DE2135480A1

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Publication number: DE2135480A1
Application number: DE19712135480
Authority: DE
Original assignee: HELGE MUELLER AB
Current assignee: HELGE MUELLER AB
Priority date: 1970-07-16
Filing date: 1971-07-15
Publication date: 1972-04-06
Also published as: US3781566A; GB1353818A; SE361950B; FR2101753A5; CA956010A

Description

85 NÜRNBERG, den 15.7.1971

Spittlertorgraben 27 Telefon 263067 (0911) Telegramm: Patri

DiPLiNq-BERNHARD RICHTER 2135480

PATENTANWALT

Helge MEULLER AB. Swedish Company, Hl 30 Stockholm/Schweden

Bredgränd 2

"Verfahren und Vorrichtung zum Anzeigen eines im Pfad einer Licht- oder Schallwelle befindlichen Mediums"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen eines im Pfad einer Uelle sich befindlichen Mediums, beispielsweise Schnee.

Es ist vielfach erwünscht, das mögliche Vorhandensein von Schnee und Eis auf verschiedenen Typen von Anlagen oder Geräten anzuzeigen. Insbesondere ist es bei Eisenbahnsystemen in erhöhtem Maße wünschenswert, die Anwesenheit von Schnee und Eis, beispielsweise an Weichen, festzustellen und den Schnee und das Eis dort schnell zu entfernen. Die selbsttätige Anzeige von Schnee und Eis oder anderen Medien, wie Rauch oder Nebel gemäß der Erfindung ist nicht auf diese Anwendungsgebiete beschränkt; sie ist vielmehr auch in anderem Zusammenhang nützlich.

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Es ist bekannt, an Weichen und an anderen gegen Schnee und Eis empfindlichen Vorrichtungen in Eisenbahnsystemen Heizeinrichtungen anzuordnen, die beispielsweise unter Verwendung eines einstellbaren Thermostates das Eis und den Schnee durch Schmelzen entfernen. Der Thermostat wird häufig auf eine Temperatur nur wenig über 0 C eingestellt. Bei dieser Temperatur wird der Thermostat wirksam und bleibt auch bei unter dem Einstellpunkt liegenden Temperaturen funktionswirksam. Dieses System weist den schwerwiegenden Nachteil auf, daß die Heizeinrichtung bei Temperaturen unterhalb des Einstellpunktes in Betrieb gesetzt wird, unabhängig davon, ob Schnee und Eis an den erwärmten Gegenständen vorhanden ist oder nicht. Dadurch wird die verfügbare Wärmeenergie sehr unwirt schaft lieh eingesetzt.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist schon vorgeschlagen worden, den Thermostat mit einer Feuchtigkeits-FüÜLeinrichtung zu kombinieren. Das gemeinsame Auftreten niedriger Temperaturen und eines hohen Feuchtigkeitsgehaltes wird hierbei als Anzeichen für die Anwesenheit von Schnee gewertet. Diese Anordnung ist jedoch der Gefahr ausgesetzt, daß kalter, trockener Schnee bei niedrigen Temperaturen fällt, ohne daß er bemerkt wiö, sodaß die schneeempfindlichen Geräte, wie Weichen oder dergleichen blockiert werden. Eine bekannte Vorrichtung dieser Art wird zwecks einer korrekten Betriebsweise vielfach in geringer Entfernung über dem Untergrund befestigt. Dabei ist aber die Gefahr gegeben, daß Schnee in der näheren Umgebung unbemerkt die Anordnung passiert.

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Bei einer anderen bekannten Einrichtung dieser Art besteht die Feuchtigkeits-Fühleinrichtung aus zwei eng aneinander angeordneten Metallplatten, zwischen denen eine Spannung anlegt wird. Diese Anordnung ist jedoch empfindlich gegenüber Erschütterungen, weil der Abstand zwischen den Metallplatten in einem sehr hohen Maße exakt eingehalten werden muß. Daher kann eine solche Einrichtung nicht in der Nähe einer Eisenbahnschiene befestigt werden.

All diesen Schneeüberwachungseinrichtungen, bestehend aus einer Feuchtigkeits-Fühleinrichtung und einem Thermostat gemeinsam ist, daß die Auswertungseinrichtungen und dergl. relativ aufwendig sind, was erhöhte Kosten und eine geringe Wirtschaftlichkeit bedingt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, wobei ein völlig andersartiges Prinzip zum Anzeigen von Schnee und / oder Eis verwendet wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Welle sich entlang einer Meßstrecke ausbreitet, die gegenüber Störwellen, beispielsweise aus der Umgebung der Anzeigeanordnung, abgeschirmt ist, daß an dem einen Ende der Meßstrecke ein Wellenerzeuger und an dem anderen Ende der Meßstrecke ein Wellenanzeigegerät vorgesehen ist, und daß ein von dem Wellenanzeigegerät abgegebenes Signal, dessen Größe von dem

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Grad der Dämpfung der Welle durch das aufzunehmende Medium in der Meßstrecke abhängig ist, zum Nachweis jenes Mediums verwendet wird.

Die hierbei verwendete Welle kann eine akustische Welle oder eine elektromagnetische Strahlung mit relativ langer Wellenlänge sein, wenn auch bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Lichtwelle im oder in der Mähe des sichtbaren Bereiches des Spektrums verwendet wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : Ein Blockdiagramm für ein Anzeigesystem

gemäß der Erfindung zum Anzeigen von Schnee und/oder Eis unter Verwendung einer Heizeinrichtung ,

Fig. 2: Ein Blockdiagramm für ein anderes Anzeige-S3^rstem gemäß der Erfindung zum Anzeigen von Schnee und/oder Eis unter Verwendung eines Brenners, der sich insbesondere durch einen guten Wirkungsgrad auszeichnet und die Figuren 3-8 verschiedene Ausführungsbeispiele für Schnee- und/oder Eis-Sammelbehälter mit Tasteinrichtungen.

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Figur 1 zeigt eine Anordnung gemäß der Erfindung zum Anzeigen und Entfernen von Schnee und/oder Eis von einem Gegenstand. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel stelltjeine relativ einfache Anordnung dar, die vorzugsweise dann angewendet werden kann, wenn es auf die Wirtschaftlichkeit des Systems in Dauerbetrieb nicht besonders ankommt.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ist ein Hauptschalter mit 10 bezeichnet, der mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Energiequelle in Verbindung steht. Der Schalter 10 kann von Hand betätigt, oder über einen Thermostat gesteuert werden. Wenn der Schalter 10 über einen Thermostat gesteuert wird, so wird dieser vorzugsweise so eingestellt, dass der Schalter 10 schließt, wenn die Umgebungstemperatur einen Wert von etwas über 0 C erreicht hat, wobei bei tieferen Temperaturen der Schalter geschlossen bleibt. Der Hauptschalter 10 ist mit einer Schnee- oder Eis-Sammelvorrichtung 11 (Sammelbehälter) verbunden. In dem Sammelbehälter 11 befindet sich eine Tasteinrichtung (Fühler), die ihrerseits mit einer Pegelmesseinrichtung verbunden ist. Die Pegelmess einrichtung 12 steht mit einem Signalverstärker 13 in Verbindung. Das Signal des Signalverstärkers 13 betätigt einen Schalter 14, der als gewöhnliches Relais ausgebildet sein kann, dessen Ilaltespule mit dem Verstärker 13 in Verbindung steht. Der Schalter 14 kann aber auch als von dem Signal des Verstärkers 13 gesteuerter Transistorschalter ausgebildet sein. An dem Schalter 14 ist eine Heizeinrichtung 15 angeschlossen, die, von dem Schalter 14 gesteuert, einen Gegenstand 16 aufheizt und v/ahlweise auch den mit der Tasteinrichtung gekoppelten Sammelbehälter 11. Die von der Heizeinrichtung I¹J erzeugte Wärme kann zu dem Sammelbehälter 11 entweder über den Gegenstand 16 geleitet werden, wie dies mittels der Doppel-

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pfeile 17,18 dargestellt ist; sie kann aber auch unmittelbar von der Heizeinrichtung 15 zu dem Sammelbehälter 11 gelangen, wie mittels des gestrichelt gezeichneten Doppelpfeiles 19 angedeutet ist.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 arbeitet kurz gesagt wie folgt: Wenn der Hauptschalter 10 geschlossen ist, sei es von Hand oder mittels des voreingestellten Thermostates, beginnt das Schneeüberwachungssystem zu arbeiten. Der Sammelbehälter 11 wird über einen Wellengenerator mit elektrischer Energie gespeist. Der Wellengenerator kann eine herkömmliche Lichtquelle (Lampe), ein akustisches Pendel oder ein Strahler für relativ niederfrequente elektromagnetische Strahlung sein. Die Lampe ist so angeordnet, daß ein Lichtstrahl gegen die Tasteinrichtung in dem Sammelbehälter 11 gerichtet ist.

Wie weiter unten beschrieben, können die Lampe und die Tasteinrichtung auch so angeordnet sein, daß der von dem Sammelbehälter 11 aufgenommene Schnee, bzw. Eis zwischen die Lampe und die Tasteinrichtung zu liegen kommt. Die Tasteinrichtung sendet ein der Intensität des dort einfallenden Lichtes entsprechendes Signal aus, welches zu der Pegelmesseinrichtung 12 gelangt. Die Pegelmesseinrichtung 12 ist in herkömmlicher Weise aufgebaut; sie gibt an ihrem Ausgang ein Signal mit einem gewissen Pegel ab, wenn das Eingangssignal auf die Pegelmesseinrichtung 12 einen bestimmten Schwellwert überst-eigt; sie gibt ein Null-Signal ab., wenn das Eingangssignal unter diesem Schwellwert liegt. '..-..-,

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VJenn Schnee und Eis in den Sammelbehälter gelangt, bzw. sich dort ansammelt, so nimmt die Intensität des auf die Tasteinrichtung fallenden Lichtes mit steigender Menge des anfallenden Schnees entsprechend ab. Wenn die Schneemenge eine vorbestimmte Höhe oder Dichte erreicht hat, wird das Signal der Tasteinrichtung so schwäch, daß die Pegelmesseinrichtung 12 und der Verstärker 13 den Schalter 14 schließen. Dadurch wird die Heizeinrichtung 15 eingeschaltet. Die Heizeinrichtung 15 wird in Betrieb gesetzt und gibt Wärme an den Gegenstand 16 und - entweder direkt oder indirekt - auch an den Sammelbehälter 11 ab. Auf diese Weise wird der Schnee sowohl von dem Gegenstand 16, als auch in dem Sammelbehälter 11 entfernt.

Die Heizeinrichtung 15 kann so eingerichtet sein, daß sie nach einer vorbestimmten Zeitdauer selbsttätig ausgeschaltet und für eine neue Heizperiode auch wieder selbsttätig eingeschaltet wird, wenn die Schneemenge in dem Sammelbehälter 11 oder die Dichte des Schnees noch die vorgegebenen Grenzwerte überschreitet. In diesem Falle wird der Schalter 14 weiter mit Energie versorgt. Wenn die Heizeinrichtung 15 ausgestaltet ist und die Schneemenge oder die Schneedichte in dem Sammelbehälter 11 unter einem vorgegebenen Wert, der einem schnee- oder eisfreien Gegenstand bzw. praktisch schnee- oder eisfreien Gegenstand entspricht, so bleibt nach dem Ausschalten des Schalters 14 auch die Heizeinrichtung 15 ohne Energiezufuhr.

Wenn der Hauptschalter 10 durch einen Thermostat gesteuert ist, kann dieser so angeordnet werden, daß er als Temperaturfühler wirkt, beispielsweise durch Anordnung in der Nähe des Gegenstan-

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des 16 oder des Sammelbehälters 11. In diesem Falle kann eine Zeitsteuerung der Heizeinrichtung 15 entfallen, da der Hauptschalter 10 selbsttätig das gesamte System abschaltet, wenn die Temperatur am Gegenstand 16 oder in dem Sammelbehälter 11 so hoch ist, daß der gesamte oder praktisch der gesamte Schnee geschmolzen ist.

Wegen der nicht allzu hohen Wirtschaftlichkeit ist die in Fig. 1 dargestellte Anordnung für solche Anwendungsfälle weniger geeignet, bei denen weite Entfernungen überbrückt v/erden müssen, wie z.B. bei der überwachung von Eisenbahnschienen, wo das System aus Batterien gespeist werden muß. (Im Falle eines elektrischen Eisenbahnsystems ist es vielfach relativ aufwendig, die Fahrleitungsspannung auf brauchbare Betriebsspannungen für das Schneeanzeigegerät herunter zu transformieren, obwohl natürlich dieser Behelf eine durchaus brauchbare Lösung darstellt).

Im Falle von weit entfernten Orten, wie vorstehend erwähnt, verwendet man vielfach als Heizeinrichtung Brenner mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen, wobei die Brenner üblicherweise mit einem elektrischen Zündkreis versehen sind. Neuerdings weisen derartige Zündkreise sehr hohe Wirkungsgrade auf, sodaß ihr durchschnittlicher Stromverbrauch sehr niedrig ist. Folglich ist es, um die Betriebszeit des Systems zu verkleinern, erforderlich, das Anzeigegerät mit zusätzlichen Geräten auszustatten, um den Stromverbrauch zu verringern.

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Die Ausbildung des Schnee- und Eisanzeigegerätes gemäß Fig. genügt der vorstehend erwähnten Forderung nach einer wirtschaftlichen Betriebsweise des Systems.

Ein Hauptschalter 20, der in der dargestellten Anordnung von einem Thermostat gesteuert wird, ist mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Energiequelle, beispielsweise einer Batterie oder dergl. verbunden. Der Thermostat des Hauptschalters ist so eingestellt , daß er den Schalter 20 bei einer Temperatur unmittelbar über 0 C schließt und den Schalter 20 bei niedrigeren Temperaturen geschlossen hält. Der Schalter 20 ist an einen Trigger-Impulsgenerator 21 angeschlossen, der seinerseits mit einem monostabilen Flip-Flop 22 in Verbindung steht. Der Flip-Flop 22 ist mit einem Sammelbehälter 23 verbunden, der eine Tasteinrichtung und vorzugsweise auch einen Wellengenerator, z.B. eine Lampe enthält. Ähnlich wie bei der Anordnung nach Fig. 1 ist die Tasteinrichtung in dem Sammelbehälter 23 mit einer Pegelmesseinrichtung 24 und einem Verstärker 25 verbunden, der einen Schalter 26 betätigt. Die Wirkungsweise der Einheiten 23, 24, 25 und 26 ist die gleiche wie die Wirkungsweise der Einheiten 11, 12, 13 und 14 in Fig. 1. Wenn der Schalter 26 geschlossen ist, ist eine Heizeinrichtung 27 angeschlossen, die einen Gegenstand 28 aufheizt, wie mit den Doppelpfeilen 29 angezeigt ist. Gleichzeitig wird der Sammelbehälter entweder indirekt über den Gegenstand 28, wie mit den Doppelpfeilen 30 angedeutet, oder direkt, wie mit den doppelt gestrichelt gezeichneten Pfeilen 31 dargestellt, aufgeheizt.

Der Trigger-Impulsgenerator 21 und der monostabile Flip-Flop 22 sind so ausgebildet, daß die Lampe in dem Sammelbehälter

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mit Energie gespeist wird und für eine kurze Zeitdauer in der §rößenordnung von 1 Sekunde aufleuchtet. In den Intervallen zwischen diesen Aufleuchtzeiträumen ist die Lampe in dem Sammelbehälter 23 ausgeschaltet. Die Intervalle zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündimpulsen liegen in der Größenordnung einiger zehn Sekunden oder auch mehr. Dies hängt von Umgebungseinflüssen und dem erwünschten durchschnittlichen Stromverbrauch ab.

Wenn die Schnee- und Eismenge in dem Sammelbehälter 23 eine Höhe erreicht, daß die Pegelmesseinrichtung 24 und der Verstärker 25 den Schalter 26 schließen, so wird, wie oben erwähnt, die Heizeinrichtung 27 in Betrieb gesetzt. Gleichzeitig wird jedoch ein Haltekreis 32 angeschlossen, dessen Aufgabe es ist, den Schalter auch dann noch in Schließstellung zu halten, wenn der Zündimpuls des monostabilen Flip-Flop 22 zu Ende ist,und um ferner ein Sperrsignal auf den Trigger-Impulsgenerator 21 zu geben, welches die Erzeugung weiterer Trigger-Impulse des monostabilen Flip-Flop 22 unterbindet. Daraus folgt, daß nach dem Schließen des Schalters 26 aufgrund einer ausreichenden Menge Schnee und/oder Eis in dem Sammelbehälter 23 die Heizeinrichtung 27 in Betrieb gesetzt wird, daß jedoch der weitere Betrib^e des Trigger-Impulsgenerators 21, des monostabilen Flip-Flop 22, der Lampe und der Tasteinrichtung in dem Sammelbehälter 23, der Pegelmesseinrichtung 24 und des Verstärkers 25 unterbunden ist. Die Einheiten 21 - 25 sind somit so ausgewählt und angeordnet, daß ihr Stromverbrauch in der Schließ- oder Sperrstellung vernachlässigbar oder zumindest sehr niedrig ist.

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In der dargestellten Schaltungsanordnung ist der Thermostat des Hauptschalters 20 in der Nähe des Sammelbehälters 23 derart angeordnet, daß die erhöhte Temperatur der in der Umgebung der Einheiten 23 und 28 befindlichen Heizeinrichtung 27 von dem Thermostat gemessen werden kann, wie dies in Fig. 2 mit dem Doppelpfeil 34 angedeutet ist. Wenn somit die Temperatur in der Nähe des Thermostates genügend hoch ist, d.h. wenn diese die eingestellte Temperatur von 0 C um einige Grad überschreitet, so wird der Hauptschalter 20 unterbrochen, wodurch der Haltekreis 32 abfällt und den Schalter 26 öffnet. Wenn die Temperatur in der Umgebung des Thermostates des Hauptschalters 20 anschließend wieder unter die Einsatztemperatur fällt, so ist das System für einen neuen Betriebszyklus startbereit, wobei der Trigger-Impulsgenerator 21 in Abständen von einigen zehn Sekunden Trigger-Impulse zu dem monostabilen Flip-Flop 22 sendet, der bei jedem Trigger-Impuls die Lampe in dem Sammelbehälter 23 zündet.

Das /usgangssignal des monostabilen Flip-Flop 22 setzt auch die Pegelmesseinrichtung 24 und den Verstärker 25 in Betrieb, wobei diese Elemente während des Zeitraumes abgeschaltet werden können, in dem die Lampe nicht mit Energie versorgt wird. Die Pegelmesseinrichtung 24, die vorzugsweise eine elektronische Einrichtung ist, ist sehr viel schneller in ihrem Betriebsverhalten als die Lampe in dem Sammelbehälter 23. Um sicher zu stellen, daß die Pegelmesseinrichtung 24 nicht in Betrieb geht, bevor die Lampe in dem Sammelbehälter 23 gezündet hat. (was dazu führen könnte, daß die Pegelmesseinrichtung 24 einen Lichtstrahl niedriger Energiedichte aufnimmt und die Heizeinrichtung in Betrieb setzt), wird ein Verzögerungsglied 33 zwischen dem monostabilen Flip-Flop 22 und die Pegelmesseinrichtung 24 eingeschal-

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Im dargestellten Ausführungsbeispiel, welches sich insbesondere durch eine hohe Wirtschaftlichkeit auszeichnet, ist der Hauptschalter 20, wie erwähnt, vorzugsweise durch einen Thermostat gesteuert, derart, daß das Anzeigesystem nicht angeschlossen ist und keine Belastung für die Energiequelle darstellt, wenn die Temperatur für einen Schneefall zu hoch ist, oder wenn der Schneefall so gering ist, daß er unschädlich ist. Jedoch ist die Verwendung eines Thermostates in dem Hauptschalter 20 als Ausschaltvorrichtung für die Heizeinrichtung 27 und als Unterbrecher für den Haltekreis 32 nicht unbedingt erforderlich. Zu diesem Zwecl^können auch andere herkömmliche Zeitschalteinrichtungen verwendet werden oder es kann auch ein v/eiterer Thermostat vorgesehen sein. Diese Einrichtungen sind geeignet anzuordnen, um den Schalter 26 auszuschalten. Anstelle der Heizeinrichtung 27 können auch mechanische Schneeräummittel oder eine Druckluftanordnung vorgesehen sein, wenn die Bedingungen oder der fragliche Gegenstand 28 die Verwendung derartiger Mittel als geeignet erscheinen lassen. In diesem Falle ist der Sammelbehälter 23 so auszubilden, daß der Schnee und/ oder das Eis oder andere darin enthaltene Verunreinigungen durch geeignete Mittel entfernt werden können.

Die Figuren 3-8 zeigen Ausführungsbeispiele für Sammelbehälter mit Tasteinrichtungen, x^ie sie in den Einheiten 11 in Fig. 1 und 23 in Fig. 2 dargestellt sind. In den Fig. 3-8 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.

In den Fig. 3 A - 3 D ist eine Ausfuhrungsform für einen Sammelbehälter in Verbindung mit einer Tasteinrichtung dargestellt. Fig. 3A zeigt einen Längsschnitt, Fig. 3 B eine Draufsicht,

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Fig. 3 C eine Unteransicht und Fig. 3 D einen (querschnitt durch den Sammelbehälter.

Der Sammelbehälter kann die Gestalt eines Kastens mit rechteckigem, quadratischem oder, wie dargestellt, mit kreisförmigem Querschnitt haben. Er weist einen nach aussen gerichteten, sich verjüngenden, trichterförmigen Teil 41 auf. Am einen Ende des Behälters 40 ist eine Lampe 42 vorgesehen und am anderen Ende ein lichtempfindliches Element 43, beispielsweise eine Foto/Lode. Der Behälter 40 weist einen zentralen Teil auf, der durch zwei Unterteilungswände 44 und 45 gebildet ist. Falls das gesamte von der Lichtquelle ausgesandte Licht in dem System ausgenutzt werden soll, können die Unterteilungswände 44, 45 vollständig oder teilweise aus Glas bestehen. Es ist aber auch möglich, die Unterteilungswände aus einem Material herzustellen, welches lediglich Infrarotstrahlung durchlässt, beispielsweise aus halbleitendem Material. Eine ortsfeste ringförmige Blende 46 ist vor der Unterteilungswand 45 angeordnet.

Ira Betriebszustand wird der Schnee in dem zentralen Bereich des Behälters 40 durch den trichterförmigen Teil 41, an dessen unterem Ende sich ein Schlitz 47 im Behälter 40 befindet, gesammelt. Wenn die Schneemenge im zentralen, von den Unterteilungswänden 44 und 45 gebildeten Bereich des Behälters 40 das durch die Lage der Lampe 42 und der Tasteinrichtung 43 vorbestimmte Niveau überschreitet, so wird das von der Lampe 42 zu der Tasteinrichtung 43 ausgesandte Licht gedämpft, x^odurch das Ausgaigssignal der Tasteinrichtung 43 in einem bestimmte! Maße verändert wird. Wenn die änderung des Ausgangssignales der Tasteinrichtung 43 eine vorgegebene Größe erreicht, d.h. in Abhängigkeit von

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einem vorgegebenen Näherungswert der Sc line einenge bereich des Behälters 40, wird eine Heizeinrichtung oder ein anderes Schneebeseitigungsniittel in Gang gesetzt, wie oben beschrieben. In dem Behälter 40 wird eine ausreichende I-ienge von Uärme eingeleitet, die den darin enthaltenen Schnee schmilzt. Jas Wasser fließt durch Löcher 43 am Boden des Behälters 40 ab, wie aus Fig. 3 C hervorgeht. Der Behälter 40 kann unmittelbar von der Heizeinrichtung beheizt werden, in dem die Flammen der Heizeinrichtung gegen den Behälter 40 gerichtet werden. Er kann aber auch durch Uärmeleitung zwischen dem überwachten Gegenstand und dinem Verbindungsstück 49 (siehe Fig. 3 D) aus gut wärmeleitendem Material, wie Kupfer oder Aluminium aufgeheizt werden. Das Verbindungsstück 49 kann auch zum Befestigen des Sammelbehälters verwendet v/erden. T-Jenn ein wärmeleiter zum Aufheizen des Behälters 40 verwendet wird, so kann auch der Behälter 40 selbst vorzugsweise aus gut wärmeleitendem liaterial bestehen, wie Kupfer oder Aluminium.

Uenn als Energiequelle Licht verwendet wird, muß der Einfluss von Umgebungslicht auf die dargestellte Anordnung verringere werden. Der trichterförmige Auffangteil 41 mit dem Schlitz 47 an dessen Boden schließt den Einfall von Lic^t aus der Umgebung weitgehend aus. Durch die Anordnung der Lampe 42 und der Tasteinricntung 43 in Aussparungen des Behälters 40 ausserhalb des Schußbereiches 47 wird das Licht der Umgebung wirksam abgeschirmt. Der Einfluss des Umgebungslichtes kann weiterhin durch die Verwendung von Infrarotfiltern für die Unterteilungswände 44, 45 verringert v/erden.

Die Fig. 4A - 4 C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eine Sammelbehälters mit einer l'ast einrichtung, 'wobei das Licht aus

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der Umgebung kommt. Beispielsweise kann eine oberhalb einer Eisenbahnschiene befestigte Lampe als Lichtquelle verwendet werden. Der Sammelbehälter gemäß Fig. 4A - 4C v/eist ebenfalls die Gestalt eines Kastens 40 mit einem nach aussen gerichteten, sich verjüngenden, trichterförmigen Teil.41 auf. Am unteren Teil des Behälters 40 ist eine Tasteinrichtung 43 angeordnet, während über der Tasteinrichtung 43 eine Unterteilungswand mit einer Blende 46 und einem Lichtfilter 45 vorgesehen ist. Über der Unterteilungswand 45, 46 kann wahlweise eine konvexe Linse vorgesehen sein, die eine Anwendung dieser Art von Sammelbehälter auch dann ermöglicht, wenn die Intensität des Lichtes der Umgebung niedrig ist.

Am unteren Teil des Trichters 41 ist eine nach oben gewölbte, transparente Bodenfläche 50 vorgesehen, die den unteren Teil des Trichters 41 begrenzt. Über den größten Teil des trichterförmigen Teiles 41 und der transparenten Bodenfläche 50 ist eine Anzahl von Löchern 52 (vgl. Fig. 4 C) vorgesehen, die als Ablauföffnungen für den geschmolzenen Schnee dienen.

Das System arbeitet wie folgt: Der Schnee wird in dem trichterförmigen Teil 41 über der bogenförmigen Bodenfläche 50 gesammelt. Sobald die Schneemenge in dem trichterförmigen Teil genügend groß ist, d.h. wenn die Intensität des auf die Tasteinrichtung einfallenden Lichtes durch den Schnee auf ein ausreichend niedriges Niveau abgesunken ist, wird die Heizeinrichtung in Betrieb gesetzt. Die von der Heizeinrichtung abgestrahlte Uärm-e gelangt in den trichterförmigen Teil 41 entweder

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durch direkte Beheizung oder durch wärmeleitung und schmilzt das Eis und den Schnee in den trichterförmigen Teil 4-1. Das Schmelzwasser wird durch die Löcher 52 abgeführt.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Sammelbehälter in Verbindung mit einer Tasteinrichtung, bei dem ebenfalls das Umgebungslicht als Lichtquelle verwendet werden kann. Der Behälter 40, der trichterförmige Teil 41, die Tasteinrichtung 43, die Unterteilung swände 44 und 45 und die Bbnde 46 können in der gleichen Weise wie beim Ausführungsbeispiel W gemäß Fig. 3 A angeordnet sein. Im Gegensatz hierzu ist jedoch an dem von der Tasteinrichtung 43 aus gesehen gegenüberliegendem Ende des Behälters 40 eine Öffnung 53 vorgesehen, die mit einem lichtdurchlässigen Material abgedeckt ist. In dem Behälter 40 befindet sich unterhalb der öffnung 53 ein Spiegel 54, der das durch die Öffnung 53 einfallende Licht durch die lichtdurchlässigen oder mit Lichtfiltern versehenen Unterteilungswände 44 und 45 hindurch zu der Tasteinrichtung 43 reflektiert.

B'ig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Sammelbehälter in Verbindung mit einer Tasteinrichtung vom gleichen Typ wie der Sammelbehälter gemäß Fig. 3 A, wobei jedoch die Lampe 42 und die Tasteinrichtung 43 am gleichen Lnde des Behälters 40 angeordnet sind. Diese Konstruktion kann gedrängter ausgeführt sein, als die entsprechende Konstruktion gemäß Fig. 3 A. Die Lampe 42 sendet Licht durch eine öffnung zwischen einem T-förmigen senkrechten Unterteilungselement 56 und einer Abschirmfläche 57. Das Licht gelangt anschlie-

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Oend durch eine Trennwand 45 aus lichtdurchlässigem oder lichtfilterndem Material, es durchsetzt den zentralen, Schnee und Eis enthaltenden Teil des Dehälters 40 und wird mittels eines Spiegels 55 zurück in den zentralen Teil des Behälters 40 reflektiert und erreicht nach dem Durchdringen der Trennwand 45 und einer öffnung zwischen dem T-förmigen Element 56 und einer Abschirmfläche 58 die Tasteinrichtung 43.

Fig.7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Sammelbehälter, aus dem der Schnee und das Eis mittels Druckluft entfernt werden kann. Bei dieser Ausführungsforin ist der trichterförmige Teil 41 an einem Kasten 40 oder dergl. befestigt, an dessen einer Stirnseite eine Einlassöffnung 58 a für ehen Luftstrom und an dessen gegenüberliegender Stirnseite eine Klappe 59 vorgesehen ist, die durch den Luftstrom geöffnet x^erden kann, sodaü der in dem Kasten 40 befindlidE Scimee und das Eis herausgeblasen werden können. Die Klappe 59 kann federnd gelagert sein, sodaij sie nach Beendigung des Reinigungsvorganges in ihre Schließstellung zurückkehrt. Es ist auch eine Anordnung möglich, bei der die Klappe 59 aufgrund ihres Eigengewichtes in die Schließstellung zurückkehrt. Um die Gefahr des Einfrierens der Klappe bei niedrigen Temperaturen zu verringern, kann die Klappe mit einem umlaufenden Gummiring versehen sein.

Fig. 8 zeigt einen Sammelbehälter, der mit einer Schallwelle" arbeitet. Ein Schallgeber GO, beispielsweise ein piezoelektrischer Schwinger oder dergl. ist an dem einen Ende des Behälters befestigt. Der Schallgeber 60 strahlt den Schall durch den Zentralteil des Behälters 40 gegen ein Mikrofon 61, das eoeafalls einen Piezokristall enthalten kann. Der Zentralteil

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des Behälters wird von zwei engen Haschennetzteilen 52 und 63 aus Metall oder Kunststoff gebildet. Im Pfad der Schallwelle befinden sich ferner zwei /bschirmelernente 64 und 65. Die Funktion dieses Systems ist im wesentlichen die gleiche wie die Funktion der vorstehend beschriebenen Sammelbehälter,

Uie aus den Fig. 3A, 5 und 8 hervorgeht, sind der Hellengenerator, beispielsweise die Lampe 42, der Spiegel 54, der Schallgeber 60 und die Tasteinrichtung 43 und 61 vorzugsweise

w in einem gewissen Abstand über dem Boden 66 des Behälters 40 angeordnet. Dem liegt die Absicht zugrunde, einen Raum für die Ansammlung von Abfallprodukten, wie Blätter, Zweige, Sta.ub oder dergl. am Boden des Behälters für sich zu schaffen, ohne dass die Heizeinrichtung oder die Drucklufteinrichtung in Betrieb gesetzt wird. Da Schneeanzeigegeräte gemäß der Erfindung häufig an ert fernten Orten eingesetzt werden, an denen Inspektionen und Instandhaltungsprüfungen nicht täglich vorgenommen v/erden können, und \:o durch TJind und andere Umwelteinflüsse solche Abfallprodukte anfallen, ist es von großem

^ Vorteil, wenn sich diese Produkte am Boden des Behälters ansammeln können.

Das Anzeigegerät kann mit Vorteil auch in solchen Fällen Anwendung finden, bei denen Schnee und Eis nicht die Hauptgefahrenquellen für die Funktion der erwähnten Anlagen oder Einrichtungen darstellen. Die Anordnung ist ebenso gut geeignet gikgen andere Unbilden wie Jand, Laub oder andere feste Abfallprodukte. Wenn Unbilden wie Sand, Laub oder andere feste Ab-

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fällprodukte die korrekte Funktion der fraglichen Anlagen oder Einrichtungen bedrohen, kann es zwcckmässig sein, die öffnung des Sammeltrichters 41 in eine senkrechte IXbene oder in eine Zwischenlage zu verlegen, je nach den gegebenen Umständen. Druckluft oder andere mechanische Mittel sind hierbei besonders geeignet, um die Abfallprodukte aus der Kammer und von der Tasteinrichtung zu entfernen.

Bei feuchter Uitterung und niedrigen Temperaturen bildet sich Eis an den zu überwachenden Gegenstände!., wie Weichen oder dergl.'und kann diese ausser Betrieb setzen. Eis wird sieb hierbei aber auch an den Unterteilungswänden 44, 45 und den Kaschennetzteilen 6?, 63 in der Tasteinrichtung bilden. Aucli diese Störungen können mit dem erfindungsgemäßen Anzeigegerät erfasst werden.

Im Falle von Eisenbahnen oder anderen S3^rstemen, bei denen elektrische Energie ausreichend verfügbar ist,kann es zuweilen zweckmässig und wirtschaftlich tragbar sein, als Heizeinrichtung elektrische Elemente, ggfs. elektrische Widerstände zu verwenden. Das Schneeanzeigegerät gemäß der Erfindung kann selbstverständlich auch dazu verwendet werden, derartige Ileizeinrichtungen ein- und abzuschalten. Gleichwohl kann hierbei ein Zwischenkontakt erforderlich sein. In diesem Falle wird der Schnee und das Eis in dem Sammelbehälter 40, 41 entweder durch direkte Erwärmung mittels der darin angeordneten Heizelemente geschmolzen, oder durch Wärmeleitung von dem betreffenden Gegenstand.

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Im zuletzt genannten Falle muH des .Tchnceanzeigogerät nicht unter dem besonderen Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit ausgebildet sein, da die erforderliche Energie für die elektrische Beheizung um ein vielfaches größer ist als die Energie, die für das Anzeigegerät erforderlich ist. Anders ist die Situation dann, wenn ein Gas- oder Flüssigkeitsbrenner verwendet wird, dessen Verbrauch an elektrischer Energie je nach den Umständen in der Größenordnung zwischen 0,1 - 1 Il liegt.

Zu bemerken ist noch, da^ das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung nicht davon abhängig ist, dai; als Sammelgerät eine trichterförmige Einrichtung verwendet wird. Auch eine Anordnung, bei der der Spiegel des anzuzeigenden liediums über efen vorbestimmten Vergleichsspiegel ansteigt, bei dem gewisse spezifische Funktionen, wie das Erwärmen oder Beseitigen des liediums durch Luft erfolgen, ist nicht zwingend notwendig. Selbstverständlich kann ein beliebiges Medium zwischen dem Wellenerzeuger und dem Wellrnempfängcr angeordnet sein, beispielsweise dämpfen auch Luftsuspensionen " die !-Zelle, ändern die Intensität des empfängerseitig ankommenden üellenteils und können damit dazu vorgesehen sein, die genannten Funktionen auszulösen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Anwendungsbeispiele, beispielsweise Weichen beschränkt. Viele andere Anwendungsmöglichkeiten sind denkbar, beispielsweise der Nachweis von Rauch oder Hebel, vorausgesetzt, daß Störwellen aus der Umgebung v/irksam ausgeschaltet werden.

-. Ansprüche -

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BAD ORIGJNAL

Claims

Patentansprüche 213548Q

ι 1.))Verfahren zum Anzeigen eines im Pfad einer Welle sich befindlichen Mediums, beispielsweise Schnee, dadurch gekennzeichnet, daß die Uelle sich entlang einer Meßstrecke ausbreitet, die gegenüber Störwellen, beispielsweise aus der Umgebung der Anzeigeanordnung^ abgeschirmt ist, daß an dem einen Ende der Meßstrecke ein Wellenerzeuger und an dem anderen Ende der Meßstrecke ein Wellenanzeigegerät vorgesehen ist, und daß ein von dem Wellenanzeigegerät abgegebenes Signal, dessen Größe von dem Grad der Dämpfung der Welle durch das aufzusuchende Medium in der Meßstrecke abhängig ist, zum Nachweis jenes Mediums verwendet wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Welle eine Lichtwelle verwendet wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Welle eine Schallwelle verwendet wird.
4.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Anzeigegerätes zur Steuerung von Mitteln zum Entfernen des Mediums von einem bestimmten Gegenstand verwendet wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu entfernende Medium Schnee und/oder Eis ist, und daß dieses mittels Wärme von dem Gegenstand entfernt wird,

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6.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zu entfernende Medium mittels Druckluft von dem Gegenstand entfernt wird.
7.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät zyklisch und selbsttätig eingeschaltet und abgeschaltet wird.
w 8.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Entfernen des Mediums von dem Wellenpfad unmittelbar nach dem Abschalten des Anzeigegerätes vorgesehen sind, wobei das Anzeigegerät unmittelbar nach dem Wahrnehmen des Mediums abgeschaltet wird.
9.) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gdcennzeichnet, daß das Medium mittels Druckluft von dem Wellenpfad entfernt wird.
10.) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zu entfernende Medium Schnee und/oder Eis ist, und daß dieses mittels Wärme von dem Weilenpfad entfernt wird.
11.) Verfahren nach Anspruch 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme zwischen dem Gegenstand und der Zone des Wellenpfades übertragen wird, und daß die gleiche Wärmequelle zum Entfernen von Schnee und/oder Eis von

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dem Gegenstand und von dem "wollenpfad verwendet wird, derart, daß bei der Anwesenheit von neuem Schnee und/ oder Eis dies sofort angezeigt wird.
12.) Anordnung zum Anzeigen eines Mediums, wie Schnee, Eis, "ebel, Abfall oder dergleichen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß eine schleifenförrnige Meßeinrichtung mit einer gegenüber Stö'rwe11en aus der Umgebung abgeschirmten Meßstrecke vorgesehen ist, daß an dem einen Ende der Meßstrecke ein Wellenerzeuger und an dem anderen Ende der ließstrecke ein Wellenanzeigegerät vorgesehen ist, und daß ein von dem Wellenanzeigegerät abgegebenes Signal, dessen Größe von dem Grad der Dämpfung der vrellc durch das aufzunehmende Medium in der Meßstrecke abhängig ist, zum Nachweis jenes Mediums dient.
13.) Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät ein lichtempfindliches Element enthält, und daß die Kelle eine Lichtwelle ist.
14.) Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle, beispielsweise eine Fotodiode, in der Meßstrecke angeordnet ist, und daß die Lichtquelle das Licht auf das lichtempfindliche Element überträgt.
15.) Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtquelle ein Filter zugeordnet ist, welches nur

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für Licht einer bestimmten Uellenlänge durchlässig ist, und daß das lichtempfindliche Element im wesentlichen nur in Bezug auf das Licht dieser Wellenlänge lichtempfindlich ist.
16.) Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der Umgebung als Lichtquelle für das Anzeigegerät vorgesehen ist.
17.) Anordnung nach einem der Ansprüche 12 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Gammelbehälter vorgesehen ist.
18.) Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter die Gestalt eines Kastens mit einem nach aussen gerichteten, sich verjüngenden Teil zum Sammeln von Schnee und Eis hat, daß das lichtempfindliche Element in dem Sammelbehälter so angeordnet ist, daß der " im Sammelbehälter liegende Schnee und das Eis sich zwischen dem lichtempfindlichen Element und einer öffnung, die mit einem Lichtpfad aus der Umgebung in Verbindung steht, befinden.
19.) Anordnung nach Anspruch 14 - 15 und 17, zum Aufsuchen von Schnee, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter die Gestalt eines Kastens mit einem nach aussen gerichteten, sich verjüngenden Teil zum Sammeln von

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Schnee hat, und daß die Lichtquelle und das lichtempfindliche Element so angeordnet sind, daß der Schnee beim Eintritt in den Kasten im wesentlichen zwischen der Lichtquelle und dem lichtempfindlichen Element zu liegen kommt.
20.) Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten ein Rohr mit einem Schlitz unterhalb des sich verjüngenden Teiles enthält, daß die Länge des Schlitzes in Längsrichtung des Rohres kürzer als das Rohr ist, und daß die Lichtquelle und das lichtempfindliche Element an den beiden Enden des Rohres angeordnet sind, wodurch der Einfluss von unerwünschtem Licht aus der Umgebung im wesentlichen ausgeschaltet ist.
21.) Anordnung nach einem der Ansprüche 12 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät mittels eines von der Anwesenheit von Schnee im Wellenpfad abhängigen Signals ein Mittel zum Entfernen von Schnee und Eis von dem Gegenstand steuert.
22.) Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneebe^j&eitigungsmittel eine Heizeinrichtung ist.
23.) Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneebeeeitigungsmittel eine Drucklufteinrichtung ist.

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24.) Anordnung nach einem der Ansprüche 21 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät selbsttätig und zyklisch einschaltbar und abschaltbar ist, wobei es dann abschaltbar ist, wenn das Schneebeseitigungsmittel eingeschaltet ist.
25.) Anordnung nach Anspruch 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß während der Abschaltung des Anzeigegerätes Mittel zum Abschmelzen von Schnee und/oder Eis von den w Meßeinrichtungen vorgesehen sind, und daß der Sammelbehälter Löcher für den Ablauf des Schmelzwassers aufweist,
26.) Anordnung nach Anspruch 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß während der Abschaltung des Anzeigegerätes mittels Druckluft Schnee und Eis von dem Wellenpfad durch eine abschließbare Öffnung in dem Sammelbehälter entfernbar sind.
27.) Anordnung nach Anspruch 22 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät thermisch mit dem Gegenstand mittels eines Wärmeleiters verbunden ist.
28.) Anordnung nach einem der Ansprüche 12 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät einechaltbar und abschaltbar ist, um intermittierend Schnee und Eis im Wellenpfad aufzufinden.

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29.) Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schallquelle in der Meßeinrichtung vorgesehen ist, die die Schallv/ellen auf ein schallempfindliches Element überträgt.

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