DE20019070U1

DE20019070U1 - Heating rail

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Publication number: DE20019070U1
Application number: DE20019070U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2010-11-10

Description

- Ol -- Oil -

Reinhold Barlian B2077DEReinhold Barlian B2077DE

Max-Eyth-Straße 16Max-Eyth-Strasse 16

D-97980 Bad MergentheimD-97980 Bad Mergentheim

BeschreibungDescription

SchienenheizungRail heating

Die Erfindung betrifft eine Heizung für eine Schiene mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a heater for a rail with the features of the preamble of claim 1.

Aus der VDV-Schrift 560, 05/96, "Elektrische Weichenheizungen
von Gleichstrombahnen", sind Schienenheizungen bekannt, bei denen elektrische Heizstäbe verwendet
werden. Gemäß den Empfehlungen der vorgenannten Schrift sollen die Heizstäbe zweckmäßig in einem Schutzrohr angeordnet werden, das an der Schiene oder in einer Schienenkammer zu positionieren ist. Derartige Schienenheizungen erfordern hohe elektrische Leistungen von etwa 3 00 W/m
und arbeiten mit hohen Betriebstemperaturen bis zu etwa 600 ⁰C, da aufgrund der lediglich linearen Anlage des
Schutzrohrs an der Schiene und der schlechten Wärmeleitfähigkeit innerhalb des Schutzrohrs relativ hohe Wärmeverluste auftreten, so dass der Wirkungsgrad insgesamt
gering ist. Zudem erfordern die bekannten Schienenheizungen
einen verhältnismäßig großen Wartungsaufwand,
denn wegen der hohen elektrischen Leistungsanforderungen und hohen Temperaturen in Verbindung mit den oftmals
extremen Witterungs- und Umwelteinflüssen unterliegen
die Heizstäbe einer sehr starken Beanspruchung und
müssen deshalb nach durchschnittlich drei bis fünf
Monaten Betriebszeit erneuert werden.From the VDV publication 560, 05/96, "Electrical switch heating systems
of direct current railways", rail heating systems are known in which electric heating elements are used
According to the recommendations of the above-mentioned document, the heating rods should be arranged in a protective tube that is positioned on the rail or in a rail chamber. Such rail heating systems require high electrical power of around 3 00 W/m
and operate at high operating temperatures of up to about 600 ⁰ C, since due to the only linear system of the
The protective tube on the rail and the poor thermal conductivity within the protective tube result in relatively high heat losses, so that the overall efficiency
is low. In addition, the known rail heating systems require
a relatively high maintenance effort,
Because of the high electrical power requirements and high temperatures in conjunction with the often
subject to extreme weather and environmental influences
the heating elements are subjected to very heavy use and
must therefore be renewed after an average of three to five
months of operation.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Heizung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln eine energiesparende, dauerhaft zuverlässige Schienenbeheizung erzielt wird.The object of the invention is to avoid the disadvantages described above and to further develop a heating system with the features of the preamble of claim 1 in such a way that an energy-saving, permanently reliable rail heating is achieved with simple means.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.Appropriate embodiments and further developments of the invention are characterized by the features of the subclaims.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in einer einzigen Figur in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform als Beispiel zeigt.Further advantages and essential details of the invention can be taken from the following description and the drawing, which shows a preferred embodiment as an example in a single figure in schematic representation.

Die in der Zeichnung dargestellte Straßenbahnschiene 1 besitzt einen Fuß 2, der zwei horizontale Fußschenkel 3, 4 aufweist. In der Mitte des Fußes 2 befindet sich ein vertikaler Stützsteg 5, der oben einen Radlaufschenkel 6 aufweist, dessen Oberfläche 7 für die Auflage des Schienenfahrzeugrades vorgesehen ist. Die Schiene weist zudem eine von dem Radlaufschenkel 6 und einer beabstandeten Seitenwand 8 mitbegrenzte Führungsrille auf, in die ein die Schienenoberfläche 7 überragender Bund des Schienenfahrzeugrades eingreift.The tram rail 1 shown in the drawing has a foot 2 which has two horizontal foot legs 3, 4. In the middle of the foot 2 there is a vertical support web 5 which has a wheel arch leg 6 at the top, the surface 7 of which is intended for the support of the rail vehicle wheel. The rail also has a guide groove which is delimited by the wheel arch leg 6 and a spaced-apart side wall 8 and into which a collar of the rail vehicle wheel protruding above the rail surface 7 engages.

Die Schiene 1 weist zudem einen Heizkörper 10 auf, der bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an der in der Zeichnung linken vertikalen Stegfläche 11 des Stützsteges 5 angeordnet ist, die in der Höhe länger ist als dieThe rail 1 also has a heating element 10, which in the present embodiment is arranged on the left vertical web surface 11 of the support web 5 in the drawing, which is longer in height than the

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gegenüberliegende Stegfläche 12 zwischen der Seitenwand 8 und dem Fußschenkel 4 des Stützsteges 5. Der Heizkörper 10 kann statt an der Stegfläche 11 an der gegenüberliegenden Stegfläche 12 oder an beiden Stegflächen 11, 12 angeordnet sein. .opposite web surface 12 between the side wall 8 and the foot leg 4 of the support web 5. The radiator 10 can be arranged on the opposite web surface 12 or on both web surfaces 11, 12 instead of on the web surface 11. .

Der Heizkörper 10 ist als flachrechteckförmiges Bauteil ausgebildet, dessen Breite zwischen dem Fußschenkel 3 und dem Radlaufschenkel 6 vorzugsweise ein Mehrfaches größer ist als die Dicke quer zur Ebene des Stützstegs In bevorzugter Ausführung kann die Breite des Heizkörpers 10 zweckmäßig etwa drei bis zwölf mal größer sein als die Dicke.The radiator 10 is designed as a flat rectangular component, the width of which between the foot leg 3 and the wheel arch leg 6 is preferably several times greater than the thickness transverse to the plane of the support web. In a preferred embodiment, the width of the radiator 10 can expediently be approximately three to twelve times greater than the thickness.

Der Heizkörper 10 weist eine Heizplatte 13 auf, die bevorzugt aus einem Werkstoff besteht, der witterungs- und temperaturbeständig ist und auch gegen sonstige Umwelteinflüsse und aggressive Medien weitgehend resistent ist. Zweckmäßig kann die Heizplatte 10 aus einem gummielastischen, vernetzten Silikonkautschuk hergestellt sein.The heating element 10 has a heating plate 13, which preferably consists of a material that is weather- and temperature-resistant and is also largely resistant to other environmental influences and aggressive media. The heating plate 10 can expediently be made of a rubber-elastic, cross-linked silicone rubber.

Die eigentliche Wärmeentwicklung kann durch elektrische Widerstandsdrähte oder selbstregulierende elektrische Heizleiter erzielt werden, die in der Heizplatte·13 eingebettet und mit einer entsprechenden elektrischen Zuleitung versehen sind. Eine andere bevorzugte Ausführung besteht darin, die Heizplatte 13 durch eine entsprechende homogene Materialzusammensetzung als Halbleiter und damit selbst als Heizelement auszubilden.The actual heat development can be achieved by electrical resistance wires or self-regulating electrical heating conductors which are embedded in the heating plate 13 and provided with a corresponding electrical supply line. Another preferred embodiment consists in designing the heating plate 13 as a semiconductor and thus itself as a heating element by means of a corresponding homogeneous material composition.

Damit die bevorzugt gummielastische Heizplatte 13 eine genügende Eigensteifigkeit besitzt, kann es günstig sein, ein Stabilisierungsblech 14 vorzusehen, das zweckmäßig an der dem Stützsteg 5 abgewandten Seite der HeizplatteIn order for the preferably rubber-elastic heating plate 13 to have sufficient inherent rigidity, it may be advantageous to provide a stabilizing plate 14, which is expediently attached to the side of the heating plate facing away from the support web 5.

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13 angeordnet ist. Dieses Stabilisierungsblech 14 kann etwa U-förmig gestaltet sein, wobei die Seitenwandteile 15, 16 in die Heizplatte 13 hineinragen und hier formschlüssig eingebettet sind. Auf dem Stabilisierungsblech13 is arranged. This stabilizing plate 14 can be designed approximately U-shaped, with the side wall parts 15, 16 projecting into the heating plate 13 and being embedded there in a form-fitting manner. On the stabilizing plate

14 kann zudem eine Deckplatte 17 angeordnet sein, die den Heizkörper 10 nach außen hin begrenzt und einen mechanischen Schutz darstellt. Die Deckplatte 17 und das Stabilisierungsblech 14 können bevorzugt aus einem rost- und säurebeständigen Edelstahl hergestellt und mit der Heizplatte 13 zu einer Baueinheit verbunden sein.14 can also have a cover plate 17 arranged thereon, which delimits the heating element 10 to the outside and provides mechanical protection. The cover plate 17 and the stabilizing plate 14 can preferably be made of rust- and acid-resistant stainless steel and connected to the heating plate 13 to form a structural unit.

Die Befestigung des Heizkörpers 10 an der Schiene 1 erfolgt zweckmäßig mittels Schrauben 18, die jeweils in einer den Heizkörper 10 durchsetzenden Bohrung gelagert sind und in Schienenlängsrichtung in Abständen von etwa 30 bis 40 cm angeordnet sein können. Um einen sicheren Befestigungshalt zu gewährleisten, kann dafür in der Heizplatte 13 eine die Bohrung begrenzende Führungshülse 19 eingebettet sein, die axial etwas kürzer ist als die Dicke der Heizplatte 13 und an dem Stabilisierungsblech 14 und/oder der Deckplatte 17 befestigt ist. Die Führungshülse 19 und die Schraube 18 bestehen vorzugsweise ebenfalls aus einem rost- und säurebeständigen Edelstahl.The heating element 10 is conveniently attached to the rail 1 by means of screws 18, each of which is mounted in a hole passing through the heating element 10 and can be arranged at intervals of approximately 30 to 40 cm in the longitudinal direction of the rail. To ensure secure fastening, a guide sleeve 19 which limits the hole can be embedded in the heating plate 13, which is axially somewhat shorter than the thickness of the heating plate 13 and is attached to the stabilizing plate 14 and/or the cover plate 17. The guide sleeve 19 and the screw 18 are preferably also made of rust- and acid-resistant stainless steel.

Beim Befestigen des Heizkörpers 10 wird dieser so an den Stützsteg 5 angelegt, dass die dem Stützsteg 5 zugewandte Breitseitenfläche 20 der Heizplatte 13 flächenkontaktbündig an der Stegfläche 11 anliegt. Die Schraube 18 wird sodann durch die Bohrung des Heizkörpers 10 hindurchgeschoben und in ein Gewindeloch 21 der Schiene 1 eingeschraubt. Dabei wird die Schraube 18 mittels eines an dem Schraubenkopf 22 angreifenden Hilfswerkzeugs derart festgezogen, dass eine sichere Befestigung und ein dauerhafter FlachenanpresskontaktWhen attaching the heating element 10, it is placed on the support web 5 in such a way that the broad side surface 20 of the heating plate 13 facing the support web 5 is flush with the web surface 11. The screw 18 is then pushed through the hole in the heating element 10 and screwed into a threaded hole 21 in the rail 1. The screw 18 is tightened using an auxiliary tool that engages the screw head 22 in such a way that a secure attachment and permanent surface contact are achieved.

für einen guten Wärmeübergang von der Heizplatte 13 auf die Schiene 1 gewährleistet ist. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung kann es auch günstig sein, statt einer losen Schraube 18 einen Schraubbolzen beispielsweise durch Bolzenschweißen am Stützsteg 5 festzulegen und auf das den Heizkörper 10 durchsetzende freie Schraubenende eine entsprechende Schraubenmutter aufzudrehen.for a good heat transfer from the heating plate 13 to the rail 1 is ensured. According to another preferred embodiment, it can also be advantageous to fix a screw bolt, for example by bolt welding, to the support web 5 instead of a loose screw 18 and to screw a corresponding screw nut onto the free screw end passing through the heating element 10.

In bevorzugter Ausführung ist die Breite des Heizkörpers 10 so ausgeführt, das die Heizplatte 13 gleich dem lichten Abstand zwischen dem Fußschenkel 3 und dem Radlaufschenkel 6 ist. Dadurch liegen die obere und die untere Schmalseitenfläche 23, 24 der Heizplatte 13 ebenfalls flächenkontaktbundig an dem Radlaufschenkel 6 und dem Fußschenkel 3 an. Auch in den Schieneneckbereichen ist ein flächenbündiger Kontakt gegeben, wenn die Heizplatte 13 derartige Rundungen 25, 26 besitzt, die gleich den Radien zwischen dem Stützsteg 5 und dem Fußschenkel 3 sowie dem Stützsteg 5 und dem Radlaufschenkel 6 sind. Der Zeichnung ist außerdem zu entnehmen, dass die Breite der Deckplatte 17 etwas schmaler sein kann als die Breite der Heizplatte 13, und zwar derart, dass die Heizplatte 13 die Deckplatte 17 an ihren Schmalseiten umfaßt.In a preferred embodiment, the width of the heating element 10 is designed such that the heating plate 13 is equal to the clear distance between the foot leg 3 and the wheel arch leg 6. As a result, the upper and lower narrow side surfaces 23, 24 of the heating plate 13 also lie flush against the wheel arch leg 6 and the foot leg 3. Flush contact is also provided in the rail corner areas if the heating plate 13 has such curves 25, 26 that are equal to the radii between the support web 5 and the foot leg 3 and the support web 5 and the wheel arch leg 6. The drawing also shows that the width of the cover plate 17 can be somewhat narrower than the width of the heating plate 13, in such a way that the heating plate 13 encloses the cover plate 17 on its narrow sides.

Die erfindungsgemäße Schienenheizung ist für Rillenschienen, Vignolschienen und dergleichen vorgesehen und kann besonders vorteilhaft an Schienenweichen und Straßen kreuzenden Schienensträngen eingesetzt werden, wobei die Heiztemperaturen relativ niedrig sind und je nach Bedarf etwa zwischen 4 0 bis 7 0 ⁰C betragen können. Der Leistungsbedarf kann mit etwa 100 bis 150 W/m vorgesehen werden, so dass insgesamt eine effektive Heizwärmenutzung mit einem hohen Wirkungsgrad gegeben ist.The rail heating according to the invention is intended for grooved rails, Vignole rails and the like and can be used particularly advantageously on rail switches and rail lines crossing roads, whereby the heating temperatures are relatively low and can be between 4 0 and 7 0 ⁰ C as required. The power requirement can be provided at approximately 100 to 150 W/m, so that overall an effective use of heating energy with a high degree of efficiency is provided.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund der verhältnismäßig schonenden Heizungsbeanspruchung eine über viele Jahre wirksame Betriebstüchtigkeit der Schienenheizung gewährleistet ist, so dass nur äußerst geringe Wartungsarbeiten durchzuführen sind.,Darüber hinaus kann durch die erfindungsgemäße Schienenheizung, die auch in Wasserschutzgebieten angewandt werden kann, eine Geräuschdämmung erzielt werden. Außerdem kann bei einer mit der vorgeschlagenen Heizung ausgestatteten Schiene, die in eine Straße versenkt eingebaut ist, der Straßenbelag bzw. das Bitumen direkt an die Schienenheizung angrenzend angegossen werden.A further advantage is that, due to the relatively gentle heating load, the rail heating is guaranteed to be operational for many years, so that only extremely minimal maintenance work needs to be carried out. In addition, the rail heating according to the invention, which can also be used in water protection areas, can achieve noise insulation. In addition, in the case of a rail equipped with the proposed heating system that is installed sunk into a road, the road surface or bitumen can be poured directly adjacent to the rail heating.

Claims

1. Heating for a rail ( 1 ) of a rail vehicle, in particular a tram or railway, with an electrically operated heating element ( 10 ) provided on the rail ( 1 ), characterized in that the heating element ( 10 ) has a substantially flat rectangular configuration and rests with at least one broad side surface ( 20 ) flush with at least one web surface ( 11 , 12 ) of the rail ( 1 ).

2. Heating according to the preceding claim, characterized in that the heating element ( 10 ) has a heating plate ( 13 ) provided with a cover plate ( 17 ).

3. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the heating plate ( 13 ) is made of a material resistant to weather and temperature stresses.

4. Heater according to one of the preceding claims, characterized in that the heating plate ( 13 ) is made of a preferably rubber-elastic plastic material, in particular silicone material.

5. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that at least one electrical resistance wire or a preferably self-regulating heating conductor is arranged in the heating plate ( 13 ) or that the heating plate ( 13 ) itself is designed as an electrical heating element due to its material composition.

6. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 10 ) has a stabilizing plate ( 14 ).

7. Heater according to one of the preceding claims, characterized in that the stabilizing plate ( 14 ) is provided between the cover plate ( 17 ) and the heating plate ( 13 ).

8. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the stabilizing plate ( 14 ) has at least one wall part ( 15 , 16 ) projecting into the heating plate ( 13 ).

9. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the cover plate ( 17 ) and the stabilizing plate ( 14 ) are structurally connected to one another and/or to the heating plate ( 13 ).

10. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 13 ) can be fastened to the rail ( 1 ) by means of at least one screw ( 18 ).

11. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the screw ( 18 ) is mounted in a bore passing through the heating element ( 10 ).

12. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 10 ) has a guide sleeve ( 19 ) delimiting the bore.

13. Heater according to one of the preceding claims, characterized in that the guide sleeve ( 19 ) is embedded in the heating plate ( 13 ) and is axially slightly shorter than the thickness of the heating plate ( 13 ).

14. Heater according to one of the preceding claims, characterized in that the guide sleeve ( 19 ) is arranged on the stabilizing plate ( 14 ) and/or the cover plate ( 17 ).

15. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 10 ) is arranged on a support web ( 5 ) located between a foot leg ( 3 ) and a wheel arch leg ( 6 ) of the rail ( 1 ).

16. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the heating element ( 10 ) is arranged optionally on one web surface ( 11 ) or on the opposite web surface ( 12 ) or on both web surfaces ( 11 , 12 ) of the support web ( 5 ).

17. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the heating plate ( 13 ) is approximately equal to the clear distance between the foot leg ( 3 , 4 ) and the wheel arch leg ( 6 ) or the side wall ( 8 ) and that narrow side surfaces ( 23 , 24 ) of the heating plate ( 13 ) adjacent to the broad side surface ( 20 ) lie flush with the foot leg ( 3 , 4 ) and the wheel arch leg ( 6 ) or the side wall ( 8 ).

18. Heating according to one of the preceding claims, characterized in that the heating plate ( 13 ) has curves ( 25 , 26 ) in the transition areas between the broad side surface ( 20 ) and the narrow side surfaces ( 23 , 24 ) which are approximately equal to the radii of the rail ( 1 ) between the support web ( 5 ) and the foot leg ( 3 , 4 ) as well as the wheel arch leg ( 6 ) or the side wall ( 8 ).

19. Heater according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the cover plate ( 17 ) is narrower than the width of the heating plate ( 13 ) and that the heating plate ( 13 ) encloses the cover plate ( 17 ) on the narrow sides.