CH709817A1

CH709817A1 - Protection device for an optical sensor device for rail vehicles.

Info

Publication number: CH709817A1
Application number: CH00980/14A
Authority: CH
Inventors: Thorsten Schreiner; Stephan Edouard Ribaux
Original assignee: Haslerrail Ag
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2015-12-31
Also published as: WO2015196310A1

Abstract

Eine Schutzvorrichtung für eine optische Sensoreinrichtung für Schienenfahrzeuge umfasst ein röhrenartiges Gehäuse mit einem Basisteil (22a) und einem trichterartigen Frontteil (22b), wobei der trichterartige Frontteil (22b) einen Aussenkonus umfasst, dessen Aussenquerschnitt sich in Richtung einer Frontöffnung vergrössert und wobei in einem vorderen Abschnitt des Aussenkonus dessen Ausdehnung in einer ersten Ebene senkrecht zu einer Rohrachse des Gehäuses maximal ist und grösser als in einer zweiten Ebene, welche zur ersten Ebene senkrecht steht. Die Schutzvorrichtung umfasst weiter ein Innenrohr (21) mit kreisringförmigem Querschnitt, welches mindestens in einem vorderen Bereich vom Aussenkonus umschlossen ist.A protection device for a visual sensor device for rail vehicles comprises a tubular housing having a base part (22a) and a funnel-like front part (22b), wherein the funnel-like front part (22b) comprises an outer cone whose outer cross-section increases in the direction of a front opening and wherein in a front Section of the outer cone whose extent in a first plane perpendicular to a tube axis of the housing is maximum and greater than in a second plane which is perpendicular to the first plane. The protective device further comprises an inner tube (21) with an annular cross-section, which is enclosed at least in a front region of the outer cone.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine optische Sensoreinrichtung für Schienenfahrzeuge, umfassend ein röhrenartiges Gehäuse mit einem Basisteil und einem trichterartigen Frontteil, wobei der trichterartige Frontteil einen Aussenkonus umfasst, dessen Aussenquerschnitt sich in Richtung einer Frontöffnung vergrössert und wobei in einem vorderen Abschnitt des Aussenkonus dessen Ausdehnung in einer ersten Ebene senkrecht zu einer Rohrachse des Gehäuses maximal ist und grösser als in einer zweiten Ebene, welche zur ersten Ebene senkrecht steht. Die Erfindung betrifft weiter eine optische Sensoreinrichtung mit einer solchen Schutzvorrichtung und ein Schienenfahrzeug mit einer derartigen optischen Sensoreinrichtung. The invention relates to a protective device for an optical sensor device for rail vehicles, comprising a tubular housing having a base part and a funnel-like front part, wherein the funnel-like front part comprises an outer cone whose outer cross-section increases in the direction of a front opening and wherein in a front portion of Outer cone whose extent in a first plane perpendicular to a tube axis of the housing is maximum and greater than in a second plane which is perpendicular to the first plane. The invention further relates to an optical sensor device with such a protective device and a rail vehicle with such an optical sensor device.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Es ist bekannt, optische Sensoren einzusetzen, um die Geschwindigkeit von Schienenfahrzeugen gegenüber der Schiene zu bestimmen. Dazu wird ein Sensor derart am Schienenfahrzeug angebracht, dass er von der Schiene zurückgeworfene Lichtstrahlen (im sichtbaren, Infrarot- und/oder UV-Bereich) erfassen kann. Üblicherweise ist eine ebenfalls am Schienenfahrzeug angeordnete Lichtquelle vorhanden, welche den vom Sensor erfassten Abschnitt der Schiene, insbesondere die Lauffläche, mit geeignetem Licht beleuchtet. Der Sensor und die Lichtquelle sind üblicherweise durch ein Schutzglas bzw. zwei gesonderte Schutzgläser vor Umgebungseinwirkungen geschützt. It is known to use optical sensors to determine the speed of rail vehicles relative to the rail. For this purpose, a sensor is attached to the rail vehicle in such a way that it can detect light beams reflected back from the rail (in the visible, infrared and / or UV range). Usually, there is also a light source which is likewise arranged on the rail vehicle and which illuminates the section of the rail, in particular the running surface, detected by the sensor with suitable light. The sensor and the light source are usually protected by a protective glass or two separate protective glasses against environmental influences.

[0003] Das vom Sensor erfasste optische Signal wird umgewandelt und in einer nachfolgenden Stufe ausgewertet. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um ausgehend vom optischen Signal die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zu ermitteln. The detected by the sensor optical signal is converted and evaluated in a subsequent stage. Various methods are known for determining the speed of the rail vehicle from the optical signal.

[0004] Unabhängig vom verwendeten Verfahren besteht dabei immer das Problem, dass das Schutzglas verschmutzen kann, wodurch die Transmission der ausgesandten und von der Schiene reflektierten Lichtstrahlen reduziert wird. Dies führt zu einem schwächeren Sensorsignal und damit zu einem schlechteren Signal-Rausch-Verhältnis. Bei starker Verschmutzung kann die Transmission derart reduziert sein, dass das Signal gar nicht mehr feststellbar ist. Je nach Art der Weiterverarbeitung kann eine Verschmutzung des Schutzglases die Erfassung der reflektierten Lichtstrahlen nicht nur quantitativ, sondern auch hinsichtlich der Bildqualität beeinträchtigen. Regardless of the method used, there is always the problem that can contaminate the protective glass, whereby the transmission of the emitted and reflected from the rail light beams is reduced. This leads to a weaker sensor signal and thus to a poorer signal-to-noise ratio. If heavily soiled, the transmission can be so reduced that the signal is no longer detectable. Depending on the type of further processing, contamination of the protective glass can affect the detection of the reflected light beams not only quantitatively but also with regard to the image quality.

[0005] Aufgrund der Anbringung der optischen Sensoren an der Unterseite des Schienenfahrzeugs ist eine Reinigung des Schutzglases aufwendig. Es wird deshalb ein möglichst langes Reinigungsintervall angestrebt. Entsprechend soll eine Verschmutzung des Sensors nach Möglichkeit von vornherein vermieden werden. Zu diesem Zweck sind Schutzvorrichtungen bekannt, die zwischen dem Schutzglas und der Schiene angeordnet sind. Sie umfassen ein röhrenartiges Gehäuse mit einem dem Sensor zugewandten Basisteil und einem der Schiene zugewandten trichterartigen Frontteil. Als röhrenartiges Gehäuse wird im vorliegenden Zusammenhang ein im Wesentlichen formstabiles Gebilde verstanden, welches eine durchgängige Öffnung aufweist, durch welche Lichtstrahlen zwischen Schiene und Sensor (und ggf. zwischen Lichtquelle und Schiene) passieren können. Due to the attachment of the optical sensors on the underside of the rail vehicle cleaning of the protective glass is expensive. It is therefore desirable as long as possible cleaning interval. Accordingly, contamination of the sensor should be avoided as far as possible from the outset. For this purpose, protective devices are known, which are arranged between the protective glass and the rail. They comprise a tubular housing with a sensor-facing base part and a funnel-like front part facing the rail. In the present context, a tubular housing is understood to mean an essentially dimensionally stable structure which has a continuous opening through which light beams can pass between the rail and the sensor (and possibly between the light source and the rail).

[0006] Bei der Dimensionierung des Gehäuses ist zu beachten, dass ein längeres Gehäuse das Schutzglas des Sensors in der Regel besser vor einer Verschmutzung schützt als ein kürzeres. Gleichzeitig werden aber auch die möglichen Strahlengänge für die Lichtstrahlen eingeschränkt, so dass längere Gehäuse bzw. zumindest deren trichterartiger Frontteil mit grösserem Querschnitt ausgeführt werden müssen als kurze Gehäuse. Ferner ist zu beachten, dass in der Regel ein besseres Signal erhalten werden kann, wenn sich der Sensor nahe an der Schiene befindet, das Gehäuse muss aber – wie alle auf der Unterseite des Schienenfahrzeugs angeordneten Komponenten – einen vorgeschriebenen Mindestabstand zur Schiene haben, es darf in ein gewisses Lichtraumprofil oberhalb der Schiene nicht eingreifen. Ferner dürfen sich die Gehäuse auch in seitlicher Richtung nicht über ein vorgeschriebenes Mass hinaus erstrecken. Diese Erfordernisse sprechen tendenziell für kurze Gehäuse, die wiederum eine schlechtere Wirkung gegen Verschmutzungen des Schutzglases haben. In the dimensioning of the housing is to be noted that a longer housing protects the protective glass of the sensor usually better from contamination than a shorter. At the same time, however, the possible beam paths for the light beams are restricted, so that longer housings or at least their funnel-like front part with a larger cross-section have to be designed as short housings. It should also be noted that a better signal can usually be obtained when the sensor is close to the rail, but the housing, like all components located on the underside of the rail vehicle, must have a prescribed minimum distance to the rail do not interfere with a certain clearance gauge above the rail. Furthermore, the housing must not extend beyond a prescribed extent in the lateral direction. These requirements tend to speak in favor of short housings, which in turn have a worse effect against soiling of the protective glass.

[0007] Die bekannten Schutzvorrichtungen stellen somit stets einen Kompromiss zwischen einer guten Schutzwirkung vor Verschmutzung und einer hohen erzielbaren Signalqualität dar. The known protection devices thus always represent a compromise between a good protection against pollution and a high signal quality achievable.

[0008] Das deutsche Gebrauchsmuster Nr. 20 2013 100 973 U1 der vorliegenden Anmelderin schlägt vor, die Schutzvorrichtung nicht kreissymmetrisch sondern so auszubilden, dass im Bereich eines maximalen Aussenquerschnitts ihres Gehäuses in einer Ebene senkrecht zu einer Rohrachse des Gehäuses eine erste Ausdehnung grösser ist als eine zweite Ausdehnung, welche zur ersten Ausdehnung senkrecht steht. Es hat sich gezeigt, dass diese Anordnung im Vergleich zu vorbekannten Anordnungen eine gute Signalqualität bei verbessertem Schutz gegen Verschmutzungen des Schutzglases ermöglicht. The German Utility Model No. 20 2013 100 973 U1 of the present applicant proposes that the protective device is not circularly symmetrical but in such a way that in the region of a maximum outer cross section of its housing in a plane perpendicular to a tube axis of the housing, a first expansion is greater than a second extension which is perpendicular to the first extension. It has been found that this arrangement allows a good signal quality with improved protection against contamination of the protective glass compared to prior art arrangements.

[0009] Nichtsdestotrotz besteht weiterhin der Wunsch nach einer zusätzlichen Verbesserung des Schutzes gegen Verschmutzungen. Nevertheless, there is still a desire for additional improvement in protection against soiling.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Schutzvorrichtung zu schaffen, welche eine weiter verbesserte Schutzwirkung vor Verschmutzung bei hoher Signalqualität ermöglicht. The object of the invention is to provide a the technical field mentioned above belonging protective device, which allows a further improved protection against pollution with high signal quality.

[0011] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst die Schutzvorrichtung ein Innenrohr mit kreisringförmigem Querschnitt, welches mindestens in einem vorderen Bereich vom Aussenkonus umschlossen ist. The solution of the problem is defined by the features of claim 1. According to the invention, the protective device comprises an inner tube with an annular cross section, which is enclosed at least in a front region of the outer cone.

[0012] Als Rohrachse wird im vorliegenden Zusammenhang eine Symmetrieachse oder zentrale Achse durch die Öffnung des Gehäuses verstanden. Als «Aussenkonus» wird vorliegend ein rohrartiger Hohlkörper verstanden, dessen Querschnitt sich in Richtung der Frontöffnung monoton vergrössert. Der Querschnitt kann beispielsweise die Form einer Ellipse (mit sich vergrössernder Haupt- und gegebenenfalls Nebenachse) aufweisen, die Querschnittsform kann aber auch zugespitzt sein oder die Form eines Polygons, z.B. eines Sechsecks (mit Vorteil mit abgerundeten Ecken) aufweisen. Der Aussenkonus kann hinter dem vorderen Abschnitt einen hinteren Abschnitt aufweisen, in welchem die Ausdehnung sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ebene gleich gross ist, es ist aber auch möglich, dass die Ausdehnung in der ersten Ebene stets grösser ist als in der zweiten Ebene. As the tube axis is understood in the present context, an axis of symmetry or central axis through the opening of the housing. In the present case, an "outer cone" is understood to mean a tubular hollow body whose cross-section increases monotonously in the direction of the front opening. The cross-section may, for example, have the shape of an ellipse (with an enlarging main axis and possibly a minor axis), but the cross-sectional shape may also be tapered or the shape of a polygon, e.g. a hexagon (with advantage with rounded corners). The outer cone may have behind the front portion a rear portion in which the expansion in both the first and in the second plane is the same size, but it is also possible that the expansion in the first plane is always greater than in the second Level.

[0013] Der Durchmesser des Innenrohrs muss entlang von dessen axialer Ausdehnung nicht konstant sein, in der Regel wird aber in jeder Ebene senkrecht zur Rohrachse die Ausdehnung des Innenrohrs in der ersten Ebene mit seiner Ausdehnung in der zweiten Ebene übereinstimmen. The diameter of the inner tube must not be constant along its axial extent, but usually in each plane perpendicular to the tube axis, the expansion of the inner tube in the first plane coincide with its extension in the second plane.

[0014] Im Folgenden bezeichnet «vorne» die Lage der Frontöffnung entlang der Rohrachse, während die optische Sensoreinrichtung, namentlich das Sensorgehäuse einer optischen Sensoreinrichtung, «hinten» angebracht wird. In the following, "front" denotes the position of the front opening along the tube axis, while the optical sensor device, namely the sensor housing of an optical sensor device, "behind" is attached.

[0015] Das Gehäuse umfasst somit in einem vorderen Bereich einen nicht kreissymmetrischen Aussenkonus, welcher ein kreissymmetrisches Innenrohr umschliesst. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Kombination eine gegenüber bekannten Geometrien weiter verbesserte Schutzwirkung gegen das Verschmutzen des Schutzglases erreicht werden kann. Eine gute Abschirmung des Messfelds von durch den Luftstrom transportierten Schmutz-, Staub-, Regen- und Schneepartikeln garantiert eine eindeutige und zuverlässige Geschwindigkeitsmessung mittels der optischen Sensoreinrichtung. The housing thus comprises in a front region a non-circularly symmetrical outer cone, which encloses a circularly symmetrical inner tube. It has been shown that by this combination, a further improved protection against soiling of the protective glass compared to known geometries can be achieved. A good shielding of the measuring field of dirt, dust, rain and snow particles transported by the air flow guarantees a clear and reliable speed measurement by means of the optical sensor device.

[0016] Eine optische Sensoreinrichtung für Schienenfahrzeuge, welche von der Lehre der Erfindung Gebrauch macht, umfasst also ein Sensorgehäuse und mindestens eine solche Schutzvorrichtung, welche am Sensorgehäuse befestigt ist. Darunter fallen auch Sensoreinrichtungen, bei welchen das Gehäuse für den Sensor (und ggf. die Beleuchtung) einstückig mit der Schutzvorrichtung ausgebildet ist. An optical sensor device for rail vehicles, which makes use of the teaching of the invention, thus comprises a sensor housing and at least one such protective device, which is attached to the sensor housing. This also includes sensor devices in which the housing for the sensor (and possibly the lighting) is formed integrally with the protective device.

[0017] Die Sensoreinrichtung ist nun mit Vorteil derart am Schienenfahrzeug und die Schutzvorrichtung derart an der Sensoreinrichtung angebracht, dass sich die erste Ebene im Wesentlichen senkrecht zu einer Radachse von Laufrädern des Schienenfahrzeugs erstreckt, also im Betrieb des Schienenfahrzeugs im Wesentlichen parallel zur Schiene (d. h. in Fahrtrichtung). Durch die erfindungsgemässe Geometrie wird also der Platzbedarf in Querrichtung reduziert, ohne dass der Strahlengang in Längsrichtung beschränkt wird. Die Lichtquelle und der Sensor lassen sich somit in Fahrtrichtung hintereinander anordnen, und der Strahlengang verläuft im Wesentlichen in einer Vertikalebene parallel zur Schiene. The sensor device is now advantageously mounted on the rail vehicle and the protective device on the sensor device such that the first plane extends substantially perpendicular to a wheel axle of wheels of the rail vehicle, ie during operation of the rail vehicle substantially parallel to the rail (ie in the direction of travel). The geometry according to the invention thus reduces the space requirement in the transverse direction without limiting the beam path in the longitudinal direction. The light source and the sensor can thus be arranged one behind the other in the direction of travel, and the beam path runs essentially in a vertical plane parallel to the rail.

[0018] Es hat sich gezeigt, dass die Kombination eines kreissymmetrischen Innenrohrs mit einem asymmetrischen Aussenkonus eine gute Signalqualität ermöglicht, aufgrund der erfindungsgemässen Geometrie ist gleichzeitig auch ein guter Schutz gegen Verschmutzungen des Schutzglases gegeben. It has been found that the combination of a circularly symmetrical inner tube with an asymmetric outer cone allows a good signal quality, due to the inventive geometry is also given a good protection against contamination of the protective glass.

[0019] Bevorzugt beträgt die erste Ausdehnung mindestens das 1.2-fache der zweiten Ausdehnung, bevorzugt mindestens das 1.33-fache. Es hat sich gezeigt, dass eine entsprechende Geometrie die Erfordernisse hinsichtlich der mechanischen Stabilität des Gehäuses, der Reduktion des Platzbedarfs in der schmaleren Richtung und der Erfassung der reflektierten Strahlung zu erfüllen vermag. Preferably, the first extent is at least 1.2 times the second dimension, preferably at least 1.33 times. It has been found that a corresponding geometry can meet the requirements with regard to the mechanical stability of the housing, the reduction of the space requirement in the narrower direction and the detection of the reflected radiation.

[0020] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Ausdehnung des Aussenkonus in der zweiten Ebene entlang einer axialen Ausdehnung des Aussenkonus im Wesentlichen konstant. Ausgehend vom hinteren Ende des Aussenkonus erweitert sich dieser also nur in der ersten Ebene und daran angrenzenden Winkelbereichen, während der Querschnitt in der zweiten Ebene im Wesentlichen konstant bleibt. «Im Wesentlichen konstant» bedeutet insbesondere, dass der absolute Zuwachs der Ausdehnung in der zweiten Ebene höchstens 20 % des absoluten Zuwachses der der Ausdehnung in der ersten Ebene beträgt. Besonders bevorzugt bleibt die Ausdehnung in der zweiten Ebene bis auf Fertigungstoleranzen konstant. In a preferred embodiment, an extension of the outer cone in the second plane is substantially constant along an axial extent of the outer cone. Starting from the rear end of the outer cone, this therefore widens only in the first plane and adjoining angular regions, while the cross section in the second plane remains substantially constant. "Substantially constant" means, in particular, that the absolute increase of the extent in the second level is at most 20% of the absolute increment of the extension in the first level. Particularly preferably, the expansion in the second plane remains constant except for manufacturing tolerances.

[0021] Es sind andere Ausführungsformen denkbar, bei welchen sich auch die Ausdehnung in der zweiten Ebene in Richtung der Frontöffnung substanziell vergrössert. Dabei ist die Vergrösserung geringer als in der ersten Ebene und/oder der Aussenkonus weist bereits an seinem hinteren Ende eine asymmetrische Form auf. Other embodiments are conceivable in which the expansion in the second plane increases substantially in the direction of the front opening. The enlargement is smaller than in the first plane and / or the outer cone already has an asymmetrical shape at its rear end.

[0022] Bevorzugt umfasst das Innenrohr einen vorderen Abschnitt, in welchem sich ein Querschnitt des Innenrohrs in Richtung Frontöffnung verringert. Das Innenrohr und der Aussenkonus schliessen somit einen sich in Richtung der Frontöffnung erweiternden Raum ein. Ist die Ausdehnung des Aussenkonus in axialer Richtung im Bereich der zweiten Ebene im Wesentlichen konstant, ändert sich die Form des eingeschlossenen Raums in axialer Richtung. Sie ist im Bereich des hinteren Endes des Aussenkonus beispielsweise ungefähr kreisringförmig und weist im Bereich der Frontöffnung einen in der ersten Ebene und in angrenzenden Winkelbereichen stark erweiterten Bereich auf. Preferably, the inner tube comprises a front portion in which a cross-section of the inner tube is reduced in the direction of the front opening. The inner tube and the outer cone thus include a widening in the direction of the front opening space. If the extent of the outer cone in the axial direction in the region of the second plane is substantially constant, the shape of the enclosed space changes in the axial direction. For example, it is approximately circular in the area of the rear end of the outer cone and, in the area of the front opening, has a region greatly expanded in the first plane and in adjacent angular regions.

[0023] Bevorzugt beträgt im Bereich des vorderen Abschnitts in einem axialen Querschnitt in der ersten Ebene ein Winkel zwischen Innenrohr und Aussenkonus 15–35°, bevorzugt 18–28°. Bevorzugt weisen sowohl das Innenrohr als auch der Aussenkonus bezogen auf die Rohrachse einen konstanten Winkel auf, so dass der Winkel über den gesamten Frontteil konstant ist. Der Winkel zwischen Rohrachse und Aussenkonus ist dabei bevorzugt grösser als der Winkel zwischen Rohrachse und Innenrohr. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel zwischen Rohrachse und Aussenkonus beispielsweise 10–22°, der Winkel zwischen Rohrachse und Innenrohr 5–12°. Preferably, in the region of the front portion in an axial cross section in the first plane, an angle between the inner tube and outer cone 15-35 °, preferably 18-28 °. Preferably, both the inner tube and the outer cone have a constant angle with respect to the tube axis, so that the angle over the entire front part is constant. The angle between the tube axis and outer cone is preferably greater than the angle between the tube axis and inner tube. In a preferred embodiment, the angle between the tube axis and outer cone, for example, 10-22 °, the angle between the tube axis and inner tube 5-12 °.

[0024] Andere Winkel sind möglich, insbesondere können kleinere Winkel gewählt werden, wenn die axiale Ausdehnung sowohl des Innenrohrs als auch des Aussenkonus besonders lang gewählt wird. Other angles are possible, in particular smaller angles can be selected if the axial extent of both the inner tube and the outer cone is selected to be particularly long.

[0025] Mit Vorteil ist das Innenrohr aus einem Metallblech gefertigt. Als Material kommen beispielsweise Aluminium, eine Aluminiumlegierung wie AlMgSi1 oder rostfreier Stahl in Frage. Es hat sich gezeigt, dass diese Materialwahl einen strömungstechnisch günstigen und dauerhaften Aufbau ermöglicht und zwar auch bei den verhältnismässig starken mechanischen Einflüssen wie sie beispielsweise durch das Anhaften von Schnee erzeugt werden. Advantageously, the inner tube is made of a metal sheet. As the material, for example, aluminum, an aluminum alloy such as AlMgSi1 or stainless steel in question. It has been shown that this choice of material allows a fluidically favorable and durable construction and even in the relatively strong mechanical influences such as those generated by the adhesion of snow.

[0026] Alternativ ist das Innenrohr durch ein anderes Material gebildet, z.B. einen geeigneten Kunststoff. Es kann auch einstückig mit dem Aussenkonus ausgebildet sein. Alternatively, the inner tube is formed by another material, e.g. a suitable plastic. It can also be formed integrally with the outer cone.

[0027] Es hat sich gezeigt, dass sich besonders gute schmutzabweisende Eigenschaften ergeben, wenn eine durch eine Frontöffnung des Innenrohrs gebildete Ebene in axialer Richtung hinter eine durch die Frontöffnung des Aussenkonus gebildete Ebene zurückversetzt ist. Der Versatz beträgt mit Vorteil 2–30 mm, bevorzugt 5–20 mm. It has been found that particularly good dirt-repellent properties arise when a plane formed by a front opening of the inner tube level is set back in the axial direction behind a plane formed by the front opening of the outer cone level. The offset is advantageously 2-30 mm, preferably 5-20 mm.

[0028] Alternativ kann das vordere, der Frontöffnung zugewandte Ende des Innenrohrs in derselben Ebene liegen wie das vordere Ende des Aussenkonus oder gar über diesen hervortreten. Alternatively, the front, the front opening facing the end of the inner tube lie in the same plane as the front end of the outer cone or even emerge on this.

[0029] Mit Vorteil ist der Aussenkonus aus einem flexiblen Material, insbesondere aus einem Elastomer, gefertigt. Geeignet ist beispielsweise ein Synthesekautschuk wie Chloropren-Kautschuk oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), die Härte beträgt beispielsweise zwischen 60 und 80 Shore A. Ein aus einem solchen Material gefertigter Aussenkonus ist im Wesentlichen formstabil, kann sich aber bei einer mechanischen Einwirkung verformen und kehrt nach dem Ende der mechanischen Einwirkung wieder in seine ursprüngliche Form zurück. Durch Einsatz geeigneter Elastomere lässt sich der Aussenkonus mit geringem Gewicht ausbilden, er ist zudem wenig anfällig auf Umwelteinflüsse wie Frost oder Feuchtigkeit. Je nach geltenden Vorschriften ist es zudem möglich, dass an der Schienenfahrzeugunterseite angeordnete flexible Elemente einen geringeren Abstand zur Schiene einnehmen dürfen als solche aus starren Materialien, dass also durch den Einsatz eines flexiblen Aussenkonus der Abstand der Frontöffnung von der Schiene reduziert werden kann. Dies reduziert zum Einen die Einwirkung von Streulicht, zum Anderen kann der Sensor bei gleichem Schutz vor Verschmutzungen des Schutzglases näher an der Schiene platziert werden, was wie oben ausgeführt ein besseres Signal ermöglicht. Advantageously, the outer cone made of a flexible material, in particular made of an elastomer. Suitable is, for example, a synthetic rubber such as chloroprene rubber or ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), the hardness is for example between 60 and 80 Shore A. An outer cone made of such a material is substantially dimensionally stable, but can in a mechanical Deform action and returns to its original shape after the end of the mechanical action. By using suitable elastomers, the outer cone can be formed with low weight, it is also less susceptible to environmental influences such as frost or moisture. Depending on the applicable regulations, it is also possible for flexible elements arranged on the rail vehicle underside to occupy a smaller distance from the rail than rigid materials, ie that the distance between the front opening and the rail can be reduced by using a flexible outer cone. On the one hand, this reduces the effect of stray light, and on the other hand, the sensor can be placed closer to the rail with the same protection against soiling of the protective glass, which, as stated above, enables a better signal.

[0030] Bevorzugt umfasst der Aussenkonus im Bereich der Frontöffnung eine Verstärkung. Diese kann durch eine Vergrösserung des Materialquerschnitts, z.B. durch einen Wulst, oder einen Ring aus einem formstabilen Material, z.B. einem Metall, ausgebildet sein. Die Verstärkung verbessert die mechanische Stabilität des Gehäuses, insbesondere bei mechanischen Einflüssen wie sie beispielsweise durch das Anhaften von Schnee erzeugt werden. Wenn das Gehäuse ansonsten aus einem flexiblen Material gefertigt ist, behindert sie aber die an sich gewünschte Verformbarkeit bei externen Einwirkungen kaum. Preferably, the outer cone in the region of the front opening comprises a reinforcement. This can be achieved by increasing the cross-section of the material, e.g. by a bead, or a ring of a dimensionally stable material, e.g. a metal, be formed. The reinforcement improves the mechanical stability of the housing, especially in the case of mechanical influences such as those caused by the adhesion of snow. Otherwise, if the housing is made of a flexible material, it hardly hampers the inherently desired deformability in the case of external influences.

[0031] Mit Vorteil ist der Aussenkonus an einem auf das Innenrohr aufschiebbaren Element ausgebildet. Das Innenrohr dient so als Träger für den Aussenkonus, wodurch sich eine einfache und stabile Konstruktion ergibt. Der Aussenkonus ist zudem bei Bedarf (z.B. zu Reinigungszwecken oder zum Ersatz) einfach von der Schutzvorrichtung entfernbar. Bevorzugt umfassen sowohl das Innenrohr als auch der Aussenkonus einen kreiszylindrischen Abschnitt, wobei der Innendurchmesser des Abschnitts des Aussenkonus dem Aussendurchmesser des Abschnitts des Innenrohrs im Wesentlichen entspricht, so dass die beiden Abschnitte miteinander zusammenwirken können. Durch die überlappende Anordnung des Innenrohrs und des daran befestigten Aussenkonus ergibt sich eine gute Abdichtung gegen Umwelteinflüsse. Advantageously, the outer cone is formed on a pushed onto the inner tube element. The inner tube thus serves as a support for the outer cone, resulting in a simple and stable construction. The outer cone is also easily removable from the protector when needed (e.g., for cleaning or replacement). Preferably, both the inner tube and the outer cone comprise a circular cylindrical portion, wherein the inner diameter of the portion of the outer cone substantially corresponds to the outer diameter of the portion of the inner tube, so that the two portions can cooperate with each other. The overlapping arrangement of the inner tube and the outer cone attached thereto results in a good seal against environmental influences.

[0032] Bevorzugt ist eine Geometrie des Innenrohrs und des aufschiebbaren Elements derart ausgebildet, dass sich eine axiale Position des aufschiebbaren Elements in Bezug auf das Innenrohr verstellen lässt. Die Länge der kreiszylindrischen Abschnitte ist beispielsweise so, dass sich ein Verstellweg von einigen mm bis einigen cm ergibt. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung der optischen Sensoreinrichtung an das jeweilige Schienenfahrzeug. Durch das Verschieben des Aussenkonus ergibt sich zudem ein unterschiedlicher Versatz des Innenrohrs in Bezug auf die Frontöffnung des Aussenkonus, so dass die Verstellung auch zur Optimierung der schmutzabweisenden Wirkung herangezogen werden kann. Preferably, a geometry of the inner tube and the retractable member is formed such that an axial position of the retractable member with respect to the inner tube can be adjusted. The length of the circular cylindrical sections, for example, so that there is an adjustment of a few mm to a few cm. This allows a simple adaptation of the optical sensor device to the respective rail vehicle. By shifting the outer cone also results in a different offset of the inner tube with respect to the front opening of the outer cone, so that the adjustment can also be used to optimize the dirt-repellent effect.

[0033] Vorzugsweise umfasst die Schutzvorrichtung ein umlaufendes Spannelement, welches einen auf das Innenrohr aufgeschobenen Bereich des aufschiebbaren Elements umschliesst und zur Fixierung des Elements am Innenrohr spannbar ist. Das Spannelement ist beispielsweise in der Art einer Schlauchschelle ausgebildet. Es ermöglicht eine einfache, sichere und flexible Verbindung zwischen Aussenkonus und Innenrohr. Preferably, the protective device comprises a circumferential clamping element, which encloses a pushed onto the inner tube portion of the push-on element and is clamped to fix the element on the inner tube. The tensioning element is designed, for example, in the manner of a hose clamp. It allows a simple, safe and flexible connection between outer cone and inner tube.

[0034] Alternativ wird der Aussenkonus nicht auf das Innenrohr aufgeschoben, sondern beispielsweise unabhängig von diesem mantel- oder stirnseitig am Sensorgehäuse befestigt. Alternatively, the outer cone is not pushed onto the inner tube, but attached, for example, regardless of this coat or front side on the sensor housing.

[0035] Bevorzugt umschliessen bei am Sensorgehäuse angebrachter Schutzvorrichtung ein Schutzglas des Sensorgehäuses und das Innenrohr ein erstes Volumen, welches ebenfalls in die Frontöffnung mündet. Das Innenrohr und der Aussenkonus umschliessen ferner ein zweites Volumen, welches in die Frontöffnung mündet. Dabei sind das erste Volumen und das zweite Volumen ausser im Bereich der Frontöffnung gegeneinander abgeschlossen. Dies bedeutet, dass keine nennenswerte Strömung zwischen dem ersten und dem zweiten Volumen entstehen kann, ein nahtloser, luftdichter Abschluss ist nicht notwendig. Preferably, when mounted on the sensor housing protective device enclosing a protective glass of the sensor housing and the inner tube a first volume, which also opens into the front opening. The inner tube and the outer cone also surround a second volume, which opens into the front opening. Here, the first volume and the second volume except in the region of the front opening are completed against each other. This means that no appreciable flow can occur between the first and second volumes, a seamless, hermetic seal is not necessary.

[0036] Das zweite Volumen erzeugt beim Betrieb des Schienenfahrzeugs eine Luftströmung, welche ein Eindringen von Schmutzpartikeln, Schmutzwasser oder Schnee in das erste Volumen und damit in den Bereich des Schutzglases verhindert. During operation of the rail vehicle, the second volume generates an air flow which prevents infiltration of dirt particles, dirty water or snow into the first volume and thus into the area of the protective glass.

[0037] Das Innenrohr ist bevorzugt fest und abgedichtet am Sensorgehäuse der Sensoreinrichtung befestigt oder mit diesem einstückig ausgebildet. So ist auch bei minimalen Innenrohrdimensionen, welche eng an das Mess- und Beleuchtungsfeld angepasst sind, sichergestellt, dass keine Abschattung des Sensors stattfindet. Das Innenrohr ist aus demselben Grund mit Vorteil aus einem starren Material hergestellt, z.B. einer Aluminiumlegierung wie AlMgSi1. The inner tube is preferably fixed and sealed to the sensor housing of the sensor device attached or integrally formed therewith. Thus, even with minimal inner tube dimensions, which are closely matched to the measurement and illumination field, it is ensured that no shading of the sensor takes place. The inner tube is advantageously made of a rigid material, e.g. an aluminum alloy such as AlMgSi1.

[0038] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform umfasst in Kombination: <tb>a)<SEP>ein Innenrohr mit einem hinteren kreiszylindrischen Abschnitt und einem vorderen, sich in Richtung zur Frontöffnung verengenden Abschnitt; <tb>b)<SEP>einen Aussenkonus mit einem hinteren kreiszylindrischen Abschnitt und einem vorderen Abschnitt, in welchem sich der Querschnitt in an die erste Ebene angrenzenden Bereichen erweitert, wobei der Querschnitt in an die zweite Ebene angrenzenden Bereichen konstant bleibt; <tb>wobei der Aussenkonus mit seinem kreiszylindrischen Abschnitt auf den kreiszylindrischen Abschnitt des Innenrohrs aufgeschoben ist.A particularly preferred embodiment comprises in combination: an inner tube having a rear circular cylindrical portion and a front portion narrowing toward the front opening; <b> <b> <SEP> an outer cone having a rear circular cylindrical portion and a front portion in which the cross section widens in areas adjacent to the first plane, the cross section remaining constant in areas adjacent to the second plane; <tb> wherein the outer cone is pushed with its circular cylindrical portion on the circular cylindrical portion of the inner tube.

[0039] Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung. From the following detailed description and the totality of the claims, there are further advantageous embodiments and feature combinations of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0040] Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>Ein Schrägbild einer Sensoreinrichtung mit einer erfindungsgemässen Schutzvorrichtung und einem erfassten Schienenabschnitt; <tb>Fig. 2A , B<SEP>vertikale Querschnitte durch die Sensoreinrichtung entlang der Haupt- und der Nebenachse; <tb>Fig. 3<SEP>ein Schrägbild des Mantelstücks der Schutzvorrichtung; und <tb>Fig. 4<SEP>eine Ansicht des Mantelstücks von vorne.The drawings used to explain the embodiment show: <Tb> FIG. 1 <SEP> An oblique image of a sensor device with a protective device according to the invention and a detected rail section; <Tb> FIG. 2A, B <SEP> are vertical cross sections through the sensor device along the major and minor axes; <Tb> FIG. 3 <SEP> an oblique view of the sheath piece of the protection device; and <Tb> FIG. 4 <SEP> a view of the shell piece from the front.

[0041] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

[0042] Die Fig. 1 ist ein Schrägbild einer Sensoreinrichtung mit einer erfindungsgemässen Schutzvorrichtung und einem erfassten Schienenabschnitt. Die Sensoreinrichtung 1 umfasst ein Sensorgehäuse 10, an welchem die erfindungsgemässe Schutzvorrichtung 20 befestigt ist. Die Schutzvorrichtung 20 umfasst ein Gehäuse mit einem Aussenkonus mit länglichem Querschnitt. Die Sensoreinrichtung 1 ist derart am Schienenfahrzeug befestigt, dass die Hauptachse des Aussenkonus, d. h. die Ebene der grossen Ausdehnung, im Wesentlichen parallel ist zu einer Hauptausdehnung der erfassten Schiene 30. Fig. 1 is an oblique view of a sensor device with a protective device according to the invention and a detected rail section. The sensor device 1 comprises a sensor housing 10, to which the protective device 20 according to the invention is attached. The protective device 20 comprises a housing with an outer cone with an oblong cross-section. The sensor device 1 is attached to the rail vehicle such that the main axis of the outer cone, d. H. the plane of great extent, substantially parallel to a major extent of the detected rail 30.

[0043] Die Fig. 2A und 2B zeigen vertikale Querschnitte durch die Sensoreinrichtung entlang der Haupt- und der Nebenachse. Das Sensorgehäuse 10 aus Aluminiumguss umfasst einen Hauptteil 11 mit einem kreisförmigen Querschnitt. An dessen hinteren, d. h. der Schiene 30 abgewandten Ende ist ein Deckel 12 angeordnet, in welchem der Sensor 13 befestigt ist. Der Sensor 13 ist mit einer Buchse 14 an der Deckelaussenseite verbunden. Die Sensoreinrichtung 1 lässt sich mit Befestigungsklemmen 15a, 15b an geeigneten Halteeinrichtungen des Schienenfahrzeugs befestigen. Nach vorne, d. h. in Richtung der erfassten Schiene 30 an den Hauptteil 11 des Sensorgehäuses 10 anschliessend ist ein Aufnahmeteil 16 gebildet. Dieser hat einen elliptischen Querschnitt, wobei eine Grenzfläche des Hauptteils 11 unmittelbar und gerade in die Grenzfläche des Aufnahmeteils 16 übergeht, während sich diametral entgegengesetzt der Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts des Hauptteils 11 über einen konischen Übergangsabschnitt zur Hauptachse des elliptischen Querschnitts des Aufnahmeteils 16 erweitert. Der Hauptteil 11 ist also bezüglich des Aufnahmeteils 16 exzentrisch angeordnet. Figures 2A and 2B show vertical cross-sections through the sensor means along the major and minor axes. The sensor housing 10 made of cast aluminum comprises a main part 11 with a circular cross-section. At the rear, d. H. the rail 30 facing away from a lid 12 is arranged, in which the sensor 13 is fixed. The sensor 13 is connected to a socket 14 on the outside of the cover. The sensor device 1 can be fastened with fastening clamps 15a, 15b to suitable holding devices of the rail vehicle. Forward, d. H. in the direction of the detected rail 30 to the main part 11 of the sensor housing 10 then a receiving part 16 is formed. This has an elliptical cross-section, wherein an interface of the main part 11 passes directly and straight into the interface of the receiving part 16, while diametrically opposite the diameter of the circular cross-section of the main part 11 extends via a conical transition section to the major axis of the elliptical cross section of the receiving part 16. The main part 11 is thus arranged eccentrically with respect to the receiving part 16.

[0044] Im gegenüber dem Hauptteil 11 erweiterten Abschnitt des Aufnahmeteils 16 ist eine Lichtquelle 17 aufgenommen. Diese ist schräg, anliegend an den konischen Übergangsabschnitt, im Aufnahmeteil 16 befestigt, so dass von ihr ausgesandtes Licht in einem vorgegebenen Winkel auf die Lauffläche des Kopfs der Schiene 30 trifft, der Lichtkegel 40 ist in der Fig. 1 angedeutet. Die Mündung des Aufnahmeteils 16 wird durch einen Abschnitt mit der Geometrie eines Zylinders mit elliptischer Grundfläche gebildet. In relation to the main part 11 extended portion of the receiving part 16, a light source 17 is added. This is obliquely, adjacent to the conical transition section, fixed in the receiving part 16, so that light emitted by it hits the running surface of the head of the rail 30 at a predetermined angle, the light cone 40 is indicated in FIG. The mouth of the receiving part 16 is formed by a section with the geometry of a cylinder with elliptical base.

[0045] Im Bereich der Mündung des Aufnahmeteils 16 ist ein Schutzglas 18 aus Borosilikatglas befestigt. Das Schutzglas 18 stützt sich über je einen elliptischen O-Ring an der hinteren Seite an einem in den Aufnahmeteil 16 eingeschobenen ellptischen Einsatz 16a und an der vorderen Seite an einem Übergangsstück 19 aus Aluminiumguss ab. Das Übergangsstück 19 ist durch mehrere umlaufend angeordnete, axial verlaufende Schrauben mit der Stirnseite des Aufnahmeteils 16 verschraubt und schliesst mit dem Schutzglas 18 das Sensorgehäuse 10 nach vorne ab. Der Aussenquerschnitt des Übergangsstücks 19 entspricht im hinteren Abschnitt dem der Mündung benachbarten Innenquerschnitt des Aufnahmeteils 16. Im vorderen Abschnitt ist die Form des Übergangsstücks 19 kreiszylindrisch. In the area of the mouth of the receiving part 16, a protective glass 18 made of borosilicate glass is attached. The protective glass 18 is supported via an elliptical O-ring on the rear side on an inserted into the receiving part 16 elliptical insert 16a and on the front side of a transition piece 19 made of cast aluminum from. The transition piece 19 is screwed by a plurality of peripherally arranged, axially extending screws with the end face of the receiving part 16 and closes with the protective glass 18, the sensor housing 10 from the front. The outer cross section of the transition piece 19 corresponds in the rear portion of the mouth of the adjacent inner cross section of the receiving part 16. In the front portion, the shape of the transition piece 19 is circular cylindrical.

[0046] In diesen vorderen Abschnitt des Übergangsstücks 19 ist das Innenrohr 21 der Schutzvorrichtung 20 eingeschoben. Das Innenrohr 21 ist aus Aluminiumblech gefertigt. Es ist mittels dreier gleichmässig über den Umfang verteilter radialer Schrauben 21c am Übergangsstück 19 fixiert und stützt sich über einen Kragen 21 d an der Stirnseite des Übergangsstücks 19 ab. Das Innenrohr 21 setzt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem kreiszylindrischen hinteren Rohrabschnitt 21a und einem damit verschraubten konischen vorderen Rohrabschnitt 21b zusammen. In this front portion of the transition piece 19, the inner tube 21 of the protective device 20 is inserted. The inner tube 21 is made of aluminum sheet. It is fixed by means of three uniformly distributed over the circumference radial screws 21c on the transition piece 19 and is supported by a collar 21 d on the end face of the transition piece 19 from. The inner tube 21 is composed in the illustrated embodiment of a circular cylindrical rear tube section 21a and a screwed conical front tube section 21b.

[0047] Auf das Innenrohr 21 ist ein Mantelstück 22 aufgeschoben. Dieses weist einen kreiszylindrischen hinteren Teil 22a sowie einen asymmetrisch konischen vorderen Teil 22b auf. Der Innenquerschnitt des kreiszylindrischen hinteren Teils 22a entspricht im Wesentlichen dem Aussenquerschnitt des kreiszylindrischen hinteren Rohrabschnitt 21a des Innenrohrs 21. Die entsprechenden Abschnitte lassen sich somit passend zusammenfügen, so dass das Mantelstück 22 auf dem Innenrohr 21 in axialer Richtung verschieblich gehalten ist. On the inner tube 21, a jacket piece 22 is pushed. This has a circular cylindrical rear part 22a and an asymmetrical conical front part 22b. The inner cross section of the circular cylindrical rear part 22a substantially corresponds to the outer cross section of the circular cylindrical rear pipe section 21a of the inner pipe 21. The corresponding sections can thus be fitted together, so that the jacket piece 22 is held displaceably on the inner pipe 21 in the axial direction.

[0048] Der Querschnitt des asymmetrisch konischen Teils erweitert sich in einer ersten vertikalen Ebene (siehe Fig. 2A ), bleibt aber in einer dazu senkrechten zweiten vertikalen Ebene konstant (siehe Fig. 2B ). Es ergibt sich im Bereich der vorderen Öffnung – wie in der Fig. 4 gut ersichtlich – ein asymmetrischer, länglicher Querschnitt. Zwischen dem Innenrohr 21 und dem Mantelstück 22 ist ein Zwischenraum 23 ausgespart. Aufgrund des sich in Richtung der Mündung der Schutzvorrichtung 20 verengenden Innenrohrs 21 umläuft dieser Zwischenraum 23 das gesamte Innenrohr 21, sein Querschnitt erweitert sich jedoch in den an die erste Ebene angrenzenden Bereichen. Im Betrieb wird das Mantelstück 22 bevorzugt in eine axiale Stellung relativ zum Innenrohr 21 gebracht, in welcher es über das Innenrohr 21 hinaus ragt. Es hat sich gezeigt, dass sich aufgrund der sich daraus ergebenden Strömungsverhältnisse die Verschmutzung des Schutzglases reduzieren lässt. The cross section of the asymmetrical conical part widens in a first vertical plane (see FIG. 2A), but remains constant in a second vertical plane perpendicular thereto (see FIG. 2B). It results in the region of the front opening - as well visible in Fig. 4 - an asymmetric, elongated cross-section. Between the inner tube 21 and the jacket piece 22, a gap 23 is recessed. Due to the narrowing in the direction of the mouth of the protective device 20 inner tube 21 of this gap 23 rotates the entire inner tube 21, but its cross-section widens in the adjacent to the first plane areas. In operation, the shell piece 22 is preferably brought into an axial position relative to the inner tube 21, in which it projects beyond the inner tube 21 also. It has been shown that the contamination of the protective glass can be reduced due to the resulting flow conditions.

[0049] Das Mantelstück 22 lässt sich mit einer Spannvorrichtung in der Art einer an sich bekannten Schlauchschelle an der gewünschten Position auf dem Innenrohr 21 fixieren. The shell piece 22 can be fixed with a tensioning device in the manner of a known hose clamp at the desired position on the inner tube 21.

[0050] Das Mantelstück der Schutzvorrichtung ist in den Fig. 3 und 4 genauer dargestellt: Die Fig. 3 ist ein Schrägbild des Mantelstücks, die Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Mantelstücks 22 von vorne, d. h. von der Mündungsöffnung her. The jacket piece of the protective device is shown in more detail in FIGS. 3 and 4: FIG. 3 is an oblique view of the jacket piece, FIG. 4 shows a view of the jacket piece 22 from the front, d. H. from the mouth opening.

[0051] Das Mantelstück 22 ist einstückig aus Chloropren-Kautschuk mit einer Härte von 67 Shore A gefertigt. Es umfasst den erwähnten kreiszylindrischen hinteren Teil 22a sowie den asymmetrisch konischen vorderen Teil 22b. An seiner freien Stirnseite ist der vordere Teil 22b mit einem Wulst versehen. Während das Mantelstück 22 eine gewisse Flexibilität aufweist, stellt der Wulst sicher, dass die Form der Mündung des Mantelstücks 22 auch bei einwirkenden Kräften (z.B. durch anhaftenden Schnee usw.) erhalten bleibt bzw. das Mantelstück 22 nach einer temporären Verformung in seine vorgegebene Form zurückkehrt. The shell piece 22 is made in one piece from chloroprene rubber with a hardness of 67 Shore A. It comprises the mentioned circular-cylindrical rear part 22a and the asymmetrically conical front part 22b. At its free end, the front part 22b is provided with a bead. While the shell piece 22 has a certain flexibility, the bead ensures that the shape of the mouth of the shell piece 22 is maintained even when forces are applied (eg by adhering snow, etc.) or the shell piece 22 returns to its predetermined shape after a temporary deformation ,

[0052] Der kreiszylindrische hintere Teil 22a hat einen Aussendurchmesser von 102 mm. Entlang der zweiten Ebene (der Nebenebene) ist der Querschnitt des Mantelstücks 22 im Wesentlichen konstant, der Aussendurchmesser vergrössert sich lediglich aufgrund des Wulstes auf 110 mm. In der ersten Ebene (der Hauptebene) erweitert sich der Querschnitt ausgehend von ungefähr der Hälfte der axialen Länge des Mantelstücks 22. Der Aussendurchmesser beträgt am vorderen Ende (inkl. Wulst) 155 mm. The circular cylindrical rear part 22a has an outer diameter of 102 mm. Along the second plane (the secondary plane), the cross section of the jacket piece 22 is substantially constant, the outside diameter only increases to 110 mm due to the bead. In the first plane (the main plane), the cross-section widens starting from approximately half the axial length of the shell piece 22. The outside diameter at the front end (including the bead) is 155 mm.

[0053] Demgegenüber verringert sich der Durchmesser des kreiszylindrischen Innenrohrs im vorderen Rohrabschnitt 21b. Es ergibt sich in der ersten Ebene ein Winkel zwischen der Aussenwand des vorderen Rohrabschnitts 21b und der Innenwand des Mantelstücks 22 von ca. 23°. In contrast, reduces the diameter of the circular cylindrical inner tube in the front pipe section 21b. This results in the first plane an angle between the outer wall of the front pipe section 21b and the inner wall of the shell piece 22 of about 23 °.

[0054] Das Mantelstück 22 räumt allfällige Schneemassen aus dem Messbereich und verhindert, dass Steine, Eis- oder Dreckpartikel direkt an das Innenrohr 21 treffen oder an diesem haften bleiben. Die Strömung des Fahrtwindes wird im Bereich der Kante des Mantelstücks 22 gebrochen. Es bildet sich ferner eine wirbelartige Luftströmung im Volumen, welches zwischen dem Mantelstück und dem Innenrohr eingeschlossen ist. Diese Luftströmung verhindert ein direktes Eindringen von Schmutz in das Innenrohr 21 und sorgt dafür, dass einströmende Partikel sich mehrheitlich in diesem Bereich an die Innenwand des Mantelstücks 22 absetzen. Der verringerte Öffnungsquerschnitt des Innenrohrs 21 erschwert zusätzlich das Vordringen von Schmutz zum Sensorglas. The jacket piece 22 clears any snow masses from the measuring range and prevents stones, ice or dirt particles from hitting the inner tube 21 directly or sticking to it. The flow of the wind is broken in the region of the edge of the jacket piece 22. It also forms a vortex-like air flow in the volume, which is enclosed between the shell piece and the inner tube. This air flow prevents a direct ingress of dirt into the inner tube 21 and ensures that inflowing particles settle in the majority of this area on the inner wall of the jacket piece 22. The reduced opening cross section of the inner tube 21 additionally complicates the penetration of dirt to the sensor glass.

[0055] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere kann die Schutzvorrichtung auch in Kombination mit anders gestalteten oder aufgebauten Sensorgehäusen eingesetzt werden. Die Geometrie der Schutzvorrichtung kann sich ebenfalls von derjenigen des Ausführungsbeispiels unterscheiden. So können insbesondere der Innen- und der Aussenkonus eine andere Querschnittform aufweisen, und die Längenverhältnisse können anders gewählt sein. Dasselbe gilt für die beispielhaft angegebenen absoluten Grössenangaben. The invention is not limited to the illustrated embodiment. In particular, the protective device can also be used in combination with differently designed or constructed sensor housings. The geometry of the protective device may also differ from that of the embodiment. Thus, in particular the inner and the outer cone may have a different cross-sectional shape, and the length ratios may be chosen differently. The same applies to the absolute values given by way of example.

[0056] Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die Erfindung eine Schutzvorrichtung für eine optische Sensoreinrichtung für Schienenfahrzeuge geschaffen wird, welche eine gute Schutzwirkung vor Verschmutzung bei hoher Signalqualität ermöglicht. In summary, it should be noted that a protection device for a visual sensor device for rail vehicles is provided by the invention, which allows a good protection against pollution with high signal quality.

Claims

1. A protective device for an optical sensor device for rail vehicles, comprising a tubular housing having a base part and a funnel-like front part, wherein the funnel-like front part comprises an outer cone whose outer cross-section increases in the direction of a front opening and wherein in a front portion of the outer cone whose expansion in a first plane perpendicular to a tube axis of the housing is maximum and greater than in a second plane which is perpendicular to the first plane, characterized by an inner tube with kreisringförmigem cross-section, which is enclosed at least in a front region of the outer cone.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the extent in the first plane is at least 1.2 times the extent in the second plane, preferably at least 1.33 times.

3. Protection device according to claim 1 or 2, characterized in that an extension of the outer cone in the second plane along an axial extension of the outer cone is substantially constant.

4. Protection device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner tube comprises a front portion in which reduces a cross section of the inner tube in the direction of the front opening.

5. Protection device according to claim 4, characterized in that in the region of the front portion in an axial cross-section in the first plane, an angle between the inner tube and outer cone 15-35 °, preferably 18-28 °.

6. Protection device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner tube is made of a metal sheet.

7. Protection device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a plane formed by a front opening of the inner tube level is set back in the axial direction behind a plane formed by the front opening of the outer cone level.

8. Protection device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer cone is made of a flexible material, in particular of an elastomer.

9. Protection device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer cone is formed on a pushed onto the inner tube element.

10. Protection device according to claim 9, characterized in that a geometry of the inner tube and the retractable member is formed such that an axial position of the retractable member with respect to the inner tube can be adjusted.

11. Protection device according to claim 9 or 10, characterized by a circumferential clamping element, which encloses a pushed onto the inner tube portion of the push-on element and can be clamped for fixing the element on the inner tube.

12. An optical sensor device for rail vehicles, comprising a sensor housing and at least one protective device according to one of claims 1 to 11, which is attached to the sensor housing.

13. Sensor device according to claim 12, characterized in that when mounted on the sensor housing protection a protective glass of the sensor housing and the inner tube enclose a first volume, which opens into the front opening and that the inner tube and the outer cone enclose a second volume, which opens into the front opening wherein the first volume and the second volume are closed to each other except in the region of the front opening.

14. A rail vehicle with a sensor device according to claim 12, wherein the sensor device is mounted on the rail vehicle and the protection device is mounted on the sensor device such that the first plane extends substantially perpendicular to a wheel axle of wheels of the rail vehicle.