, dasssie einen Thermostecker (5) aus einem Material mit einem Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von nicht weniger als Stahl enthält, der durch eine an den Schienensteg (2) angrenzende Fläche befestigt ist, bei dem ein Temperatursensor (3) auf der Oberseite sitzt, der an der Achse des Dorngehäuses parallel zur vertikalen Achse der Schiene (2) angeordnet ist, sodass die Vorderfläche seiner Antenne (3A) direkt neben und unter dem Niveau des Schienenkopfes (2) positioniert ist, während die Zentraleinheitsantenne (4A) koaxial und über der Sensorantenne (3A) mit einem Abstand (x) zwischen den Vorderflächen beider Antennen (3A, 4A) von 30 bis 80 mm, nicht kleiner als die maximale Auslenkung des Fahrgestellrahmens (8) derStraßenbahn (1), am Straßenbahnrahmen (8) (1) befestigt ist.Das charakteristische Merkmal der Vorrichtung ist, dass der Thermostecker (5) in der Sensorkammer (6), getrennt zwischen den elastischen Arretierungen (9) der Schienen (2), in der Schienenrille der Gleis-Unterbauplatte (7) installiert ist, wobeider dämpfende Formteil (10) über die Länge des Thermosteckers (5) entfernt wird.Eine Vorrichtung, nach Vorbehalt 1 oder 2, ist besonders dadurch, dass die Sensor-kammer (6) auf die Zuschlagstoff-Grundschicht entwässert (11) wird und die Ober-779Abschirmung (12) abgedeckt ist.
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