DE19915103C2

DE19915103C2 - Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen auf die Funktion von Weichenheizungen

Info

Publication number: DE19915103C2
Application number: DE1999115103
Authority: DE
Inventors: Oliver Fasterding; Michael Kurt
Original assignee: ESA ELEKTROSCHALTANLAGEN GRIMM
Current assignee: ESA ELEKTROSCHALTANLAGEN GRIMM
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: DE19915103A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen, insbe sondere zur Erfassung von Flugschnee, die sich auf die Funktion von Weichenheizungen auswirken.

Bekannt sind Verfahren und Einrichtungen (DE 297 06 583 U1) zur Erkennung von wetter bedingten Einflüssen wie Schnee, Eis, Regen und Tau auf die Funktion außen angebrachter messtechnischer Anlagen, die für die Anwendung an Weichenheizungen zu empfindlich und sehr aufwendig sind. Im Gleisbereich treten extrem hohe Verschmutzungen und hohe mecha nische Belastungen (z. B. Steinschlag) auf. Eine bekannt gewordene Einrichtung zur Erken nung von insbesondere Flugschnee ist mit einer Lichtschranke ausgerüstet. Durch auftretende Verschmutzungen und mechanische Einflüsse weist diese eine hohe Ausfallrate auf. Weiter hin sind Schneewarngeräte bekannt, die aus Luft- und Niederschlagsfühler bestehen. Der Nie derschlag wird mittels zweier Elektroden des Messfühlers auf Widerstandsveränderungen durch Schnee, Eis und Graupel überwacht und die Weichenheizung wird bei niedriger Luft temperatur eingeschaltet. Nachteilig ist, dass diese Sensoren nicht im gefährdeten Weichenbe reich angeordnet sind und Ausfälle durch Verschmutzungen auftreten, da sich die Sensoren durch diese Verschmutzungen in einem ständig leitenden Zustand befinden. Bei den bekann ten Lösungen wurde das Auftreten von Schneefall von Mess- bzw. Wetterstationen und durch Erfassung der Unterschreitung vorgegebener Temperaturwerte erkannt und die Weichenhei zung eingeschaltet. Nach dem Ende des Schneefalles und insbesondere durch danach auftre tenden Wind erzeugten Flugschnee werden die Weichen eingeschneit und frieren ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erfassung von wetterbe dingten Einflüssen an der Weiche zu schaffen, die einen geringeren Herstellungsaufwand er fordert, unter den vorhandenen robusten Einsatzbedingungen die Funktionstüchtigkeit ge währleistet und eine präzise Erfassung der an der Weichenheizung vorhandenen wetterbe dingten Verhältnisse, insbesondere das Vorhandensein von Flugschnee erfasst.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung werden durch die Ansprü che 2 bis 7 beschrieben. Durch die Erfassung der Kurven des Temperaturverlaufes am Tem peratursensor vor, während und nach der Beheizung durch das unabhängig von der Weichen heizung gesteuerte Heizelement, können exakte Rückschlüsse auf den wetterbedingten Niederschlagszustand im Weichenbereich gezogen werden. Einfrieren der Weichen an den Stellen des Weichenbereiches, die für die Funktion der Weichen erforderlich sind, werden verhindert, da bei dem Auftreten von Schnee und Eis an der Weiche die Weichenheizung sicher eingeschaltet wird. Eine mit einem geringen Herstellungsaufwand verbundene und robuste Ausführungsform des niederschlagserfassenden Sensors ergibt sich, wenn die thermische Verbindung innerhalb des Sensors als ein metallischer Streifen ausgebildet ist. Die Anordnung des Heizelementes und des Temperatursensors erfolgt auf diesem metallischen Streifen. Nachfolgend soll die Einrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau der Sensoreinrichtung,

Fig. 2 die schematische Anordnung der Sensoranordnung an der Schiene,

Fig. 3 den Temperaturverlauf am Temperatursensor in der Schnee- oder Eisphase und

Fig. 4 den Temperaturverlauf am Temperatursensor in der Nässephase.

In der Fig. 1 ist der schematische Aufbau der Sensoreinrichtung dargestellt. Der niederschlagserfassende Sensor besteht bei dieser Ausführungsform aus einem metallischen Streifen 1, der mit der Verbindungsfläche 2 neben der Weichenheizung 8 am Fuß der Schiene angeklemmt ist. Auf dem metallischen Streifen 1 ist ein Heizelement 3 und in einem vorgegebenen Abstand ein Temperatursensor 4 angeordnet. Als optimaler Abstand hat sich ein Abstand zwischen ein und fünf Zentimeter erwiesen. Ebenso kann der niederschlagserfassende Sensor auch in den Weichengraben gelegt werden. Ab einer vorgegebenen Temperatur wird in bestimmten Zeitabständen das Heizelement 3 von einem Mikrorechner 5 angesteuert und dadurch der metallische Streifen 1 beheizt. Der Wärmestrom 6 gelangt über den metallischen Streifen 1 zum Temperatursensor 4. Der Temperatursensor 4 leitet die erfaßten Temperaturmeßwerte an den Mikrorechner 5, der die Auswertung dieser Meßwerte hinsichtlich der auf dem metallischen Streifen 1 vorhandener Niederschläge vornimmt.

In der Fig. 2 ist eine Befestigungsmöglichkeit des niederschlagserfassenden Sensors dargestellt. Dabei ist der metallische Streifen 1 in einem vorgegebenen Abstand zum Heizstab der Weichenheizung 8 am Fuß der Schiene angebracht.

Die Fig. 3 und 4 geben die Temperatur/Zeit-Verläufe bei unterschiedlichen Niederschlagsarten wieder. Bei diesen Darstellungen sind Zeitbereiche vorgegeben, die die unterschiedlichen Temperaturverläufe charakteristisch aufzeigen. Der Temperatur/ Zeitverlauf der Fig. 3 stellt das Verhalten am trockenen niederschlagserfassenden Sensor im Vergleich zum Verhalten bei Schnee und Eis dar. Sobald der Mikrorechner 5 das Heizelement 3 ansteuert, heizt sich der metallische Streifen 1 auf, wie im Zeitbereich A wiedergegeben. Im Zeitbereich der Abkühlung B ist der Ablauf der Abkühlphase abgebildet. Dieser Zustand des Heizens und Abkühlens tritt ein, wenn der Sensor trocken ist. Der Temperaturverlauf während des Zeitbereiches der Heizung durch das Heizelement 3 bei Schnee und Eis ist im Zeitbereich C abgebildet. Er zeigt einen relativ mit dem Temperaturverlauf des trockenen Sensors verglichen geringen Anstieg der Temperatur während dieses Zeitbereiches. Die Abkühlung innerhalb des Zeitbereiches D ist dementsprechend flach. Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Temperatur/Zeit-Verlauf ist im Vergleich zum Zeitbereich A der Heizung des trockenen Sensors und des Zeitbereiches B der Abkühlung des trockenen Sensors der Temperaturanstieg bei der Heizung des nassen Sensors im Zeitbereich E wesentlich größer. Diese unterschiedlichen Temperaturanstiege werden vom Mikrocomputer 5 ausgewertet und bei einer erkannten Vereisung der Weiche über dem Mikrocomputer 5 oder einen anderen dezentral angeordneten Rechner die Weichenheizung angeschaltet. Innerhalb des Zeitbereiches F wird in Fig. 4 die zugehörige Abkühlungskurve des nassen Sensors dargestellt. Durch die Unterscheidungsmöglichkeit mittels der unterschiedlichen Temperaturanstiege entsprechend des jeweilig vorhandenen Niederschlages ist es möglich, eine Vereisung der Weiche bzw. Flugschnee zu erkennen und durch Einschaltung der Weichenheizung 8 zu beseitigen. Der robuste Aufbau des Sensors durch den metallischen Streifen 1 und einer mit diesem vergossenen Ausführung des Heizlementes 3 und des Temperatursensors 4 ermöglicht den Einsatz im Weichenbereich. Bei einer dezentralen Anordnung des Mikrorechners 5 direkt im niederschlagserfassenden Sensor, wird dieser in die vergossene Form mit diesem integriert. Die erfindungsgemäße Einrichtung wird dabei in einer busfähigen Ausführung gestaltet. Ebenfalls sind bei der Einrichtung normierte Anschlüsse vorgesehen, die eine einfache und universelle Auswechselung der Baugruppen und eine einfache Reparatur ermöglichen.

Bezugszeichen

1

metallischer Streifen

2

Verbindungsfläche

3

Heizelement

4

Temperatursensor

5

Mikrorechner

6

Wärmestrom

7

Wärmestrom

8

Weichenheizung
A Zeitbereich der Heizung bei trockenem Sensor
B Zeitbereich der Abkühlung
C Zeitbereich der Heizung bei Schnee und Eis
D Zeitbereich der Abkühlung
E Zeitbereich der Heizung bei nassem Sensor
F Zeitbereich der Abkühlung

Claims

1. Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen auf die Funktion von Wei chenheizungen, insbesondere von Flugschnee, mit einer nachgeordneten, die erfassten Werte auswertende sowie die Weichenheizung steuernden Einrichtung, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens ein niederschlagserfassender Sensor in einem vorgegebenen Abstand zur Weichenheizung (8) angeordnet ist, dass der niederschlagserfassende Sensor aus einem Heizelement (3) und einem Temperatursensor (4) besteht, die zueinander beab standet auf einem thermischen Leiter angeordnet sind und diese thermisch leitend mitein ander verbindet und dass der niederschlagserfassende Sensor mit einer die Kurven des Temperaturverlaufes der durch den Temperatursensor (4) erfassten Temperaturwerte vor, während und nach der Beheizung durch das Heizelement (3) auswertenden Einrichtung verbunden ist, die Rückschlüsse auf das Vorhandensein von Regen, Tau, Schnee und Eis im Weichenbereich gibt.

2. Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Vorhandensein von Regen, Tau, Schnee und Eis aus wertende Einrichtung aus einem Mikrorechner (5) besteht.

3. Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf das Vorhandensein von Regen, Tau, Schnee und Eis aus wertende Einrichtung aus die einzelnen Zeitbereiche (A bis F) vorgebende Zeitrelais und den aktuellen Temperaturwert auswertende Komparatoren besteht.

4. Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der niederschlagserfassende Sensor als ein die thermische Verbin dung herstellender metallischer Streifen (1) ausgebildet ist, auf dem das Heizelement (3) und der Temperatursensor (4) angebracht sind.

5. Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen nach Anspruch 1 und 2, da durch gekennzeichnet, dass der Mikrorechner (5) innerhalb des niederschlagserfassenden Sensors angeordnet ist.

6. Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der niederschlagserfassende Sensor an den Stellen des Weichenbereiches, die bei Eis und/oder Schnee die Funktion der Weiche beeinträchti gen, angeordnet ist.

7. Einrichtung zur Erfassung von wetterbedingten Einflüssen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der niederschlagserfassende Sensor wahlweise in den Bereichen der Gleitstühle (Backenbereiche), der Verschlussfächer oder der Schienen zunge angeordnet ist.