DE102005024852B4

DE102005024852B4 - Device for detecting hot running chassis elements on passing rail vehicles

Info

Publication number: DE102005024852B4
Application number: DE102005024852.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Hesser
Original assignee: Progress Rail Inspection and Information Systems GmbH
Current assignee: Progress Rail Inspection and Information Systems GmbH
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2025-05-28
Also published as: DE102005024852A1

Abstract

Vorrichtung (1) zum Erfassen von heißlaufenden Fahrwerkselementen vorbeifahrender Schienenfahrzeuge, umfassend eine mit einer Auswerteeinheit (37) datenübertragend verbindbaren, auf Fahrwerkselemente (32, 33, 34) vorbeifahrender Schienenfahrzeuge richtbaren Detektoreinheit (5), durch die ein die Temperatur der Fahrwerkselemente repräsentierendes Signal ausgebbar ist, und mit einem Gehäuse (2, 12, 14), in dem die Detektoreinheit (5) aufgenommen ist, wobei die Vorrichtung (1) als eine auf oder in eine Schienenschwelle (3) montierbare Einheit ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (5) mit ihrem Messbereich (8) nach oben, direkt in Richtung der die Schwelle (3) überfahrenden Fahrwerkselemente (32, 33, 34) gerichtet ist, und dass eine Messvorrichtung (16) vorgesehen ist, durch die in Abhängigkeit von dem Verschmutzungsgrad der Scheibe (10) ein Signal ausgebbar ist.Device (1) for detecting overheating chassis elements of passing rail vehicles, comprising a detector unit (5) which can be connected to chassis units (32, 33, 34) for transmission of data and can be output by a signal representing the temperature of the chassis elements is, and with a housing (2, 12, 14), in which the detector unit (5) is accommodated, wherein the device (1) as a on or in a rail sleeper (3) is mounted unit, characterized in that the Detector unit (5) with its measuring range (8) upwards, directly in the direction of the threshold (3) driving over the chassis elements (32, 33, 34) is directed, and that a measuring device (16) is provided, by which in dependence Pollution degree of the disc (10) a signal can be output.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen von heißlaufenden Fahrwerkselementen vorbeifahrender Schienenfahrzeuge umfassend eine, mit einer Auswerteeinheit datenübertragend verbindbaren, auf die Fahrwerkselemente vorbeifahrender Schienenfahrzeuge richtbaren Detektoreinheit, durch die ein für die Temperatur der Fahrwerkselemente repräsentatives Signal ausgebbar ist, und mit einem Gehäuse, in dem die Detektoreinheit aufgenommen ist.The invention relates to a device for detecting overheating chassis elements of passing rail vehicles, comprising a detector unit which can be connected to an evaluation unit and which can be routed to the chassis elements by means of which a signal representative of the temperature of the chassis elements can be output, and with a housing in which the Detector unit is recorded.

Derartige Vorrichtungen sind auch als Heißläuferdetektoren bekannt. Sie werden im Schienenverkehr dazu eingesetzt, die Temperatur von Fahrwerkselementen bei Schienenfahrzeugen während der Fahrt zu messen. Die üblicherweise überwachten Fahrwerkselemente umfassen die Lager, Bremsen, Bremsscheiben, Achsen und Räder sowie Getriebeteile der Schienenfahrzeuge. Werden auffällig hohe Temperaturen gemessen, so wird dem Zugführer oder der Leitstelle des Schienennetzbetreibers ein Warnsignal ausgegeben, damit diese auf ein eventuelles technisches Problem, wie einem drohenden Bremsversagen, hingewiesen werden und Gegenmaßnahmen ergreifen können.Such devices are also known as hot runner detectors. They are used in rail transport to measure the temperature of chassis elements in rail vehicles while driving. The commonly monitored suspension elements include the bearings, brakes, rotors, axles and wheels, and gear parts of the rail vehicles. If conspicuously high temperatures are measured, a warning signal is issued to the train driver or the control center of the rail network operator so that they can be alerted to a possible technical problem, such as imminent brake failure, and can take countermeasures.

Bislang werden Heißläuferdetektoren an den Schienen angebracht. Andere Bauformen werden gleiskörperseitig in Hohlschwellen eingebaut, die als Gehäuse mehrere Detektoreinheiten, meist Infrarot-Detektoreinheiten, umgeben und schützen. Wie in der DE 100 60 380 A1 beschrieben ist, sind bei derartigen Heißläuferdetektoren im Strahlengang zur Detektoreinheit, über den die Wärmestrahlung der überwachten Fahrwerkselemente zu den Detektoreinheiten geleitet wird, mechanische Einrichtungen, wie Umlenkspiegel, Antriebsmechanismen zur Rotation der Spiegel usw. angeordnet. Der mechanische Aufbau dieser Heißläuferdetektoren aus dem Stand der Technik ist also komplex und aufwendig.So far, hot runner detectors are attached to the rails. Other types are installed on the track side in hollow sleepers, which surround and protect a plurality of detector units, mostly infrared detector units. Like in the DE 100 60 380 A1 In such hot runner detectors in the beam path to the detector unit, via which the thermal radiation of the monitored chassis elements is conducted to the detector units, mechanical devices such as deflecting mirrors, drive mechanisms for rotating the mirrors, etc. are arranged. The mechanical structure of these hot runner detectors of the prior art is therefore complex and expensive.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Heißläuferdetektoren liegt darin, dass sie nur schwer zu warten sind. Um die einzelnen Komponenten der Heißläuferdetektoren zu sichten oder, im Schadensfall, auszutauschen, muss der Schienenverkehr während einer bestimmten Zeit ruhen oder eingestellt werden. Dies führt zu hohen Betriebskosten.Another disadvantage of the known hot runner detectors is that they are difficult to maintain. In order to view the individual components of the hot runner detectors or, in the event of damage, to replace them, the rail traffic must be rested or adjusted for a certain period of time. This leads to high operating costs.

Um eine einfach aufgebaute, leicht zu wartende Vorrichtung zu schaffen, mit der die Temperatur von Fahrwerkselementen vorbeifahrender Schienenfahrzeuge erfassbar und in Signalform weiterleitbar ist, ist die Vorrichtung als eine auf oder in eine Schienenschwelle montierbare Einheit ausgestaltet.In order to provide a simply constructed, easy-to-maintain device with which the temperature of the chassis elements of passing rail vehicles can be detected and forwarded in signal form, the device is designed as a unit which can be mounted on or in a railroad tie.

Der Vorteil dieser konstruktiv sehr einfachen Ausgestaltung liegt zum einen in der einfachen Zugänglichkeit der Vorrichtung und zum anderen in ihrer einfachen Handhabbarkeit.The advantage of this structurally very simple design is firstly the easy accessibility of the device and secondly its easy handling.

Die einfache Zugänglichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Montage auf oder in der Schienenschwelle ermöglicht. Es ist kein Zugriff mehr auf das schwer zugängliche Innere der Hohlschwelle notwendig, wie dies noch bei den Heißläuferdetektoren aus dem Stand der Technik der Fall ist. Außerdem ist die Vorrichtung nunmehr von außen einsehbar auf der Schienenschwelle angeordnet, was die Sichtprüfung ihrer Funktion im Rahmen von Inspektionsgängen erheblich vereinfacht.The easy accessibility of the device according to the invention is made possible by mounting on or in the railroad tie. It is no longer necessary access to the hard to reach interior of the hollow sleeper, as is the case with the hot runner detectors of the prior art. In addition, the device is now visible from the outside arranged on the railroad tie, which greatly simplifies the visual inspection of their function in the context of inspection courses.

Die einfache Handhabbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gegenüber dem Stand der Technik ebenfalls verbessert, da sie als eine Einheit ausgestaltet ist, so dass nicht mit den Einzelteilen hantiert werden muss.The ease of handling of the device according to the invention is also improved over the prior art, since it is designed as a unit, so that does not have to be handled with the items.

Aus der FR 2 752 806 A1 ist ein Detektor für heißlaufende Fahrwerkselemente bekannt, bei der ein weiter Tastbereich eine Erfassung von schnellen Zügen ermöglicht. Aus der DE 11 76 697 B ist eine Vorrichtung zum Detektieren von heißen Fahrwerksteilen bekannt, bei der zwei Detektoreinheiten schräg messen. Aus der EP 0 263 217 A1 ist ein System zur Messung von erwärmten Bauteilen und Schienenfahrzeugen bekannt, bei dem ein Messstrahl durch rotierende Spiegel verkippt wird, um Messungen an fahrenden Fahrzeugen zu ermöglichen. Aus der DE 102 30 397 A1 ist eine Laserabtastvorrichtung zur Abstandsermittlung bekannt, bei der ein Spiegel benutzt wird, um den Messstrahl umzulenken.From the FR 2 752 806 A1 is a detector for hotter running gear elements is known in which a wide touch range allows detection of fast trains. From the DE 11 76 697 B a device for detecting hot chassis parts is known in which two detector units measure obliquely. From the EP 0 263 217 A1 is a system for measuring heated components and rail vehicles is known in which a measuring beam is tilted by rotating mirrors to allow measurements on moving vehicles. From the DE 102 30 397 A1 For example, a laser scanner for distance detection is known in which a mirror is used to redirect the measuring beam.

Um die im Stand der Technik üblichen, konstruktiv sehr aufwendigen Umlenkeinheiten im Strahlengang der Detektoreinheit einzusparen, ist die Detektoreinheit mit ihrem Messbereich nach oben, direkt in Richtung der die Schwelle überfahrenden Fahrwerkselemente vorbeifahrender Schienenfahrzeuge ausgerichtet. Der Messbereich ist dabei derjenige Bereich, innerhalb dessen die die Temperatur der Fahrwerkselemente repräsentierende Strahlung direkt von der Detektoreinheit aufgenommen werden kann.To save the usual in the prior art, structurally very complex deflecting units in the beam path of the detector unit, the detector unit is aligned with its measuring range upwards, directly in the direction of the threshold crossing chassis elements passing by rail vehicles. The measuring range is that area within which the radiation representing the temperature of the chassis elements can be recorded directly by the detector unit.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, bei der die Betriebssicherheit und Wartung optimiert ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass eine Messvorrichtung vorgesehen ist, durch die in Abhängigkeit von dem Verschmutzungsgrad der Scheibe ein Signal ausgebbar ist.The object of the invention is to provide a solution in which the reliability and maintenance is optimized. According to the invention this is achieved in that a measuring device is provided, through which a signal can be output as a function of the degree of contamination of the disc.

Die Aufgabe wird somit mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 24 gelöst.The object is thus achieved with a device having the features of claim 1 and with a device having the features of the independent claim 24.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in mehreren, voneinander im Wesentlichen unabhängigen vorteilhaften Ausgestaltungen weiter verbessert werden. The device according to the invention can be further improved in a number of mutually substantially independent advantageous embodiments.

So sollte die Höhe der erfindungsgemäßen Vorrichtung so bemessen sein, dass ein Schienenfahrzeug über die Vorrichtung unbehindert hinwegfahren kann. Die Höhe der Vorrichtung kann demnach in etwa der Höhe der Schienen über der Schienenschwelle entsprechen.Thus, the height of the device according to the invention should be such that a rail vehicle can drive over the device unhindered. The height of the device can therefore correspond approximately to the height of the rails above the railroad tie.

Um die im Stand der Technik üblichen, konstruktiv sehr aufwendigen Umlenkeinheiten im Strahlengang der Detektoreinheit einzusparen, kann die Detektoreinheit mit ihrem Messbereich im Wesentlichen direkt auf die Fahrwerkselemente vorbeifahrender Schienenfahrzeuge ausgerichtet sein. Der Messbereich ist dabei derjenige Bereich, innerhalb dessen die die Temperatur der Fahrwerkselemente repräsentierende Strahlung direkt von der Detektoreinheit aufgenommen werden kann. Vorzugsweise ist der Messbereich nahezu oder im Wesentlichen nach oben gerichtet. Der Messbereich kann insbesondere kegel- oder kettenförmig ausgestaltet sein.To save the conventional structurally very complex deflection units in the beam path of the detector unit that are conventional in the prior art, the detector unit with its measuring area can essentially be aligned directly with the chassis elements of passing rail vehicles. The measuring range is that area within which the radiation representing the temperature of the chassis elements can be recorded directly by the detector unit. Preferably, the measuring range is directed almost or substantially upwards. The measuring range can be configured in particular in the form of a cone or a chain.

Die Detektoreinheit kann ferner hinter einer Scheibe aus einem Infrarotlicht-durchlässigen, im Wesentlichen bruchfesten Material angeordnet sein, so dass sie vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Die Bruchfestigkeit der Scheibe ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Vorrichtung auf Schwellen montiert ist, die auf einem Gleisbett aus Schotter liegen. In diesem Fall besteht die Gefahr, dass einzelne Schottersteine, die durch den Fahrtwind vorbeifahrender Schienenfahrzeuge mitgerissen werden, auf die Glasscheibe fallen. Um ein Durchschlagen oder Brechen der Scheibe zu verhindern, muss diese demnach eine ausreichende Bruchfestigkeit aufweisen. Da durch ein allmähliches Zerkratzen der Scheibe deren Strahlungsdurchlässigkeit verringert wird, kann die Scheibe in einer weiteren Ausgestaltung kratzfest sein. Natürlich kann die Scheibe auch gegenüber sichtbarem Licht transparent ausgestaltet sein. Dadurch kann von außen in das Innere der Vorrichtung geblickt werden, was die Inspektion erleichtert.The detector unit can furthermore be arranged behind a pane of an infrared light-transmissive, substantially break-resistant material, so that it is protected against environmental influences. The breaking strength of the disc is particularly advantageous when the device is mounted on sleepers that lie on a track bed made of ballast. In this case, there is the danger that individual ballast stones, which are entrained by the wind of passing rail vehicles, fall on the glass. In order to prevent penetration or breaking of the disc, it must therefore have a sufficient breaking strength. Since the radiation transparency is reduced by a gradual scratching of the disc, the disc can be scratch-resistant in a further embodiment. Of course, the disc can also be made transparent to visible light. As a result, can be looked from the outside into the interior of the device, which facilitates the inspection.

Überraschenderweise sind herkömmliche Uhrenglaswerkstoffe (organische Gläser bzw. Kunststoffe oder Kristalle wie z.B. Saphir) besonders für die Herstellung der Scheiben in den Heißläuferdetektoren geeignet: Uhrenglaswerkstoffe sind bruch- und kratzfest und aufgrund der hohen Produktionszahlen der Uhrenindustrie kostengünstig zu beziehen. Sie weisen ferner eine vorgefertigte Form auf, die eine leicht auswechselbare und gleichzeitig wasser- und staubdichte Befestigung am Gehäuse der Vorrichtung ermöglicht. Außerdem sind auch andere in der IR-Technik eingesetzte, zumeist kristalline Materialien als Scheibe denkbar.Surprisingly, conventional watch glass materials (organic glasses or plastics or crystals such as sapphire) are particularly suitable for making the disks in the hot runner detectors: watch glass materials are break and scratch resistant and cost effective due to the high production figures of the watch industry. They also have a prefabricated form, which allows an easily replaceable and at the same time waterproof and dustproof attachment to the housing of the device. In addition, other used in IR technology, mostly crystalline materials as a disc conceivable.

Eine besondere hohe Kratz- und Bruchfestigkeit kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht werden, dass die Scheibe aus einem Saphirglas gefertigt ist. Insbesondere kann dieses Saphirglas auch aus der Uhrenindustrie stammen. Das Saphirglas kann in einer Weiterentwicklung eine Dicke von wenigstens 2 mm, vorzugsweise von wenigstens 4 mm aufweisen, so dass neben einer hohen Durchlässigkeit und geringen optischen Bildfehlern auch eine hohe Festigkeit erzielt wird.A particular high scratch and breaking strength can be achieved in a further advantageous embodiment in that the disc is made of a sapphire crystal. In particular, this sapphire crystal can also come from the watch industry. The sapphire glass in a further development may have a thickness of at least 2 mm, preferably of at least 4 mm, so that in addition to a high permeability and low optical aberrations, a high strength is achieved.

Ferner kann die Scheibe zur Erhöhung der Bruchfestigkeit und Kratzfestigkeit aus einem bombierten Glas gefertigt sein.Further, the disc can be made of a cambered glass to increase the breaking strength and scratch resistance.

Neben der Bruchgefahr besteht ein weiteres Problem bei der Verwendung von transparenten Scheiben darin, dass diese durch Witterungseinflüsse und durch den unvermeidbar beim Schienenverkehr entstehenden Schienenabrieb verschmutzen können. Bei einer Verschmutzung wird die Durchlässigkeit der Scheibe gegenüber der Wärmestrahlung beeinträchtigt, so dass von der Detektoreinheit die Temperaturstrahlung der Fahrwerkselemente nicht mehr zuverlässig erfasst werden kann, was zu einem Messfehler führt. Um diese Gefahr zu umgehen, sind eine Reihe von nebeneinander stehenden Maßnahmen möglich. So kann die Scheibe mit einer schmutzabweisenden Schicht beschichtet sein, die verhindert, dass sich Schmutz auf der Scheibe ansammeln kann. Eine Möglichkeit einer solchen Schicht besteht in dem Lotus-Blüteneffekt. Hierzu kann die Oberfläche der Scheibe mit einer transparenten Nanostruktur, d.h. einer Struktur im Nanometer-Größenbereich versehen sein, beispielsweise in Form von kleinen Noppen aus einer Kunststoff- oder Wachs-Schicht. Alternativ kann auch eine extrem glatte Oberfläche der Scheibe angestrebt werden. Die Scheibe ist vorzugsweise planparallel ausgestaltet, um den Strahlengang der zu detektierenden Strahlung möglichst wenig zu beeinflussen. Ferner kann eine Antireflexbeschichtung für den vorgesehenen Wellenlängenbereich vorgesehen werden.In addition to the risk of breakage, another problem with the use of transparent panes is that they can be contaminated by the effects of the weather and by the rail abrasions that inevitably occur in rail traffic. In the event of contamination, the permeability of the pane to the heat radiation is impaired, so that the temperature radiation of the landing gear elements can no longer be reliably detected by the detector unit, which leads to a measurement error. To avoid this danger, a series of measures are possible. Thus, the disc can be coated with a dirt-repellent layer, which prevents dirt from accumulating on the disc. One possibility of such a layer is the lotus flower effect. For this purpose, the surface of the disc with a transparent nanostructure, i. be provided a structure in the nanometer size range, for example in the form of small knobs of a plastic or wax layer. Alternatively, an extremely smooth surface of the disc can be sought. The disk is preferably configured plane-parallel in order to influence the beam path of the radiation to be detected as little as possible. Furthermore, an antireflection coating can be provided for the intended wavelength range.

Weiter kann die Ablagerung von Schmutz auf der Scheibe dadurch vermieden werden, dass die Scheibe gegenüber der Senkrechten geneigt ist, so dass Schmutz abfallen bzw. -fließen kann. Insbesondere kann die Scheibe in einem Winkel gegenüber der Senkrechten geneigt sein, der so bemessen ist, dass unter Berücksichtigung des Brechungsindex des Scheibenmaterials eine störende Wellenlänge, wie beispielsweise sichtbares Licht oder Infrarot-Strahlung bestimmter Frequenzen, die nicht repräsentativ für die Temperatur der überwachten Fahrwerkelemente ist, von der Detektoreinheit weggelenkt werden. Außerdem ist die Neigung der Scheibe so an den jährlichen Sonnenstand angepasst, dass Sonnenstrahlen ebenfalls von der Detektoreinheit abgelenkt werden und nur die Temperaturstrahlung der Fahrwerkselemente erfasst wird.Furthermore, the deposition of dirt on the disc can be avoided by tilting the disc relative to the vertical, so that dirt can fall off or flow. In particular, the disk may be inclined at an angle to the vertical dimensioned such that, taking into account the refractive index of the disk material, an interfering wavelength, such as visible light or infrared radiation of particular frequencies, is not representative of the temperature of the monitored landing gear elements be directed away from the detector unit. In addition, the inclination of the disc is adapted to the annual position of the sun, the sun rays also from the detector unit be deflected and only the temperature radiation of the suspension elements is detected.

Erfindungsgemäß ist eine Messvorrichtung vorgesehen sein, durch die bei Beeinträchtigung des Strahlenganges zur Detektoreinheit ein Signal an die Auswerteeinheit ausgebbar ist. According to the invention, a measuring device can be provided, by means of which a signal can be output to the evaluation unit if the beam path to the detector unit is impaired.

Dieses Signal kann eine Verschmutzung der Scheibe repräsentieren, so dass bei Auftreten des Signals Wartungspersonal aktiviert werden kann, um die Vorrichtung zu überprüfen und gegebenenfalls zu reinigen. Hierzu kann die Messvorrichtung beispielsweise einen Sensor aufweisen, durch den eine Verschmutzung der Scheibe erfassbar ist. Dieser Sensor kann insbesondere als wärmestrahlungsempfindlicher Sensor die Transmissivität der Scheibe, also deren Durchlässigkeit gegenüber dem von der Detektoreinheit erfassten Strahlenbereich, erfassen. Dieser Strahlenbereich umfasst Infrarotanteile mit Wellenlängen zwischen 3 µm und 6 µm sowie weitere spezifische Lichtanteile im Bereich von 8 µm bis 15 µm, die zur Identifikation der Fahrwerkselemente verwendet werden können. Beispielsweise kann der Sensor durch die Scheibe fallendes Umgebungslicht erfassen und, falls die Menge des erfassten Umgebungslichtes in Abhängigkeit von der Tageszeit unter einen vorbestimmten Schwellenwert fällt, ein Warnsignal, das die Verschmutzung repräsentiert, ausgeben. Hierbei kann auch eine Vergleichsmessung mit einem weiteren Sensor, der direkt vom Umgebungslicht bestrahlt wird, durchgeführt und bei einer starken Abweichung der beiden Sensormesswerte ein Signal ausgegeben werden. Der Sensor oder die Sensoren können bevorzugt gekühlt sein, um das Eigenrauschen zu verringern und die Signalqualität zu verbessern.This signal may represent contamination of the disc so that maintenance personnel may be activated upon the occurrence of the signal to check and, if necessary, clean the device. For this purpose, the measuring device may for example comprise a sensor by which contamination of the disk can be detected. This sensor can detect, in particular as a heat-radiation-sensitive sensor, the transmissivity of the pane, ie its permeability with respect to the radiation area detected by the detector unit. This radiation range comprises infrared components with wavelengths between 3 μm and 6 μm as well as further specific light components in the range from 8 μm to 15 μm, which can be used to identify the chassis elements. For example, the sensor may detect ambient light falling through the glass and, if the amount of detected ambient light falls below a predetermined threshold as a function of the time of day, output a warning signal representing the pollution. In this case, a comparison measurement with another sensor, which is irradiated directly from the ambient light, carried out and at a strong deviation of the two sensor measured values a signal can be output. The sensor or sensors may preferably be cooled to reduce inherent noise and improve signal quality.

Die Messvorrichtung kann aber auch eine eigene Lichtquelle, beispielsweise in Form eines Lasers, aufweisen, dessen Lichtstrahl durch die Scheibe hindurch auf den Sensor gerichtet ist. Dieses System arbeitet zuverlässiger als ein lediglich auf dem Umgebungslicht basierendes System, da durch die Lichtquelle stets eine definierte Lichtmenge mit definierter spektraler Zusammensetzung, d.h. der relativen Intensität der einzelnen Frequenzen, aus denen sich das Licht zusammensetzt, erzeugbar ist. Stellt der Sensor Abweichungen der empfangenen Helligkeit und/oder spektralen Zusammensetzung der Lichtquelle fest, so gibt er ein Warnsignal aus. Um möglichst genau die Auswirkungen einer Verschmutzung für die Detektoreinheit zu erfassen, kann die Lichtquelle Strahlung in einem Bereich erzeugen, der dem von der Detektoreinheit erfassten Strahlungsbereich entspricht. Um eine Beeinträchtigung der Messung der Temperaturen der Fahrwerkselemente durch die Detektoreinheit zu vermeiden, kann die Lichtquelle ausgeschaltet werden, wenn das Vorhandensein eines Schienenfahrzeugs erfasst wird, bzw. eine Temperaturmessung durch die Detektoreinheit durchgeführt wird. Das Vorhandensein oder die Vorbeifahrt eines Schienenfahrzeuges kann durch Detektoren, wie Radsensoren, gemeldet werden.However, the measuring device can also have its own light source, for example in the form of a laser, whose light beam is directed through the pane onto the sensor. This system operates more reliably than a purely ambient light based system because the light source always provides a defined amount of light of defined spectral composition, i. the relative intensity of the individual frequencies of which the light is composed, can be generated. If the sensor detects deviations in the received brightness and / or spectral composition of the light source, it issues a warning signal. In order to capture as accurately as possible the effects of contamination on the detector unit, the light source can generate radiation in a range corresponding to the radiation range detected by the detector unit. In order to avoid an impairment of the measurement of the temperatures of the chassis elements by the detector unit, the light source can be turned off when the presence of a rail vehicle is detected, or a temperature measurement is performed by the detector unit. The presence or the passing of a rail vehicle can be reported by detectors, such as wheel sensors.

Da die Vorrichtung im Freien betrieben wird, ist sie sämtlichen Witterungseinflüssen und den Temperaturschwankungen des jeweiligen Klimas des Standortes unterworfen. An einigen Orten sind sehr hohe Temperaturschwankungen zu erwarten: In den mittleren Breiten kann beispielsweise im Sommer bei direkter Sonneneinstrahlung die Vorrichtung auf über 50°C und mehr aufgeheizt werden. Im Winter sind bei Frost Temperaturen unterhalb von -30°C möglich. Problematisch ist dabei, dass insbesondere kostengünstige Detektoreinheiten nur in einem engen Fenster zulässiger Betriebstemperaturen zuverlässig funktionieren. Dieses Fenster kann schmaler sein als die aufgrund der Umweltbedingungen zu erwartenden Temperaturschwankungen. Insbesondere auf Kälte können die Detektoreinheiten sehr empfindlich mit ungenauen Messungen reagieren.Since the device is operated outdoors, it is subject to all weather conditions and the temperature fluctuations of the respective climate of the site. In some places very high temperature fluctuations are to be expected: In the middle latitudes, for example, in summer in direct sunlight, the device can be heated to over 50 ° C and more. In winter, temperatures below -30 ° C are possible in frosty conditions. The problem is that in particular cost-effective detector units work reliably only in a narrow window permissible operating temperatures. This window may be narrower than the expected temperature variations due to environmental conditions. Especially on cold, the detector units can be very sensitive to inaccurate measurements.

Um die Detektoreinheit unabhängig von der Umgebungstemperatur auf eine Betriebstemperatur zu halten, in der genaue Messungen gewährleistet sind, kann daher gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Temperaturregler vorgesehen sein, durch den das Heizelement in Abhängigkeit von der von einem Temperatursensor gemessenen Außen- oder Innentemperatur betätigbar ist. Eine Heizvorrichtung dieser Art kann auch dazu verwendet werden, die Vorrichtung zur Heißläufererfassung von Eis und Schnee freizuhalten. Der Temperaturregler mit dem Temperatursensor sollte zwecks leichter Handhabbarkeit in die als Einheit konzipierte Vorrichtung integriert sein. Das Heizelement kann von Versorgungsleitungen neben dem Schienenstrang gespeist sein. Als Temperatursensor können insbesondere einfache Bauelemente verwendet werden, deren Widerstand sich in Abhängigkeit von der Außentemperatur ändert, und so die dem Heizelement zugeleitete Leistung steuert.In order to keep the detector unit, irrespective of the ambient temperature, at an operating temperature in which precise measurements are ensured, a temperature controller can therefore be provided according to an advantageous embodiment, by means of which the heating element can be actuated as a function of the outside or inside temperature measured by a temperature sensor. A heater of this type can also be used to keep the device for hot runner detection of ice and snow. The temperature controller with the temperature sensor should be integrated into the device designed as a unit for ease of handling. The heating element may be powered by supply lines adjacent to the rail track. As a temperature sensor in particular simple components can be used, the resistance of which changes as a function of the outside temperature, and thus controls the power supplied to the heating element.

Um die Detektoreinheit gegen Steinschlag durch vom Fahrtwind vorbeifahrender Schienenfahrzeuge mitgerissener Schottersteine zu schützen, kann das Gehäuse gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung als ein im Wesentlichen schlagfestes Schutzgehäuse ausgestaltet sein, das den Detektor und/oder die Scheibe umgibt.In order to protect the detector unit against rockfall by gravel stones entrained by the traveling wind passing by rail vehicles, the housing can be designed according to an advantageous embodiment as a substantially impact-resistant protective housing which surrounds the detector and / or the disk.

Das Schutzgehäuse kann aus einem Bahnmaterial, insbesondere aus einem Metall bzw. einer Metalllegierung, beispielsweise einem Stahlblech geformt sein. Auch Kunststoffgehäuse sind möglich. Durch Beschichtung wie Lackierung oder Oberflächenbearbeitung kann das Schutzgehäuse in einer Weiterbildung eine Klimatisierungsfunktion übernehmen, beispielsweise indem die nach außen weisende Oberfläche des Schutzgehäuses mattiert bzw. absorbierend und die nach innen weisende Oberfläche des Schutzgehäuses glänzend bzw. reflektierend ausgestaltet ist. Auf diese Weise wird Wärmestrahlung im Inneren des Schutzgehäuses zurückgehalten und die Einhaltung der Betriebstemperatur der Detektoreinheit unterstützt.The protective housing may be formed from a sheet material, in particular from a metal or a metal alloy, for example a steel sheet. Also plastic housing are possible. By coating such as painting or surface treatment, the protective housing can take over an air conditioning function in a development, for example by the outwardly facing Surface of the protective housing matted or absorbent and the inwardly facing surface of the protective housing is designed to be glossy or reflective. In this way, heat radiation is retained in the interior of the protective housing and supports compliance with the operating temperature of the detector unit.

Um die Scheibe vor Steinschlag zu schützen, kann sich das Schutzgehäuse ferner nach oben über die Scheibe hinaus erstrecken, so dass ein Kragen entsteht.In order to protect the disc from falling rocks, the protective housing may further extend upward beyond the disc, so that a collar is formed.

Um eine Ansammlung von Schmutz innerhalb des Schutzgehäuses zu vermeiden, kann das Schutzgehäuse ein die Detektoreinheit aufnehmendes Innengehäuse mit einem Abstand umgeben. Dadurch bildet sich zwischen dem Schutzgehäuse und dem Innengehäuse ein Spalt, durch den Schmutz, beispielsweise bei Regen, durchgespült werden kann. Ferner kann das Schutzgehäuse im unteren Bereich mit Abflussöffnungen versehen sein, so dass sich kein Wasser ansammeln kann.In order to avoid accumulation of dirt within the protective housing, the protective housing can surround a housing housing the detector unit with a distance. As a result, a gap is formed between the protective housing and the inner housing, through which dirt can be flushed through, for example in the case of rain. Furthermore, the protective housing may be provided at the bottom with drain holes, so that no water can accumulate.

Der Spalt zwischen Außengehäuse und Innengehäuse kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung zu Klimatisierungszwecken verwendet werden, beispielsweise indem das Heizelement in diesem Spalt, also zwischen Innengehäuse und Schutzgehäuse angeordnet ist und eine Kaminströmung erzeugt.The gap between the outer housing and the inner housing can be used in an advantageous embodiment for air conditioning purposes, for example by the heating element is arranged in this gap, ie between the inner housing and the protective housing and generates a chimney flow.

Um eine einfache Fertigung zu erlauben, kann das Außengehäuse eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweisen, die, um an der Außenseite des Schutzgehäuses Schmutzansammlungen zu vermeiden, auch sich nach oben verjüngend ausgebildet sein.In order to allow a simple production, the outer housing may have a substantially hollow cylindrical shape, which, in order to avoid dirt accumulation on the outer side of the protective housing, may also be designed to taper upward.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann auch der von den vorbeifahrenden Schienenfahrzeugen erzeugte Fahrtwind zu Reinigungszwecken ausgenutzt werden. Hierzu kann das Gehäuse mit Luftleitungsabschnitten ausgestaltet sein, durch die eine Reinigungsströmung über die Vorrichtung richtbar ist, wenn ein Schienenfahrzeug die Vorrichtung passiert. Derartige Luftleitungsabschnitte können Öffnungen im Gehäuse und Luftleitbleche umfassen.In a further advantageous embodiment, the wind generated by the passing rail vehicles can also be used for cleaning purposes. For this purpose, the housing can be designed with air line sections, through which a cleaning flow can be directed via the device when a rail vehicle passes through the device. Such air line sections may include openings in the housing and baffles.

In die als Einheit handhabbare Vorrichtung kann ferner eine drahtlose Sendeeinrichtung integriert sein. Über die Sendeeinrichtung können die Messdaten der Detektoreinheit an die Auswerteeinheit drahtlos ausgegeben werden, beispielsweise durch Funkwellen, so dass die Vorrichtung in beliebiger Entfernung von der Auswerteeinheit angeordnet sein kann. Die Vorrichtung kann aber auch für den Einsatz in sehr dünn besiedelten und/oder nur schwer zugänglichen Gebieten als autark funktionierendes System mit einer internen Energiequelle, wie eine Batterie oder Solaranlage und/oder externen Energiegewinnungseinrichtung wie einer Solarzelle verbunden sein.Furthermore, a wireless transmitting device can be integrated in the unit that can be handled as a unit. The measurement data of the detector unit can be output to the evaluation unit wirelessly via the transmission device, for example by radio waves, so that the device can be arranged at any distance from the evaluation unit. However, the device can also be used for use in very sparsely populated and / or difficult to access areas as a self-sufficient system with an internal power source, such as a battery or solar system and / or external energy recovery device such as a solar cell.

Mehrere Vorrichtungen nach einer der obigen Ausgestaltungen können zu einem Bausatz zusammengefasst sein und insbesondere auf einer Schwelle quer zur Fahrtrichtung der Schienenfahrzeuge nebeneinander angeordnet werden, so dass ihre Messbereiche simultan mehrere Bereiche eines Fahrwerkselementes oder mehrere Fahrwerkselemente abtasten. Zur Erfassung der Temperaturen von Fahrwerkselementen außerhalb der Spur können ein oder mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen zwischen der Schiene und dem bezüglich des Schienenpaars äußeren Ende der Schwelle angeordnet sein. Zur Erfassung innerhalb der Spur gelegener Fahrwerkselemente, wie beispielsweise innenliegende Lager oder Getriebeteile können die Vorrichtungen zwischen den Schienen nebeneinander angeordnet sein. Zwischen einzelnen Vorrichtungen können Abstandshalter vorgesehen sein, durch die die Vorrichtungen in einem vorbestimmten Abstand voneinander und von den Schienen angeordnet sind.Several devices according to one of the above embodiments may be combined into a kit and in particular be arranged side by side on a threshold transverse to the direction of travel of the rail vehicles, so that their measuring ranges simultaneously scan multiple areas of a chassis element or multiple suspension elements. For detecting the temperatures of suspension elements outside the track, one or more devices according to the invention may be arranged between the rail and the outer end of the rail relative to the rail pair. For detecting located within the track chassis elements, such as internal bearings or gear parts, the devices between the rails can be arranged side by side. Spacers can be provided between individual devices, by means of which the devices are arranged at a predetermined distance from each other and from the rails.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Dabei können die bei der beschriebenen Ausführungsform vorhandenen Merkmale gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltungsmerkmale auch in anderer Kombination verwirklicht werden.Hereinafter, an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawings, for example. The present in the described embodiment features according to the design features described above can also be realized in a different combination.

Es zeigen:

1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Anwendungsmöglichkeit der Ausführungsformen der 1 und/oder 2;
4 eine weitere Anwendungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 und/oder 2;
5 ein Gesamtsystem zur Erfassung der Temperatur von Fahrwerkselementen vorbeifahrender Schienenfahrzeuge in einer schematischen Ansicht.

Show it:

1 a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the invention;
2 a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the invention;
3 a schematic perspective view of a first application of the embodiments of 1 and or 2 ;
4 a further embodiment of the inventive device according to 1 and or 2 ;
5 an overall system for detecting the temperature of suspension elements of passing rail vehicles in a schematic view.

Zunächst wird der Aufbau einer Vorrichtung 1 zur Erfassung der Temperatur von Fahrwerkselementen vorbeifahrender Schienenfahrzeuge mit Bezug auf die 1 erläutert. Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, mit dem sie als eine Einheit handhabbar und als eine Einheit auf eine in der 1 lediglich durch eine durchgezogene Linie schematisch dargestellte Schwelle 3 eines Gleissystems montierbar ist. Die Vorrichtung 1 ist über das Gehäuse 2 auf der Schwelle 3 mittels Befestigungsmittel 4 wie beispielsweise Schrauben lösbar anbringbar. Falls eine nicht lösbare Verbindung mit dem Nachteil eines erschwerten Ausbaus der Vorrichtung 1 in Kauf genommen wird, können als Befestigungsmittel 4 auch Nieten, Klammern oder Nägel verwendet werden.First, the construction of a device 1 for detecting the temperature of chassis elements of passing rail vehicles with respect to the 1 explained. The device 1 has a housing 2 with which they can be handled as a single entity and as a unit at one in the 1 only shown schematically by a solid line threshold 3 a track system can be mounted. The device 1 is over the case 2 on the threshold 3 by means of fasteners 4 such as screws releasably attachable. If a non-detachable connection with the disadvantage of complicating removal of the device 1 can be accepted as a fastener 4 Also used are rivets, staples or nails.

Die Vorrichtung 1 weist eine Detektoreinheit 5 auf, durch die eine Strahlung 6 erfassbar ist, welche repräsentativ für die Temperatur eines in 1 nicht näher bezeichneten Körpers 7 ist, der sich innerhalb eines Messbereichs 8 der Detektoreinheit 5 befindet. Im Hinblick auf die Verwendung der Vorrichtung 1 zur Überwachung von Fahrwerkselementen bei Schienenfahrzeugen kann der Körper 7 insbesondere ein Fahrwerkselement wie eine Achse, ein Bremselement wie ein Bremssattel oder eine Bremsscheibe, Lager, ein Laufrad und/oder ein anderes Getriebeteil (nicht gezeigt) sein. Wenn die Strahlung 6 eine Infrarot-Strahlung ist, dann umfasst die Detektoreinheit 5 einen Infrarot-Sensor. Die Bewegung der Schienenfahrzeuge relativ zur Vorrichtung 1 ist schematisch durch den Pfeil 9 angegeben.The device 1 has a detector unit 5 on, through which a radiation 6 is detectable, which is representative of the temperature of an in 1 unspecified body 7 is within a measuring range 8th the detector unit 5 located. With regard to the use of the device 1 For monitoring of chassis elements in rail vehicles, the body 7 in particular a suspension element such as an axle, a brake element such as a caliper or a brake disk, bearings, an impeller and / or another transmission part (not shown). When the radiation 6 is an infrared radiation, then the detector unit comprises 5 an infrared sensor. The movement of the rail vehicles relative to the device 1 is schematically by the arrow 9 specified.

Wie in 1 zu erkennen ist, ist die Detektoreinheit 5 in der Vorrichtung 1 so angeordnet, dass ihr Messbereich 8 im Wesentlichen nach oben, direkt auf den Körper 7 gerichtet ist. Dadurch kann auf Spiegel, die die Infrarotstrahlung 6 zur Detektoreinheit 5 umlenken, verzichtet werden.As in 1 can be seen, is the detector unit 5 in the device 1 arranged so that their measuring range 8th essentially upwards, directly on the body 7 is directed. This can affect mirrors that absorb the infrared radiation 6 to the detector unit 5 divert, be renounced.

Die Strahlung 6 vom Körper 7 passiert vor dem Auftreffen auf die Detektoreinheit 5 eine infrarotdurchlässige Scheibe 10. Die Durchlässigkeit der Scheibe ist auf die zu detektierenden Wellenlängen im Bereich von 3 µm bis 6 µm oder 8 µm bis 15 µm oder eine Kombination dieser Bereiche abgestimmt. Da durch den Fahrtwind bei der Bewegung 9 der Schienenfahrzeuge Gegenstände, wie beispielsweise der Schotter von Gleisanlagen oder an den Gleisen liegender Abfall, mitgerissen werden und auf die Scheibe 10 aufprallen können, ist die Scheibe 10 aus einem im Wesentlichen kratz- und bruchfesten Material, wie einem gehärteten Kunststoff oder Saphirglas, wobei das Material zur weiteren Verfestigung auch bombiert sein kann, gefertigt.The radiation 6 from the body 7 happens before hitting the detector unit 5 an infrared transparent disc 10 , The permeability of the disc is tuned to the wavelengths to be detected in the range of 3 microns to 6 microns or 8 microns to 15 microns or a combination of these areas. Because of the wind during the movement 9 the rail vehicles objects, such as the gravel of track systems or lying on the tracks waste, be entrained and on the disc 10 is the disk 10 made of a substantially scratch and fracture resistant material, such as a hardened plastic or sapphire crystal, wherein the material may also be cambered for further solidification made.

Die Scheibe 10 ist gegen die Senkrechte 11 so geneigt, dass sie in Bewegungsrichtung 9 der Schienenfahrzeuge schräg nach unten verläuft.The disc 10 is against the vertical 11 so inclined that they move in the direction of movement 9 the rail vehicles runs obliquely downwards.

Insbesondere kann die Scheibe 10 aus einem Glas gefertigt sein, das aus der Uhrenindustrie stammt und für Uhrgläser verwendet wird. Derartige Gläser sind bruch- und kratzfest und aufgrund der hohen Produktionsvolumen kostengünstig. Die Uhrgläser sind außerdem vom Werk aus so ausgestaltet, dass sie mit einfachen konstruktiven Mitteln, wie eine Lünette, wasser- und staubdicht und wiederholt lösbar befestigbar sind.In particular, the disc can 10 made from a glass that comes from the watch industry and is used for watch glasses. Such glasses are unbreakable and scratch-resistant and cost-effective due to the high production volume. The watch glasses are also designed by the factory so that they can be fastened with simple structural means, such as a bezel, waterproof and dustproof and repeatedly detachable.

Die Scheibe 10 wird von einem Innengehäuse 12 gehalten, das die Detektoreinheit 5 vorzugsweise staub- und wasserdicht umgibt. Das Innengehäuse 12 kann, je nach Form der Scheibe 10, insbesondere zylinderförmig sein.The disc 10 is from an inner case 12 held, which is the detector unit 5 preferably dust and waterproof surrounds. The inner case 12 can, depending on the shape of the disc 10 , in particular cylindrical.

Unter Ausbildung eines Spaltes 13 umgibt das als Schutzgehäuse 14 ausgebildete Gehäuse 2 in einem Abstand das Innengehäuse 12. Das Schutzgehäuse 14 ist aus einem stabilen, schlagfesten Material, wie beispielsweise einem Blech gefertigt und erstreckt sich in Richtung der Senkrechten 11 über die oberste Kante der geneigten Scheibe 10, so dass durch den Fahrtwind im Wesentlichen horizontal bewegte Gegenstände nicht auf die Scheibe 10 prallen können.Under formation of a gap 13 surrounds this as a protective housing 14 trained housing 2 at a distance the inner housing 12 , The protective housing 14 is made of a strong, impact-resistant material, such as a sheet metal and extends in the direction of the vertical 11 over the top edge of the inclined disc 10 so that due to the airstream substantially horizontally moving objects are not on the disc 10 can bounce.

Die Außenfläche 14' des Schutzgehäuses 14 ist anders strukturiert und weist andere Wärmereflektionseigenschaften auf als die Innenfläche 14", so dass der Spalt 13 weitgehend unabhängig von den Witterungsbedingungen temperiert werden kann. Beispielsweise kann die Außenfläche 14' mit einem geringen Reflektionsgrad ausgestaltet sein, so dass Wärmestrahlung 6a aus der Umgebung, wie Sonnenstrahlung, von dem Schutzgehäuse 14 absorbiert wird. Durch eine im Wesentlichen reflektierende Ausgestaltung der Innenfläche 14" kann gleichzeitig Wärme im Innenraum des Schutzgehäuses 14 zurückgehalten. Diese einfache Maßnahme ermöglicht es bereits, dass die Detektoreinheit 5 bei stark schwankenden Umgebungstemperaturen im Bereich ihrer Betriebstemperaturen temperiert werden kann.The outer surface 14 ' of the protective housing 14 is differently structured and has different heat reflection properties than the inner surface 14 " so the gap 13 can be tempered largely independent of the weather conditions. For example, the outer surface 14 ' be designed with a low degree of reflection, so that heat radiation 6a from the environment, such as solar radiation, from the protective housing 14 is absorbed. By a substantially reflective embodiment of the inner surface 14 "can simultaneously heat in the interior of the protective housing 14 retained. This simple measure already allows the detector unit 5 can be tempered at strongly fluctuating ambient temperatures in the range of their operating temperatures.

Das Schutzgehäuse 14 der Ausführungsform der 1 ist in Form einer Mantelfläche eines Kegelstumpfes, der sich nach oben hin verjüngt, ausgebildet. Auf diese Weise wird oben eine möglichst kleine Öffnung für lediglich den Messbereich 8 der Detektoreinheit 5 geschaffen, so dass die Scheibe 10 auch nach oben hin gut gegen herabfallende Gegenstände geschützt ist. Nach unten hin weitet sich das Schutzgehäuse 14. Die schräge Außenfläche 14' des Schutzgehäuses verhindert, dass sich Schmutz ansammeln kann.The protective housing 14 the embodiment of the 1 is in the form of a lateral surface of a truncated cone, which tapers towards the top formed. In this way, the top becomes as small an opening as possible for only the measuring range 8th the detector unit 5 created, so that the disc 10 is also well protected against falling objects upwards. Towards the bottom, the protective housing widens 14 , The sloping outer surface 14 ' The protective housing prevents dirt from accumulating.

Das Innengehäuse 12 und das Schutzgehäuse 14 sind beide an einer Bodenplatte 15 befestigt.The inner case 12 and the protective housing 14 Both are on a floor plate 15 attached.

Die Messgenauigkeit der Detektoreinheit 5 wird im Wesentlichen von der Durchlässigkeit der Scheibe 10 gegenüber der Temperaturstrahlung 6 bestimmt: Ist die Scheibe 10 stark verschmutzt, so wird die Messung durch die Detektoreinheit 5 unzuverlässig. Der Verschmutzungsgrad der Scheibe 10 wird im Betrieb der Vorrichtung 1 daher durch eine Messvorrichtung 16 laufend geprüft. Die Vorrichtung 16 weist eine Lichtquelle 17 auf, die einen Lichtstrahl 18 vorzugsweise von der oder enthaltend die Frequenz der Temperaturstrahlung 6 durch die Scheibe 10 hindurch in Richtung eines Sensors 19 aussendet. Die Lichtquelle 17 kann insbesondere ein Laser sein.The measuring accuracy of the detector unit 5 is essentially determined by the permeability of the disc 10 opposite to the temperature radiation 6 determines: Is the disc 10 heavily soiled, so will the measurement by the detector unit 5 unreliable. The degree of contamination of the disc 10 is in operation of the device 1 therefore by a measuring device 16 constantly checked. The device 16 has a light source 17 on, which is a ray of light 18 preferably from or containing the frequency of the temperature radiation 6 through the glass 10 through in the direction of a sensor 19 sending out. The light source 17 may in particular be a laser.

Die Stärke der Lichtquelle 17 und ihr Frequenzgehalt sind vorbestimmt. Eine Änderung der Lichtintensität und/oder -zusammensetzung aufgrund einer Verschmutzung der Scheibe 10 wird vom Sensor 19 erfasst. Bei bestimmten Abweichungen des am Sensor ankommenden Lichtstrahles 18 von vorgegebenen Sollzuständen, beispielsweise bei der Absorption oder Streuung bestimmter Frequenzen oder bei starker Abschwächung, kann auf eine Verschmutzung der Scheibe 10 geschlossen werden, so dass Wartungspersonal zum Reinigen der Scheibe 10 disponiert werden kann.The strength of the light source 17 and their frequency content are predetermined. A change in light intensity and / or composition due to disc contamination 10 is from the sensor 19 detected. For certain deviations of the light beam arriving at the sensor 18 given preset states, for example, the absorption or scattering of certain frequencies or strong attenuation, may be due to contamination of the disc 10 be closed, allowing maintenance personnel to clean the disc 10 can be scheduled.

Über eine Signalleitung 10 schließlich, die als stromführende Leitung oder als drahtloser Signalweg ausgestaltet sein kann, werden die Signale von der Detektoreinheit 5 und/oder von der Messvorrichtung 16 an eine in 1 nicht dargestellte Auswerteeinheit weitergeleitet. In der Auswerteeinheit findet eine Verarbeitung der Messdaten zu graphisch darstellbaren Daten, ein Vergleich der Messdaten mit Grenzwerten sowie eine Datenreduktion sowie - komprimierung statt.Via a signal line 10 Finally, which may be configured as a current-carrying line or as a wireless signal path, the signals from the detector unit 5 and / or from the measuring device 16 to an in 1 not shown evaluation forwarded. In the evaluation unit, a processing of the measured data to graphically representable data, a comparison of the measured data with limit values as well as a data reduction and - compression take place.

2 zeigt schematisch in einer Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 1 im Bereich der Scheibe 10. In 2 werden für Elemente, deren Funktion und Aufbau Elementen der Ausführungsform der 1 entsprechen, die selben Bezugszeichen verwendet. Dabei wird im Folgenden der Einfachheit halber lediglich auf die Unterschiede zur Ausführungsform der 1 eingegangen. 2 schematically shows a sectional view of a further embodiment of the device 1 in the area of the disc 10 , In 2 be for elements whose function and structure elements of the embodiment of the 1 correspond, the same reference numerals. In the following, for the sake of simplicity, only the differences from the embodiment of FIG 1 received.

Im Unterschied zur Ausführungsform der 1 weist die Ausführungsform der 2 eine Scheibe 10 auf, deren Außenfläche mit einer transparenten, schmutzabweisenden Schicht 21 versehen ist. Die schmutzabweisende Schicht 21 kann in Form einer Nanostruktur ausgebildet sein, die unter Ausnutzung beispielsweise des Lotus-Blüten-effekts selbstreinigend ist. So können die Nanostrukturen in Form von Noppen mit wenigen Nanometern Strukturgröße ausgebildet sein. Die Schicht 21 kann aus einem Kunststoff-, einem kristallinen Werkstoff oder einem Wachs hergestellt sein. Alternativ kann die Oberfläche der Scheibe 10 auch besonders glatt ausgestaltet sein.In contrast to the embodiment of 1 shows the embodiment of the 2 a disk 10 on whose outer surface is provided with a transparent, dirt-repellent layer 21. The dirt-repellent layer 21 may be in the form of a nanostructure that is self-cleaning utilizing, for example, the lotus flower effect. Thus, the nanostructures can be formed in the form of nubs with a few nanometers in structure size. The layer 21 can be made of a plastic, a crystalline material or a wax. Alternatively, the surface of the disc 10 also be designed very smooth.

Aufgrund der schmutzabweisenden Schicht 21 unterstützt durch die Neigung der Scheibe 10 gegenüber der Senkrechten, bleibt Schmutz 22 nicht auf der Oberfläche der Scheibe 10 haften, sondern kann beim nächsten Regen 23 herabgespült werden und sich im Spalt 13 zwischen dem Schutzgehäuse 14 und dem Innengehäuse 12 ansammeln und von dort über nicht gezeigte Öffnungen herausgeschwemmt werden. Dies ist bei der Anwendung der Vorrichtung 1 im Schienenverkehr besonders von Vorteil, da dort aufgrund des Abriebes zwischen den Schienen und den Laufrädern der Schienenfahrzeuge und aufgrund der Vielzahl von mit dem Fahrtwind mitgerissenen Gegenständen eine hohe Verschmutzungsgefahr besteht.Due to the dirt-repellent layer 21 supported by the inclination of the disc 10 opposite the vertical, remains dirt 22 not on the surface of the disc 10 stick, but may rain next time 23 be flushed down and get in the gap 13 between the protective housing 14 and the inner housing 12 accumulate and be flushed out there via openings, not shown. This is in the application of the device 1 in rail transport particularly advantageous because there is a high risk of contamination due to the abrasion between the rails and the wheels of the rail vehicles and because of the large number of entrained with the airstream objects.

Die Ausführungsform der 2 weist außerdem Luftleitungsabschnitte 23, 24 in Form von Öffnungen 24 und Luftleitblechen 23 auf. Die durch die Bewegung 9 eines Schienenfahrzeugs erzeugte Windbewegung 25 wird mittels der Luftleitbleche 23 und der Öffnungen 24 durch Ausgangsöffnungen über die Oberfläche der Scheibe 10 geleitet, so dass in der Vorrichtung 1 eine Reinigungsströmung 26 erzeugt wird, die eine Ablagerung von Schmutz 22 auf der Scheibe 10 verhindert.The embodiment of the 2 also has air duct sections 23 . 24 in the form of openings 24 and air baffles 23 on. The by the movement 9 a rail vehicle generated wind movement 25 is by means of the air baffles 23 and the openings 24 through exit openings over the surface of the disc 10 passed, so in the device 1 a cleaning stream 26 is generated, which is a deposit of dirt 22 on the disc 10 prevented.

In einer anderen Variante kann auch eine Kaminströmung 26 ausgenutzt werden, um Strömung von im Bereich des Bodens angeordneten Öffnungen nach oben durch die obere Öffnung des Schutzgehäuses 14 zu leiten. Durch eine derartige Strömung werden leichte Staubpartikel aus der Vorrichtung 1 getragen und können sich nicht auf der Scheibe 10 ablagern.In another variant can also be a chimney flow 26 be exploited to flow from arranged in the region of the bottom openings upwards through the upper opening of the protective housing 14 to lead. By such a flow, light dust particles from the device 1 worn and can not get on the disc 10 deposit.

Die Kaminströmung 26 bildet sich insbesondere aus, wenn in der Vorrichtung 1 ein Heizelement 27 mit einem integrierten Temperatursensor und -regler 28 vorgesehen sind, die zusammen eine Heizvorrichtung 29 bilden. Durch eine geeignete Ausgestaltung des Schutzgehäuses 14 kann durch die warme, zwischen dem Innengehäuse 12 und dem Schutzgehäuse 14 aufsteigende Luft zusätzlich die Kaminströmung 26 erzeugt werden. Die Kaminströmung 26 aus warmer Luft verhindert insbesondere, dass im Schneetreiben durch Schneeflocken die Scheibe 10 zugeschneit werden kann oder dass die Vorrichtung 1 als Ganzes eingeschneit wird. Auch im Winter kann sich über der Vorrichtung 1 kein Schnee ansammeln, so dass der Restbereich 8 der Detektoreinheit 5 frei bleibt.The chimney flow 26 forms in particular when in the device 1 a heating element 27 are provided with an integrated temperature sensor and regulator 28, which together form a heating device 29 form. By a suitable embodiment of the protective housing 14 can through the warm, between the inner shell 12 and the protective housing 14 rising air additionally the chimney flow 26 be generated. The chimney flow 26 from warm air in particular prevents that in the snow driving through snowflakes the disc 10 can be snowed or that the device 1 snowed in as a whole. Even in the winter can be over the device 1 do not accumulate snow, leaving the remaining area 8th the detector unit 5 remains free.

Die Heizvorrichtung 29 wirkt auf einen Heizkörper 30 ein, der zu einer möglichst großflächigen Temperaturabstrahlung und gleichmäßigen Temperierung der Detektoreinheit 5 führt. Der Heizkörper 30 kann auch eine verspiegelte Fläche sein, welche die Wärmestrahlung aus dem Heizelement 27 auf die Detektoreinheit 5 lenkt. Die Heizvorrichtung 29 hält die Detektoreinheit 5 unabhängig von den Umgebungsbedingungen auf einer Betriebstemperatur, indem eine genaue Erfassung der Temperaturstrahlung 6 möglich ist.The heater 29 acts on a radiator 30 a, the largest possible temperature radiation and uniform temperature of the detector unit 5 leads. The radiator 30 may also be a mirrored surface, which is the heat radiation from the heating element 27 on the detector unit 5 directs. The heater 29 holds the detector unit 5 regardless of the ambient conditions at an operating temperature, by providing accurate detection of the temperature radiation 6 is possible.

Schließlich ist die Scheibe 10 der Ausführungsform der 2 aus einem Material gefertigt oder mit einer Beschichtung versehen, welche zwar die Temperaturstrahlung 6, nicht jedoch Strahlung 31 aus anderen Bereichen, wie beispielsweise UV-Strahlung, hindurch lässt. Finally, the disc 10 the embodiment of the 2 made of a material or provided with a coating which, although the temperature radiation 6 but not radiation 31 from other areas, such as UV radiation.

3 zeigt schematisch eine mögliche Anwendung der Vorrichtung 1 zur Erfassung der Temperatur von Fahrwerkselementen 32, 33, 34 eines Schienenfahrzeugs, von dem lediglich eine Achse 34 dargestellt ist. 3 shows schematically a possible application of the device 1 for detecting the temperature of suspension elements 32 . 33 . 34 a rail vehicle of which only one axle 34 is shown.

Auf der Schwelle 3 sind mehrere Vorrichtungen 1 in Richtung quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs angeordnet. Der Messbereich 8 der Vorrichtungen 1 ist jeweils nach oben direkt auf die Fahrwerkselemente vorbeifahrender Schienenfahrzeuge gerichtet.On the threshold 3 are several devices 1 arranged in the direction transverse to the direction of travel of the rail vehicle. The measuring range 8th of the devices 1 is directed upwards directly to the chassis elements passing by rail vehicles.

Über Abstandshalter 35 sind die Vorrichtungen 1 jeweils in einem vorbestimmten Abstand von einer Schiene 36 so angeordnet, dass sie die temperaturgefährdeten Bereiche der Achse 34 und ihrer Fahrwerkselemente 32, 33 erfassen. Beispielsweise können durch die beiden außerhalb des Schienenpaars 36 liegenden Vorrichtungen 1 die Temperaturen von Lagern 32 der Achse 34 gemessen und durch die innerhalb der Spur liegenden Vorrichtungen 1 können beispielsweise die Temperaturen von Bremsen 33 gemessen werden.About spacers 35 are the devices 1 each at a predetermined distance from a rail 36 arranged so that they are the temperature-prone areas of the axis 34 and their suspension elements 32 . 33 to capture. For example, by the two outside of the rail pair 36 lying devices 1 the temperatures of camps 32 the axis 34 measured and by the in-track devices 1 For example, the temperatures of brakes 33 be measured.

Wie in 3 ferner zu erkennen ist, sind die Vorrichtungen 1 als Einheiten einfach auf die Schwelle 2 aufgesetzt und weisen eine Baugröße mit einer geringeren Höhe als die Schiene 36 auf.As in 3 it can also be seen that the devices are 1 as units just to the threshold 2 fitted and have a size with a lower height than the rail 36.

Die Vorrichtungen 1 sind insbesondere so bemessen, dass auf der Schwelle 3 mehrere Vorrichtungen 1 nebeneinander angeordnet sein können, um mit Hilfe ihrer nebeneinander liegenden Messbereiche 8 einzelne Fahrwerkselemente 32, 33 vollflächig zu erfassen.The devices 1 are especially designed to be on the threshold 3 several devices 1 can be arranged next to each other, with the help of their adjacent measuring ranges 8th individual suspension elements 32 . 33 to capture the entire surface.

Dies ist beispielhaft in der Ausführungsform der 4 gezeigt. Dort sind außerhalb der Spur zwei nebeneinander liegende Vorrichtungen 1 vorgesehen, die über einen Abstandshalter 35 relativ zueinander und über einen weiteren Abstandshalter 35 relativ zur Schiene in einem vorbestimmten Abstand positioniert sind. Durch die beiden nebeneinander liegenden Messbereiche kann die Temperaturverteilung der oberhalb der Vorrichtungen 1 vorbeifahrenden Fahrwerkselemente 32 über deren gesamte Breite erfasst werden.This is exemplary in the embodiment of 4 shown. There are two juxtaposed devices out of the lane 1 provided, via a spacer 35 relative to each other and via a further spacer 35 are positioned relative to the rail at a predetermined distance. By the two adjacent measuring ranges, the temperature distribution of the above devices 1 passing chassis elements 32 be recorded over the entire width.

5 zeigt ein vollständiges System zur Erfassung von Heißläufern. Auf der als Hohlschwelle ausgestalteten Schwelle 3 sind die Vorrichtungen 1 angebracht, wobei jeweils zwei Vorrichtungen außerhalb und jeweils eine Vorrichtung 1 innerhalb der Spur in vorbestimmten Abständen zur Schiene 36 angeordnet sind. Jede Vorrichtung 1 ist über eine Datenleitung 20 mit einer in der Hohlschwelle 3 angeordneten Auswerteeinheit 37 verbunden, in der eine Vorkonditionierung der Temperaturmesssignale der Vorrichtungen 1 stattfindet. 5 shows a complete system for detecting hot runners. On the designed as a hollow threshold threshold 3 are the devices 1 attached, with two devices outside and one device each 1 within the track at predetermined distances to the rail 36 are arranged. Every device 1 is via a data line 20 with one in the hollow threshold 3 arranged evaluation 37 in which a preconditioning of the temperature measuring signals of the devices 1 takes place.

In der Vorrichtung 37 wird beispielsweise die Datenmenge verringert und komprimiert, so dass eine Leitung 38, über die die von der Auswerteeinheit 37 gewonnenen Signale geleitet werden, eine niedrigere Bandbreite als die Datenleitung 20 aufweisen kann. In einer Sendestation 40 können die vorkonditionierten Signale von der Auswerteeinheit 37 über die Leitung 38 empfangen und ggf. mit den Signalen von weiteren Messschwellen (in 5 nicht gezeigt) verarbeitet werden. Über eine Funkstrecke 41 können dann die bereits ausgewerteten Daten an eine in 4 nicht gezeigte Leitstelle oder zum Führer eines Schienenfahrzeugs gesendet werden, wo die wichtigsten Informationen, beispielsweise eine Überschreitung einer vorbestimmten Temperatur bei einem Fahrwerkselement, angezeigt werden.In the device 37 For example, the amount of data is reduced and compressed so that one line 38 , via which the from the evaluation unit 37 obtained signals, a lower bandwidth than the data line 20 can have. In a broadcasting station 40 can the preconditioned signals from the evaluation 37 over the line 38 received and if necessary with the signals of further measuring thresholds (in 5 not shown). Over a radio link 41 can then transfer the already evaluated data to an in 4 not shown, or the leader of a rail vehicle are sent, where the most important information, such as exceeding a predetermined temperature at a chassis element, are displayed.

Um die Datenmenge, die von der Auswerteeinheit 37 weitergeleitet wird, zu verringern, können insbesondere Radsensoren 42, 43 in Fahrtrichtung zu beiden Seiten der Messschwelle 3 an einer oder beiden Schienen 36 eingesetzt werden: Durch die Radsensoren 42, 43 wird die Richtung und Geschwindigkeit eines die Messschwelle 3 passierenden Schienenfahrzeugs bestimmt. In Abhängigkeit von der gemessenen Geschwindigkeit und der Lage der Radsensoren 42, 43 relativ zur Messschwelle 3 wird der Zeitpunkt der Überfahrt des Schienenfahrzeugs über die Vorrichtungen 1 bestimmt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Temperatursignale aus den Vorrichtungen 1 nur dann ausgelesen, wenn sich tatsächlich das Schienenfahrzeug oberhalb der Messschwelle befindet. Insbesondere kann durch die Radsensoren 42, 43 sowie dem Signalverlauf aus jeder Richtung 1 bestimmt werden, wann genau sich eine einzelne Achse über der Messschwelle 3 befindet. So kann die Datenmenge nochmals reduziert werden, wenn das Messfenster, in dem die Daten aus den Vorrichtungen 1 ausgelesen werden, exakt auf die Passage einer Achse beschränkt ist und Daten aus anderen Zeitabschnitten nicht verwertet werden. Diese Berechnung kann in der Berechnungseinheit 37 oder aber auch in kleinen Logikelementen in der Vorrichtung 1 selber stattfinden.To the amount of data sent by the evaluation unit 37 can be reduced, in particular wheel sensors 42 . 43 in the direction of travel on both sides of the measuring threshold 3 on one or both rails 36 be used: By the wheel sensors 42 . 43 The direction and speed of a measuring threshold 3 determined rail vehicle. Depending on the measured speed and the position of the wheel sensors 42 . 43 relative to the measuring threshold 3 is the time of crossing the rail vehicle on the devices 1 certainly. At this time, the temperature signals from the devices 1 only read out when the rail vehicle is actually above the measuring threshold. In particular, by the wheel sensors 42 . 43 and the waveform from each direction 1 determine exactly when a single axis above the threshold 3 located. Thus, the amount of data can be further reduced if the measurement window in which the data from the devices 1 be read exactly, is limited to the passage of an axis and data from other periods are not used. This calculation can be done in the calculation unit 37 or even in small logic elements in the device 1 take place yourself.

Eine autarke Vorrichtung 1 kann dadurch erhalten werden, dass neben einem Prozessor zur Vorauswertung der Signale vom Detektor 5 (in 4 nicht dargestellt) auch eine Energiequelle sowie ein Sendeelement in der Vorrichtung 1 integriert sind. Über das Sendeelement lassen sich die Messdaten der Vorrichtung 1 nach außen senden.A self-sufficient device 1 can be obtained by having a processor for pre-evaluating the signals from the detector 5 (in 4 not shown) also an energy source and a transmitting element in the device 1 are integrated. About the transmitting element can be the measurement data of the device 1 send out.

Claims

Device (1) for detecting overheating chassis elements of passing rail vehicles, comprising a detector unit (5) which can be connected to chassis units (32, 33, 34) for transmitting data transmission and can be output by a signal representing the temperature of the chassis elements is, and with a housing (2, 12, 14), in which the detector unit (5) is accommodated, wherein the device (1) as a on or in a rail sleeper (3) is mounted unit, characterized in that the Detector unit (5) with its measuring range (8) upwards, directly in the direction of the threshold (3) driving over the chassis elements (32, 33, 34) is directed, and that a measuring device (16) is provided, by which in dependence Pollution degree of the disc (10) a signal can be output.

Device (1) according to Claim 1 , characterized in that the detector unit (5) behind a disc (10) made of an infrared light-transmissive, unbreakable material is arranged.

Device (1) according to Claim 2 , characterized in that as a disc (10) a watch glass material is used.

Device (1) according to Claim 2 or 3 , characterized in that the disc (10) is made of sapphire crystal.

Device (1) according to one of Claims 2 to 4 , characterized in that the disc (10) is made of cambered glass.

Device (1) according to one of Claims 2 to 5 , characterized in that the disc (10) is coated with a dirt-repellent layer (21).

Device (1) according to one of Claims 2 to 6 , characterized in that the disc (10) is inclined relative to the vertical (11).

Device (1) according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the measuring device (16) has a sensor (19) through which the infrared component of a light beam falling through the disc (10) can be detected.

Device (1) according to Claim 8 , characterized in that the sensor (19), the light transmission of the disc (10) is designed to detect.

Device (1) according to one of Claims 8 or 9 , characterized in that an artificial light source (17) is provided whose light is directed through the disc (10) in operation on the sensor (19).

Device (1) according to one of the above claims, characterized in that a heating element (27) is provided, through which at least the detector unit (5) can be heated.

Device (1) according to Claim 11 , characterized in that a temperature sensor (28) is provided, through which during operation a temperature in the region of the device (1) can be detected.

Device (1) according to Claim 11 or 12 , characterized in that a temperature control device (29) is provided, through which the heating element (27) in dependence on the temperature sensor (28) measured temperature is operable.

Device (1) according to one of the above claims, characterized in that the housing (2) is formed as an impact-resistant protective housing (14) surrounding the detector unit (5) and / or the disc (10).

Device (1) according to Claim 14 , characterized in that the protective housing (14) extends above the disc (10).

Device (1) according to Claim 15 , characterized in that the protective housing (14) surrounds a housing (12) receiving the detector unit (5) at a distance.

Device (1) according to Claim 16 , characterized in that the heating element (27) between the inner housing (12) and the protective housing (14) is arranged.

Device (1) according to one of Claims 14 to 17 , characterized in that the protective housing (14) has an upwardly tapering shape.

Device (1) according to one of Claims 14 to 18 , characterized in that the protective housing (14) is formed from a sheet material.

Device (1) according to Claim 14 , characterized in that the housing (2, 14) with air line sections (23, 24) is configured, through which a traveling wind (25) as a cleaning flow (26) through the protective housing (14) is conductive.

Device (1) according to Claim 20 , characterized in that during operation, the cleaning flow (26) is guided along the disc.

Device (1) according to one of the above claims, characterized in that the device (1) comprises an energy source.

Device (1) according to one of the above claims, characterized in that the device (1) has a wireless transmitting device, via which the measurement data of the detector unit (5) can be output.

Kit for detecting hot running chassis elements (32, 33, 34) inside and / or outside the track of rail vehicles, characterized by at least two devices (1) according to one of the above claims, wherein a device (1) on a threshold (3) between the rail pair (36) and another device (1) on a threshold (3) outside the rail pair (36) is mounted.

Kit after Claim 24 , characterized in that at the one threshold (3) a plurality of devices (1) are arranged transversely to the track side by side at a predetermined distance.

Kit after Claim 25 , characterized in that between the devices (1) at least one spacer (35) is provided.

Kit according to one of Claims 24 to 26 , characterized in that at least one wheel sensor (43, 44) is provided.