DE29806814U1

DE29806814U1 - Warmwasser-Umlaufheizung für Weichen

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Publication number: DE29806814U1
Application number: DE29806814U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Ipv De GmbH
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2008-04-17

Description

J Patentanwälte J i": · i i **:* * *"l l"l

■i Dipl.-Ing. Volker Specht, Berlin · Dipl.-Ing. Siegfried Schirmer, Bielefeld

European Patent Attorneys

HAB/A-327 06.04.1998

Deutsche Gebrauchsmusteranmeldung

Anmelder: Wolfram Haberland Goethestraße 82d

03172 Guben

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Warmwasser-Umlaufheizung für Weichen

Die Erfindung betrifft eine Warmwasser-Umlaufheizung für
Weichen, die zur Verbindung von Gleisen vorgesehen sind,
mit einer im Bereich der Weiche verlegten

Wärmetauscherrohrleitung, die zur Wärmeabgabe in der kalten Jahreszeit von mit einem brennstoffbetriebenen
Wasserheizgerät erwärmtem Wasser durchströmt wird.

Für den störungsfreien Betrieb von Gleisanlagen ist es
erforderlich und üblich, an den Weichen Heizungssysteme
anzuordnen, um in der kalten Jahreszeit ein Festfrieren der beweglichen Weichenteile bzw. die Eis- und Schneebildung an Backen- und Zungenschienen und auf den Gleitschuhen oder im Bereich des für die Verstellung der Zungenschienen

vorgesehenen Gestänges zu verhindern. Weichenheizungen
werden überwiegend elektrisch auf der Grundlage der
Wärmeerzeugung durch elektrische Widerstände betrieben. Bei Gleisanlagen mit nicht oder nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung stehender elektrischer Energie werden, abgesehen
von gasbetriebenen Weichenheizungen und offenen

Wärmemulden, auch Warmwasser-Umlaufheizungen eingesetzt, bei denen das umlaufende Wasser mit brennstoffbetriebenen Wasserheizgeräten erwärmt wird.

Die bekannten Weichenheizungen der letztgenannten Art sind jedoch zumeist spezielle Einzelanfertigungen, die hinsichtlich des Platzbedarfs und Gewichts sowie der Transportfähigkeit und der Verwendbarkeit für unterschiedliche Weichen oder Weichengruppen nicht flexibel einsetzbar sind und einen hohen Fertigungs- und Montageaufwand erfordern. Die zuverlässige Inbetriebnahme und Funktion nach oftmals langen Betriebspausen ist nicht gewährleistet, und außerdem sind sie störanfällig im Hinblick auf starke Gleisvibrationen und einer zuverlässige Zufuhr des flüssigen Brennstoffs zum Wasserheizgerät. Als nachteilig ist weiterhin der mit einer gesteigerten Schadstoffemission verbundene hohe Brennstoffverbrauch und die erhebliche Lautstärke beim Betrieb,der Heizvorrichtung anzusehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Warmwasser-Umlaufheizung zur Vermeidung des Festfrierens von zur Verbindung von Gleisen vorgesehenen Weichen anzugeben, die bei geringem Fertigungs- und Montageaufwand sowohl örtlich als auch hinsichtlich der Weichensysteme flexibel einsetzbar ist und eine zuverlässige und effektive Beheizung gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Warmwasser-Umlaufheizung gemäß den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt mit anderen Worten in der Bereitstellung einer Warmwasser-Umlaufheizung für Weichen, die platzsparend mit einem üblicherweise als Standheizung für Kraftfahrzeuge angewendeten Wasserheizgerät mit einer Batterie und einem Ladegerät für Fremdstromanschluß sowie einem doppelwandigen Sicherheitstank mit einem von einem Schwimmer gehaltenen flexiblen Saugrohr ausgerüstet ist. Der Sicherheitstank verhindert zum einen das Auslaufen von flüssigem Brennstoff und gewährleistet mit der Halterung des beweglichen Saugrohrs an einem Schwimmer eine gleichbleibende Positionierung der Saugrohröffnung in einer bestimmten Höhe unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Sicherheitstank. Der in die Rücklaufleitung zum Wasserheizgerät vorzugsweise eingebundene Wasserbehälter, durch den die Abgasleitung des Wasserheizgerätes geführt ist, dient zum einen der Nutzung der Abgaswärme zum Zwecke der Energieeinsparung bei der Erwärmung des Wassers auf die Vorlauftemperatur, trägt aber auch durch die zum Sicherheitstank benachbarte Anordnung dazu bei, daß der Brennstoff eine gleichbleibende Temperatur aufweist und nicht durch Paraffinbildung aufgrund zu geringer Temperatur verfestigt wird. Auch unter diesem Aspekt ist somit jederzeit die Zuführung flüssigen Brennstoffs zum Wasserheizgerät gesichert. Außerdem wirkt sich diese Ausbildung geräuschmindernd aus. Durch die erfindungsgemäße Anbindung der Wärmetauscherrohrleitung an die an das Wasserheizgerät angeschlossene Vorlauf- und Rücklaufleitung über flexible Rohr-Verbindungsmittel werden auf die Wärmetauscherrohrleitung im Bereich der Weiche übertragene Schwingungen nicht·auf das Wasserheizgerät und die mit diesem in Verbindung stehenden Bauteile übertragen.

Die erfindungsgemäß ausgebildete, baukastenartig zusammengesetzte Heizzentrale ist platzsparend ausgeführt und transportabel und bei beliebigen Weichen, vorzugsweise für Zwischenlösungen bei Baumaßnahmen, einsetzbar. 5

Nach einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung erfolgt der Aufbau der Wärmetauscherrohrleitung ebenfalls baukastenartig, indem diese aus U-förmigen Gleitstück-, geraden Schienen- und als Schleife geformten Verschlußfeldwärmeaustauschern mit angeformten Muffen ausgebildet ist. Diese Wärmeaustauscher werden mit .federnden Haltemitteln in engem Kontakt mit den Gleitschuhen und Backenschienen-Füßen bzw. im Verschlußfeld für das Gestänge zum Bewegen der Zungenschienen gehalten, so daß einerseits eine gute Wärmeübertragung auf die zu beheizenden Bauteile der Weiche gewährleistet ist und andererseits Stopfarbeiten im Bereich der Weiche durch die Wärmetauscherrohrleitung nicht behindert werden.

Insgesamt wird somit eine Warmwasser-Umlaufheizung für Weichen zur Verfügung gestellt, die auch nach langen Betriebspausen funktionssicher und zudem wirtschaftlich arbeitet, für unterschiedliche Weichensysteme schnell und flexibel einsetzbar und leicht montierbar ist und außerdem wartungsarm und robust aufgebaut ist.

Weitere Merkmale, zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sowie aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Heizzentrale und der mit dieser verbundenen, im Bereich der Weiche verlegten Wärmetauscherrohrleitung; 5

Fig. 2 eine detaillierte Ansicht einer Weiche mit den dieser zugeordneten Wärmetauscherrohrleitungen;

Fig. 3 eine Schnittansicht einer Weiche im Bereich eines dem Gleitschuh für eine Zunge zugeordneten

Gleitschuhwärmeaustauschers als Bestandteil der Wärmetauscherrohrleitung;

Fig. 4 eine Draufsicht nach Fig. 3; 15

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Montageclips zur Befestigung des Gleitschuhwärmeaustauschers;

Fig. 6a bis 6c verschiedene Ausführungsformen von Gleitschuhwärmeaustauschern;

Fig. 6d eine Draufsicht eines Verschlußfeldwärmeaustauschers; und

Fig. 7 ein. Blockschaltbild eines Heizungsreglers für die die erfindungsgemäße Weichenheizung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Warmwasser-Umlaufheizung für Weichen ein mit flüssigem Brennstoff, wie Diesel, Heizöl und dgl., betriebenes Wasserheizgerät 1, wie es üblicherweise als Standheizung für·Kraftfahrzeuge eingesetzt wird. Die elektrische Versorgung des Wasserheizgerätes 1 erfolgt mittels einer Batterie 3, die

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an ein Ladegerät 2, das mit dem Wechselstromnetz verbunden werden kann, angeschlossen ist. Dadurch ist garantiert, daß das Wasserheizgerät 1 auch bei einem Stromausfall über einen längeren Zeitraum weiterbetrieben werden kann und diesbezügliche Störfaktoren im wesentlichen ausgeschlossen sind. Die Brennstoffversorgung erfolgt bei großen Speichermengen aus einem doppelwandig ausgebildeten Sicherheitstank 4, der mit einem flexiblen Saugrohr 5 mit Schwimmer 6 ausgerüstet ist, so daß in einem definierten geringen Abstand unter der Flüssigkeitsoberfläche flüssiger Brennstoff abgesaugt werden kann. Darüber hinaus sind dem Wasserheizgerät 1 eine Sicherheitsgruppe 7 und eine Steuereinheit 8 zugeordnet.

Das im Wasserheizgerät 1 erwärmte, mit einem Frostschutzmittel versetzte Wasser gelangt über die Vorlaufleitung 9 zu den Wärmetauscherrohrleitungen 21 der Weiche und über die Rücklaufleitung 10 zurück zum Wasserheizgerät 1. Der Heizungsrücklauf ist in einen Wasserbehälter 11 eingebunden. Durch den Wasserbehälter 11 ist die Abgasleitung 12 des Wasserheizgerätes 1 hindurchgeführt, um zum einen den Brennstoffverbrauch zum Erreichen der Vorlauftemperatur zu vermindern und andererseits den Geräuschpegel des Wasserheizgerätes zu senken. Der Wasserbehälter 11 mit der in diesem erwärmten Flüssigkeit dient jedoch gleichzeitig als Wärmespeicher, um für eine gleichmäßige Temperierung des benachbart angeordneten Sicherheitstanks 4 bzw. des darin befindlichen Brennstoffes zu dienen. Durch die Vermeidung einer zu starken Abkühlung des flüssigen Brennstoffs wird dessen Verfestigung durch Paraffinbildung entgegengewirkt. Die zuvor beschriebene Heizzentrale kann in einem doppelwandig ausgebildeten und gegebenfalls isolierten Behälter (nicht

dargestellt), vorzugsweise aus Carbonfaserstoffen, untergebracht sein, um dadurch zusätzlich einer zu starken Unterkühlung und dem vermehrt Lim sich greifenden Vandalismus zu begegnen.
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Die in Fig. 2 dargestellte einfache Form einer Weiche zur Verbindung von zwei Gleisen besteht aus auf Schwellen 13 mit entsprechenden Befestigungsmitteln 14 und 15 angebrachten Backenschienen 16 und Gleitschuhen 17, auf denen die mit Hilfe eines Gestänges 18 verstellbaren Zungenschienen 19 gleiten.

Die Vorlaufleitung 9 ist über ein erstes Absperrorgan 20a und ein erstes flexibles Verbindungsmittel 37a, z.B. ein Schlauchstück, an die Wärmetauscherrohrleitung 21a, 21b aus Kupfer angeschlossen, die jeweils entlang des Fußes der beiden Backenschienen 16 bzw. am seitlichen Rand der Gleitschuhe 17 sowie im Verschlußfeld unterhalb des Gestänges 18 geführt ist und schließlich über ein zweites flexibles Verbindungsmittel 37b und ein zweites Absperrorgan 20b mit der Rücklaufleitung 10 verbunden ist.

Die Anordnung, Ausbildung und Befestigung der Wärmetauscherrohrleitungen 21a und 21b ist insbesondere aus den Figuren 3 bis 6 erkennbar. Danach besteht eine Wärmetauscherrohrleitung 21 aus U-förmigen Gleitschuhwärmeaustauschern 22, geraden Schienenwärmeaustauschern 23 und etwa in Form einer Acht geformten, im Bereich des Schlosses des Gestänges 18 angeordneten Verschlußfeldwärmeaustauschern 24, die jeweils über angeformte Muffen 36 einfach und schnell miteinander verbunden werden können. Die Befestigung der Wärmeaustauscher 22 bis 24 erfolgt erfolgt mit flexiblen

Halteklammern 25 aus rostfreiem Federstahl oder mit federnd nachgiebigen Montageclips 26. E>urch die Verlegung der Wärmetauscherrohrleitung 21 aus vorgeformten, mit Muffen versehenen Einzelelementen und deren Befestigung mit Halteklammern 25 oder Montageclips 26 ist zum einen eine schnelle Montage und andererseits eine beliebige Anpassung an unterschiedliche Weichenausbildungen möglich. Außerdem werden die Wärmeaustauschelemente federnd gehalten, so daß immer ein enger Kontakt mit den zu erwärmenden Bauteilen besteht und damit eine gute Wärmeübertragung erreicht wird, zumal sich die Wärmetauscherrohrleitung 21 (22 bis 24} trotz der Vibration der Backenschienen 16 und Gleitschuhe 17 nicht lockern kann. Anstelle der Montageclips nach Fig. 5 können auch Wärmeleit- und Hciltebleche (nicht dargestellt) zur federnden Halterung der Gleitschuhwärmeaustauscher 22 unmittelbar am Gleitschuh verwendet werden, wobei gleichzeitig eine gute Wärmeübertragung erzielt werden kann. Die vorgeschlagene Verlegung der Wärmetauscherrohrleitung 21 (22 bis 24) am Fuß der Backenschienen 16 und cim Seitenrand der Gleitschuhe 17 sowie als Scleife im Bereich des Verschlußfeldes sorgt für eine optimale Nutzung der Wärme der umlaufenden Flüssigkeit und eine maximale Erwärmung der betreffenden Teile der Weiche, so daß ein Festfrieren der beweglichen Weichenteilen ausgeschlossen ist und der Energieverbrauch auf einem niedrigen Niveau gehalten werden kann. Die flexible Anbindung der Wärmetauscherrohrleitung an die Vorlauf- und Rücklaufleitung 9, 10 verhindert zudem die Schwingungsübertragung von Backenschienen und Gleitschuhen auf die Heizzentrale. Aufgrund der baukastenartig zusammensetzbaren Wärmetauscherrohrleitung 21 und der vorzugsweise in einem geschlossenen Behälter untergebrachten, eine kompakte Einheit bildenden

Heizungsanlage kann die erfindungsgemäße Weichenheizung einfach und schnell montiert bzw. umgesetzt werden und bietet sich daher besonders für vorübergehend eingesetzte Weichenanlagen, zum Beispiel bei Baumaßnahmen, an. 5 Die Warmwasser-Umlaufheizung wird mit einem Heizungsregler 27 gemäß Fig. 7 auf der Basis eines Einchipcontrollers geregelt, der unterschiedliche analoge und digitale Signale verarbeiten kann. Über eine LCD-Anzeige 28 und ein Tastaturfeld 29 können momentane Abläufe verfolgt und Systemparameter eingestellt werden. Mittels Sensoren 30, und 32 werden die Schienentemperatur, die Lufttemperatur und Regen erfaßt und fließen in die Regelung ebenso ein wie Überwachungs- und Störparameter. Der Heizungsregler 27 wird ferngesteuert, und zwar drahtgebunden oder mit einem Telemetriesender und -empfänger 33, einem Modem 34 zur Ankopplung an ein Telefonnetz bzw. einem Handy 35 und den GSM-Standard.

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Bezugszeichenliste:

1 Wasserheizgerät (Kfz-Standheizung)

2 Ladegerät 3 Batterie

4 Sicherheitstank

5 Saugrohr

6 Schwimmer

7 Sicherheitsgruppe 8 Steuereinheit

9 Vorlaufleitung

10 Rücklaufleitung

11 Wasserbehälter

12 Abgasleitung 13 Schwelle

14, 15 Befestigungsmittel

16 Backenschiene

17 Gleitschuh

18 Gestänge

19 Zungenschiene

20a erstes Absperrorgan

20b zweites Absperrorgan 21a, 21b Wärmetauscherrohrleitung

22 Gleitschuhwärmeaustauscher

23 Schienenwärmeaustauscher

24 Verschlußfeldwärmeaustauscher

25 Halteklammer

26 Montageclip

27 Heizungsregler 28 LCD-Anzeige

29 Tastaturfeld

30 Sensor für Schienentemperatur

31 Sensor für Lufttemperatur

32 Sensor zur Regenerfassung

33 Telemetriesender und -empfänger

34 Modem

35 Handy

36 Muffe

37a erstes flexibles Verbindungsmittel

37b zweites flexibles Verbindungsmittel

10 15 20 25

Claims

Schutzansprüche:

1. Warmwasser-Umlaufheizung für Weichen, die zur Verbindung von Gleisen vorgesehen sind,, mit einer im Bereich der Weiche verlegten Wärmetauscherrohrleitung, die in der kalten Jahreszeit von mit einem brennstoffbetriebenen Wasserheizgerät erwärmtem Wasser durchströmt wird, gekennzeichnet durch eine in unmittelbarer Nähe der Weiche angeordnete, baukastenartig montierbare oder kompakte mobile Heizzentrale, die als Wasserheizgerät (1) eine Standheizung für Kraftfahrzeuge sowie eine elektrische Energiequelle (2, 3), einen Sicherheitstank (4) für einen flüssigen Brennstoff und eine Steuereinheit (8, 27) umfaßt, wobei in eine Vorlaufleitung (9) und eine Rücklaufleitung (10) des Wasserheizgerätes (1) flexible Verbindungsmittel (37a, 37b) und in die Rücklaufleitung (10) ein von einer Abgasleitung (12) des Wasserheizgerätes (1) durchzogener Wasserbehälter (11) eingebunden sind.

2. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizzentrale in einem verschließbaren Behälter untergebracht ist.

3. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter wärmeisolierend, vorzugsweise doppelwandig aus Carbonfaserstoffen mit in dem gebildeten Hohlraum eingeschlossenen Isolierstoffen, ausgebildet ist.

4. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitstank (4) doppelwandig ausgebildet und über ein flexibles, von einem Schwimmer

(6) gehaltenes Saugrohr (5) an das Wasserheizgerät (1) angeschlossen ist.

5. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Wasserheizgerät (1) verbundene Energiequelle eine Batterie (3) und ein an diese angeschlossenes, fremdstromversorgtes Ladegerät (.2) umfaßt.

6. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohrleitungen (21a, 21b) im Bereich der Weiche baukastenartig montierbar sind und als gerade Schienenwärmeaustauscher (23), als U-förmige Gleitschuhwärmeaustauscher (22) und als annähernd 8- oder S-förmige

Verschlußfeldwärmeaustauscher (24), die jeweils über an den Enden angeformte Muffen (36) verbindbar sind, ausgebildet sind.

7. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Schienenwärmeaustauscher

(23) an den Innenseiten von Backenschienen (16) der Weiche, und zwar auf deren Fuß, federnd gehalten sind.

8. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen GleitSchuhwärmeaustauscher (22) am Umfangsrand von Gleitschuhen (17) der Weiche angebracht sind.

9. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußfeldwärmeaustauscher

(24) unterhalb eines Gestänges (18) zur Bewegung von Zungenschienen (19) der Weiche angeordnet sind.

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10. Warmwasser-Umlaufheizung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherrohrleitungen (21; 22 bis 24) mit Halteklammern (25) aus Federstahl oder federnden, schraubbar befestigten Wärmeleit- und Halteblechen oder Montageclips (26) in Kontakt mit dem die Wärme aufnehmenden Bauteil befestigt sind.

11. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (8) einen Heizungsregler (27) umfaßt, der mit Sensoren (30, 31, 32) zur Erfassung der Schienentemperatur, der Lufttemperatur sowie von Regen verbunden ist, Störparameter erfaßt und fernsteuerbar ist.

12. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuerung drahtgebunden oder durch Anschluß eines Modems (34) über das Telefonnetz oder durch Ankopplung eines Telemetriesenders und -empfängers (33) per Funk oder mittels eines Handys (35) über den GSM-Standard erfolgt.

13. Warmwasser-Umlaufheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlaufleitung (9) und die Rücklaufleitung (10) jeweils über ein Absperrorgan (20a, 20b) an die Wärmetauscherrohrleitung (21) angeschlossen sind.