EP2440706A1 - Arrangement for heating railroad switches - Google Patents

Arrangement for heating railroad switches

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Publication number
EP2440706A1
EP2440706A1 EP10721827A EP10721827A EP2440706A1 EP 2440706 A1 EP2440706 A1 EP 2440706A1 EP 10721827 A EP10721827 A EP 10721827A EP 10721827 A EP10721827 A EP 10721827A EP 2440706 A1 EP2440706 A1 EP 2440706A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail
heat source
switch
heat
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10721827A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jörg MOHRICH
Wolfram Zeise
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balfour Beatty PLC
Original Assignee
Balfour Beatty PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Balfour Beatty PLC filed Critical Balfour Beatty PLC
Publication of EP2440706A1 publication Critical patent/EP2440706A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B7/00Switches; Crossings
    • E01B7/24Heating of switches

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for heating railway turnouts with a mold element having a heat source space receiving a heat source, wherein the mold element is connectable to the switch element of the rail switch.
  • EP 1 262 597 A2 discloses a point heater of the type mentioned in the introduction, in which the heat input into the stock rail is to be made possible by means of a liquid heating medium, in contrast to conventional electric heaters.
  • a liquid heating medium in contrast to conventional electric heaters.
  • heat energy preferably obtained from geothermal energy is transmitted to rail elements by means of a liquid heat medium in order to heat the rail elements and to keep them free of snow and ice.
  • the described embodiments of the form elements are referred to as plates, sheets, U-rails cross section, etc. and describe the embodiment of a non-descript metallic material. These are connected by gluing or by welding with good thermal conductivity with the rail elements.
  • a shaped element has two heat channels, which lie in the region of the rail head and in the region of the rail foot.
  • the distance between the two channels is either complied with that they are attached directly in these areas, for example, glued, or that between them a spacer is provided, which also allows attachment via the rail bolts.
  • the spacer in the disclosed form only insufficiently achieves a clamping force on the connection of the heat channels to the stock rail, which increase the heat transfer resistance therebetween, which also speaks against the use of a low flow temperature.
  • EP000001262597 proposes the use of a thermally conductive, permanently elastic adhesive for attaching the mold elements to the rail elements to be heated.
  • Thermally conductive adhesives as well as thermal compounds in general, have the advantage of filling the air gap between the mold and rail element and to ensure a good heat transfer to the rail elements to be heated.
  • the secure attachment of the mold elements The rail makes very high demands on the adhesive bond. According to standard EN 50125-3 "Railway applications - environmental conditions for equipment", rails with rms values for the vertical acceleration of 280 rn / s "are to be expected. Therefore, adhesives with high
  • Shear strength can be used, which preclude the required in EP000001262597 property for permanent elasticity.
  • Form elements materials are used, which have a different specific thermal expansion coefficient than the material of the rails. Rails are subject to environmental influences (note: not by heating for the purpose of keeping snow and ice free) a temperature clearance of more than 100 K. These rail temperatures are transferred to the mold elements with the corresponding thermal expansions in the mold elements. If the back rails of a switch welded to the rails of the surrounding track as an "endless" strand, finds in the cheek rails despite
  • US000005004190 describes how a preferably electrically heated mold element transfers heat energy to the rail elements.
  • This form element is attached to the side of the rail web, fixed with spring clips and pressed against the rail element frictionally.
  • the mold element is on the rail-facing side with a provided elastic sheet, which should adapt optimally to the contour of the rail. An adhesion or welding with the rail is not provided.
  • the rail profiles according to standard EN 13674 may have relatively generous rolling tolerances, so that even with optimally adapted to the contour of the rail profile mold elements can not be mounted practically without air gap on the rail to be heated element.
  • rail profiles have rolling marks at intervals of not more than 4 m at the rail web, which are up to 25 mm high and project up to 1.3 mm from the rest of the material. These rolling marks must not be removed by material removal, as this results in intolerable microstructural changes in the rail steel.
  • the up to 1.3 mm raised rolling marks can not be positively enclosed by elastic sheets, as described in US000005004190. This results in the area of the rolling signs air pockets, the heat transfer from
  • Hinder molding element on the rail element The invention is now based on the object to provide an arrangement for heating railway switches, with which the energy input is improved in the switch to avoid the disadvantages of the solutions described in EP000001262597 and US000005004190.
  • this object is achieved in that the molding element on the switch element, namely a stock rail, a switch blade or a movable core, below the head of the stock rail, the molding element on the switch element, namely a stock rail, a switch blade or a movable core, below the head of the stock rail, the
  • Switching tongue or the movable core arranged and designed so that the heat source space on the the greatest possible contact surface facing the switch element is heat-conductively connectable to the switch element. Characterized in that, in contrast to the prior art, the entire outer side of the rail web is available for the heat input, the required energy can be entered into the stock rail with lower temperatures in the heat source space.
  • this is a heating of the contact points between fixed elements, such as cheek rails and Gleitstühlen, and movable elements, such as switch blades and moving centerpieces, a switch allows. Due to weather or caused by a changeover of the switch, can get into these contact points snow and ice, which can lead to adhesion of the movable to the fixed elements of the switch and a
  • the heat source space is formed as a longitudinally extending cavity whose longitudinal axis extends in the longitudinal extension of the switch element.
  • This form is particularly suitable for the introduction of heat sources of any kind, since It does not form any mechanical resistance and also creates easy connection conditions.
  • the heat source space is formed as a cylindrical cavity.
  • the heat source space is formed as a cylindrical cavity.
  • Cross-section is oval or kidney-shaped. This ensures that the cross-sectional shape follows approximately the outer contour of the stock rail or the switch blade. Thus, in turn, a relatively large cross-section can be realized, whereby the heat source space can be made large volume and the heat transfer surface between the heat source and the mold element for a good heat transfer can be made as large as possible.
  • each source is to be understood, which is able to enter heat energy in the switch element.
  • already water such as well water with a temperature of 12 0 C in the winter already serve as a heat source, since this has a temperature difference to the temperature of the switch elements in frost, which is sufficient for heat input.
  • the water can come from a geothermal source, such as a geothermal probe. From such a geothermal source, the water has a much higher temperature due to the use of geothermal energy.
  • a heat insulation is arranged under the contact surface facing away from the outer surface of the mold element.
  • a first possibility of the effective arrangement of the mold element is given by the mold element is arranged on the stock rail.
  • the mold element is advantageously on an outer side of the stock rail, which of the
  • the heat source room can be positioned over the entire length in the area of the stock rail and over the entire height of the stock rail
  • the heat source space receives (absorb) a liquid or a gaseous medium as a heat source, by being connected to a heating medium for liquid or gaseous medium.
  • the heat source spaces are flowed through by the medium by the first heat source space is connected to a flow and the second heat source space with a return of the heat source.
  • a first such heat source space and transverse to the longitudinal extent of the mold element to be measured distance to the first heat source space, a second such heat source space is arranged.
  • Both heat source rooms absorb heat sources and are connected to each other in a heat-conducting manner. This arrangement of several heat source rooms with multiple heat sources is to facilitate the
  • the molded element consists of a good (heat) conductive material, in particular aluminum or copper, wherein the positive connection between the mold element and the switch part is supported by that in the Assembly of the contact element to the switch part, a thermal paste is introduced. This even the smallest heat-insulating cavities can be avoided in between.
  • the Heat source space an electric heating element, electrically isolated, as a heat source receives.
  • An electric heater has the advantage that here the energy is very easy to feed.
  • it is possible to significantly reduce the performance of such electric heaters over the prior art.
  • electrical heaters according to the prior art worked with temperatures of about 13O 0 C.
  • the heat source space is designed, for example, as a groove open to the contact surface, in which the heating element is inserted from the side of the contact surface. Normally, then, the heating element can be positively secured in the groove. To increase the mechanical safety and to improve the heat transfer, however, it is expedient that the open side of the groove is closed by a sealant.
  • the cross section of the mold element is designed so that the mold element can consist of extruded profile and thus offers a possibility of cost-effective production.
  • the thermal insulation may be in the form of a heat-insulating hollow chamber.
  • Such a hollow chamber can be easily realized in the extruded profile. It prevents unwanted heat radiation to the outside, without having to take special insulation measures. The effect is enhanced when the hollow chamber is located between the heat source space and the outer surface. Between the heat source space and the outer surface usually the largest temperature gradient can be found. In this design, the hollow chamber is in the region of the largest temperature gradient and thus unfolds the greatest possible effect.
  • a further embodiment of the shaped element according to the invention is characterized in that an upper bead facing the rail head is provided, which is provided with the first heat source space. Furthermore, a pointing to the rail foot lower bead is provided, which is provided with the second heat source space. Between the upper and the lower bead, a heat-conducting connecting web is provided, which realizes a contact surface of the molded element contacting the outer side of the stock rail, and the contact surface has an inverse (complementary) to the shape of the outer side of the stock rail.
  • the heat-conducting function of the connecting web can be realized in that it is particularly broad in dimension and thus the thermal resistance is minimized.
  • This design is a material-saving and easy-to-install form that still takes little mounting space.
  • the width and thus the heat-conducting function can be realized in particular by the fact that the mold element has a straight or slightly convex curved in cross-section surface by the connecting web has the same width as the beads.
  • Connecting web is provided with through holes, which correspond to rail web bores and through which the mold element by means of bolts and nut, which realize the screw, with the stock rail is connected.
  • About rail bridge holes in the stock rail can then be realized with the help of through-holes in a simple, but very reliable way the non-positive connection.
  • the mold element is not screwed over the entire length. This would lead to thermal expansion differences with strong temperature differences between the mold element and stock rail. Rather, the screw is preferably the longitudinal fixing of the mold element to secure it over the length of the stock rail then with other suitable flexible fasteners.
  • Such a fastening variant provides, in particular, that the shaped element can be frictionally connected to the stock rail by means of a tensioning element.
  • the tensioning element has a first tensioning part, which can be connected to the rail foot, and a second tensioning part, which comprises a tensioning unit pressing the form element against the rail web.
  • the clamping element may be formed as a one-piece spring element made of spring metal.
  • a second possibility of the effective arrangement of Form element is given by the mold element is arranged at the switch blade. This is achieved in particular that also the contact points of the switch blade are heated to slide chair with and thus can not freeze.
  • the mold element is expediently arranged on an outer side of the switch tongue which faces away from the switch rail associated with the switch tongue.
  • the molding element is arranged on the foot of the switch blade, in particular on the upper side of the switch blade root.
  • Such an arrangement also corresponds to the general feature that the mold element is arranged below the rail head of the switch blade, wherein the rail head of the switch blade can be processed in different ways.
  • the heat source space over the entire length in the region of the switch blade can be connected to this heat-conducting.
  • the mold element by means of clamping element frictionally connectable with the Weichenzonnefuß, wherein the clamping element comprises a first clamping part, which is connectable to the Weichenzeptfuß, and a second clamping part, which is a molding element against the upper side of the Weichenzeptfußes having pressing clamping unit comprises.
  • clamping element is designed as a one-piece spring element made of spring metal.
  • the shaped element is formed from an elastic, non-metallic material.
  • the mold element can be fixed by means of thermally conductive adhesive to the switch element and designed so that the heat source chamber via the maximum possible the switch element facing contact surface is thermally conductive connected to the switch element.
  • Rail can be transferred to the mold elements, as they are self-expandable.
  • the forces required for this are lower than in the solutions according to the prior art. This reduces the requirements for the strength of the adhesive connection.
  • the elastic mold elements according to the invention are suitable in a design for liquid-based heating of the rail elements using geothermal heat. In another design, electric energy is used for heating.
  • the molded element of a three-dimensional textile fabric construction in which between two textile cover layers, a cavity for the passage of the heat medium realizing textile spacer knitted fabrics are woven, the textile cover layers and their end faces are sealed by thin, elastic and vulcanized into the fabric rubbery films.
  • the distance between the textile cover layers depends on the desired flow rates.
  • the flow takes place in the longitudinal direction.
  • the connections for supply and return are realized via vulcanised nozzles.
  • the extensibility of the textile fabric construction ensures the necessary elasticity, so that the molded element can adapt to the contour of the rail elements to be heated.
  • connection with thermally conductive adhesive is possible. So that the three-dimensional textile fabric construction can adapt to a thickness of several millimeters of the concave contour of the rail in the transition region from the rail web to the rail head or foot, no Abstandgewirk between the cover layer is provided at these locations. In this way, so to speak, a "buckling" of the formula element is possible without the flow through the heat transfer medium is hindered.
  • the optimum heat transfer from the heat medium to the rail is ensured by a very thin rubber-like film for sealing the textile cover layer. Thermal expansion and vibration of the rail by crossing trains are easily absorbed by the given elasticity of the elastic, textile form elements.
  • the shaped element consists of a two-dimensional, textile fabric construction in whose yarns different conductive yarns are interwoven, which alternate with non-conductive yarns, whereby a parallel connection of the filaments woven in the transverse direction is achieved in the longitudinal direction.
  • the number and conductivity of the yarns determine the electrical performance of the textile fabric construction.
  • the elastic form elements for electrical heating act as purely ohmic resistance and can thus be operated with DC or AC voltage. Operation with safety extra-low voltage or voltages up to 230 V is possible.
  • the elastic, textile fabric construction is vulcanised into a rubber-like film. The layer thicknesses are determined by the electrical voltage level at which the mold elements are operated and the test voltages derived therefrom.
  • the extensibility of the textile fabric construction ensures the necessary elasticity even in the described design, so that the molded element of the contour of the heated
  • the molding element can adapt to the rail head or foot in the transition region from the rail web to the rail head or foot without special constructive measures for the concave contour of the rail.
  • the optimum heat transfer from the filament to the rail is ensured by a very thin rubber-like foil, which serves only for electrical insulation. Thermal expansion and vibration of the rail by crossing trains are easily absorbed by the given elasticity of the elastic, textile form elements.
  • an electrically heatable mold element can also be formed by the fact that the mold element consists of a foil, the metallic one
  • Conductor tracks or heating wires wherein the film with the metallic conductor tracks or the heating wires are embedded and insulated in two silicone mats.
  • the contour of the conductor tracks can be produced by an etching process.
  • the film instead of the film as a heat conductor and individual heating wires can be used.
  • the heating foils or the heating wires are embedded and sealed in two silicone mats. The mechanical and electrical protection is achieved by the silicone mats. Due to the elasticity of the silicone mats, the mold element can adapt to the rail head or foot without special constructional measures of the concave contour of the rail in the transition region from rail web.
  • FIG. 2 is a perspective view of a molded element according to the invention
  • FIG. 3 shows a cross section through a switch in the region of a stock rail of an arrangement according to the invention for heating railroad switches
  • FIG. 4 shows a cross section through a stock rail with a molding element according to the invention with two heat source spaces
  • FIG. 5 shows a cross section through a stock rail with a molding element according to the invention with two heat source spaces and an additional insulating layer
  • FIG. 6 shows a cross section through a stock rail with a form element according to the invention with an electrical
  • FIG. 7 shows a cross section through a switch tongue with a molding element according to the invention with two heat source spaces
  • FIG. 8 shows a cross section through a switch tongue with a molding element according to the invention with an electric pipe heater in a heat source space
  • FIG. 9 shows a cross section through a stock rail with a molding element according to the invention with two heat source spaces with a one-piece spring holder
  • 10 shows a cross section through a stock rail with a molding element according to the invention with two heat source spaces with a clamping device
  • 11 shows a cross section through a stock rail with a form element according to the invention from a three-dimensional textile fabric construction
  • FIG. 12 shows a cross section through a stock rail with a form element according to the invention from a two-dimensional textile fabric construction.
  • FIGS. 1 and 10 An essential component of an arrangement according to the invention for heating rail switches is a molded element 1, as shown in various forms in FIGS. 1 and 10. As shown in Fig. 1 to Fig. 6, Fig. 9 and Fig. 10 Darge ⁇ , this molding element 1 is intended for mounting on the outer side 2 ⁇ a back rail 3. This outer side 2 represents the side of the stock rail 3 facing away from a switch tongue 5. Here the shaped element is arranged in the tab chamber 4.
  • the mold element 1 has a through hole 6, which correspond to through holes in the stock rail 3 and through which a bolt 7 can be inserted therethrough, as shown in Fig. 3, which can then be bolted to a nut 8.
  • the mold element 1 is fixed in the longitudinal direction of the stock rail 3 and is pressed at this point to the surface of the rail web 9 of the stock rail 3.
  • the mold element 1 is provided as that part of the arrangement for heating railroad switches, which introduces heat into the stock rail 3.
  • 1 heat sources are provided within the mold element.
  • the mold element itself is designed so that the heat of the heat sources is conducted over the entire contact surface 10 to the stock rail 3.
  • the heat sources are designed in that an upper bead 12 facing the rail head 11 is provided, which is provided with a first heat source space. Furthermore, a pointing to the rail 14 lower bead 15 is provided, which is provided with a second heat source chamber 16.
  • Both heat source spaces 13 and 16 can accommodate heat sources that can be designed in many different ways. Thus, it is possible to pass through the heat source chambers, a liquid or a gaseous medium. It is also possible to introduce electric heating elements into these heat source chambers 13 and 16 in an electrically insulated manner.
  • a heat-conducting connecting web 17 is provided between the upper 12 and the lower bead 15.
  • the heat-conducting properties of this connecting web 17 are realized on the one hand by the choice of material.
  • the connecting bridge consists, like the entire formula element 1, of a good
  • this connecting web 17 has a thickness 18 which provides heat conduction from the heat ⁇ source chambers 13 and 16 such that a heat input ⁇ takes place in the rail web 9 of the stock rail 3 over the entire surface over the contact surface 10.
  • a thickness of preferably 7 mm to 26 mm, preferably 10 mm, is recommended here.
  • This thickness 18 also causes a high mechanical strength, so that the clamping forces can be completely transferred from the mold element 1 to the stock rail 3.
  • the mold element 1 is made of extruded profile, as can be done in the other embodiments.
  • the first heat source space 13 below the rail head 11 and the second heat source space 16 above the rail foot 14 are likewise arranged, and both are connected to one another by the connecting web 17.
  • two heat-insulating hollow chambers 20 are provided below the outer surface 19 of the molded element 1 between the respective heat source space 13 or 16 and the outer surface 19. orders.
  • the insulating effect can be enhanced if a further insulating layer 21, as shown in Fig. 5, is applied to the outer surface 19.
  • the design of this insulating layer 21 also offers the advantage that it is to make a smooth outer surface.
  • two hollow chambers 20 are arranged in the direction of the contact surface 10 to the outer surface 19 in succession, whereby further the insulating effect is increased.
  • an electrical heating element is inserted positively in the form of a ⁇ Heating element body 22. Due to the design of the mold element, in particular by the width of the connecting web 17, a good heat distribution to the entire contact surface 10 is made possible.
  • the heat source chamber 16 is designed as a groove 23 which is open towards the contact surface 10 and into which the heating element is inserted from the side of the contact surface.
  • Fig. 7 and Fig. 8 it is shown that the mold element 1 is arranged on the switch blade 5, on the upper ⁇ side 24 of a foot 25 on the outer side 26 of the switch tongue ⁇ tongue 5, the switch blade rail 5 associated with the switch blade 3 is turned away. This is achieved, inter alia, that a located under the foot 25, not shown contact surface for sliding chair with heated becomes .
  • a respective form element 1 is arranged both on the stock rail 3 and on the switch blade 5 in the manner shown.
  • Fig. 9 and Fig. 10 it is shown that the mold element (1) by means of a clamping element 27 with the stock rail 3 is non-positively connected.
  • a similar fastening ⁇ possibility is possible for a mold element 1 on the foot 25 of the switch blade 5, even if this is not shown here.
  • the tensioning element 27 has a first tensioning part 28, which is connected to the rail foot 14, and a second tensioning part 29 with a tensioning unit 30 pressing the form element 1 against the rail web 9.
  • a clamping screw 31 which is screwed into a threaded bore 32 lying perpendicular to the rail web 9 and which presses on a pressure piece 33, the mold element can be fastened to the rail web.
  • the outer surface 19 of the mold element 1 has a recess 35, so that the first clamping part 28 shows a positive connection to the mold element 1.
  • the first clamping member 28 has a first collet 35 which engages one side of the rail foot 14, and a second collet 36 for the other side of the rail foot 14, both of which clamp the rail foot by a pull screw 37.
  • the connection 38 between the first 28 and the second clamping part 29 is elastic, so that the mold element 1 is pressed by an elastic frictional connection against the rail web 9.
  • the embodiment according to FIG. 10 provides a tensioning element 27, whose first clamping part 28 and second clamping part 29 are integrally connected to each other.
  • the clamping element 27 is designed as a spring element made of spring metal.
  • the second clamping member 29 engages under the rail, and the first clamping member 28 resiliently presses the mold member 1 against the rail web.
  • the heat source chambers 13 and 16 in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 7, Fig. 9 and Fig. 10 are intended to receive a liquid or a gaseous medium as a heat source by each of the heat source space, 13 or 16, with a flow and the other heat source space, 16 or 13, is connected to a return of a heating source, not shown, or better hot water heater.
  • the power can be 10 kW and more at a switch with conventional electric heating to the
  • the molded element 1 consists of a three-dimensional textile fabric construction 39. This has two textile cover layers 40. Between these two textile cover layers 40, a cavity 41 is provided for the passage of the heat medium. This is realized in that between the textile cover layers 40, a textile spacer fabric 42 is woven. The textile cover layers 40 and their end faces are sealed by thin, elastic and vulcanized into the fabric rubbery films 43.
  • the cavity 41 serves as a heat source space in the manner described above. That is, the mold member 1 is connected at both ends of its longitudinal extent with a heating source and the heating medium flowing through the cavities 41 heats this and thus the switch element 3 or 5.
  • the mold element 1 consists of a two-dimensional textile fabric construction 44, in whose yarns conductive yarns 45 are interwoven, alternating with nonconductive yarns 46. Characterized a parallel connection of the filaments woven in the transverse direction in the form of the conductive yarns 45 is achieved in the longitudinal direction.
  • the mold element 1 is connected at both ends of its longitudinal extent with a voltage source and the current flowing through it heats this and thus the switch element 3 or 5.
  • the molded element 1 is connected to the switch element by means of a thermally conductive flexible adhesive 47 - here represented for example as a stock rail 3 - with the outer side 2.
  • a thermally conductive flexible adhesive 47 - here represented for example as a stock rail 3 - with the outer side 2.

Abstract

The invention relates to an arrangement for heating railroad switches, comprising a shaped element which has a space accommodating a heat source and which can be connected to the switch element of the railroad switch. The aim of the invention is to improve the transfer of energy into the switch. Said aim is achieved by arranging the shaped element on the switch element, namely an outer rail or switch point, below the head of the outer rail or switch point, and designing the shaped element in such a way that the space accommodating the heat source can be connected to the switch element so as to conduct heat across the largest possible contact surface facing the switch element.

Description

Anordnung zur Beheizung von Schienenweichen Arrangement for heating railroad switches
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Beheizung von Schienenweichen mit einem Formelement, das einen Wärmequellenraum aufweist, der eine Wärmequelle aufnimmt, wobei das Formelement mit dem Weichenelement der Schienenweiche verbindbar ist.The invention relates to an arrangement for heating railway turnouts with a mold element having a heat source space receiving a heat source, wherein the mold element is connectable to the switch element of the rail switch.
Mit der EP 1 262 597 A2 ist eine Weichenheizung der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Wärmeeintrag in die Backenschiene im Gegensatz zu üblichen elektrischen Heizungen über ein flüssiges Heizmedium ermöglicht werden soll. Hierzu ist beschrieben, wie vorzugsweise aus Erdwärme gewonnene Wärmeenergie mittels eines flüssigen Wärmemediums auf Schienenelemente übertragen wird, um damit die Schienenelemente zu beheizen und schnee- und eisfrei zu halten. Die beschriebenen Ausführungsformen der Formelemente werden als Platten, Bleche, U-Schienen-Querschnitt etc. bezeichnet und beschreiben die Ausführungsform aus einem nicht näher bezeichneten metallischen Werkstoff. Diese werden durch Kleben oder durch Schweißen gut wärmeleitend mit den Schienenelementen verbunden.EP 1 262 597 A2 discloses a point heater of the type mentioned in the introduction, in which the heat input into the stock rail is to be made possible by means of a liquid heating medium, in contrast to conventional electric heaters. For this purpose, it is described how heat energy preferably obtained from geothermal energy is transmitted to rail elements by means of a liquid heat medium in order to heat the rail elements and to keep them free of snow and ice. The described embodiments of the form elements are referred to as plates, sheets, U-rails cross section, etc. and describe the embodiment of a non-descript metallic material. These are connected by gluing or by welding with good thermal conductivity with the rail elements.
Dabei weist ein Formelement in einer Ausführungsform zwei Wärmekanäle auf, die im Bereich des Schienenkopfes und im Bereich des Schienenfußes liegen. Der Abstand zwischen beiden Kanälen wird entweder darüber eingehalten, dass sie direkt in diesen Bereichen befestigt, beispielsweise eingeklebt, werden oder dass zwischen ihnen ein Abstandshalter vorgesehen ist, der auch eine Befestigung über die Schienenbolzen ermöglicht.In this case, in one embodiment, a shaped element has two heat channels, which lie in the region of the rail head and in the region of the rail foot. The distance between the two channels is either complied with that they are attached directly in these areas, for example, glued, or that between them a spacer is provided, which also allows attachment via the rail bolts.
Zum einen ist offenbart, dass die Anordnung der Wärmekanäle auf der Innenseite der Backenschienen, also der Seite, die der jeweiligen Weichenzunge zugewandt ist, erfolgt. Das erscheint praktisch nicht durchführbar, da hier einerseits die Montagemöglichkeiten beschränkt sind und andererseits auch der Zwischenraum zwischen der Weichenzunge und der Backenschiene eingeschränkt ist.First, it is disclosed that the arrangement of the heat channels on the inside of the stock rails, so the side facing the respective switch blade occurs. This seems practically impossible, since on the one hand, the mounting options are limited and on the other hand, the space between the switch blade and the stock rail is limited.
Zum anderen erfolgt ein Wärmeeintrag in die Schiene nur im Bereich der Wärmekanäle. Der Abstandshalter, wenn von dieser Lösung in der EP 1 262 597 A2 ausgegangen wird, weist keine oder nur vernachlässigbare Wärmeleiteigenschaften auf. Er ist auch nicht zur Wärmeleitung konzipiert. Um nun die erforderliche Leistung, die pro Weiche einige kW betragen kann, auf diese Weise in die Backenschiene einzubringen, bedarf es einer hohen Vorlauftemperatur des flüssigen Wärmemediums dies steht im Widerspruch zum geothermischen Einsatz, wo das Bestreben nach möglichst niedriger Vorlauftemperatur besteht. Diese Heizung ist für den Einsatz von Geothermie vorgesehen. Es ist dabei davon auszugehen, dass Geothermieanlagen bis zu einer Vorlauftemperatur von 4O0C effizient arbeiten, d.h. dass bis zu dieser Temperatur der Elektroenergieeinsatz deutlich geringer ist, als die gewonnene Wärmeenergie. Darüber hinausgehende Vorlauftemperaturen verschlechtern die Energieeffizienz exponentiell .On the other hand, heat is introduced into the rail only in the area of the heat channels. The spacer, if it is assumed that this solution in EP 1 262 597 A2, has no or only negligible heat conduction properties. He is also not designed for heat conduction. In order to bring in the required power, which may be a few kW per turn, in this way in the stock rail, it requires a high flow temperature of the liquid heat medium this is in contradiction to the geothermal use, where there is a desire for the lowest possible flow temperature. This heater is intended for the use of geothermal energy. It can be assumed that geothermal plants operate efficiently up to a flow temperature of 4O 0 C, ie that up to this temperature the electric energy input is significantly lower than the thermal energy gained. Additional flow temperatures worsen energy efficiency exponentially.
Auch wird mit dem Abstandshalter in der offenbarten Form nur unzureichend eine Spannkraft auf die Verbindung der Wärmekanäle zu der Backenschiene erreicht, die den Wärmeübergangswiderstand dazwischen vergrößern, was auch gegen den Einsatz einer niedrigen Vorlauftemperatur spricht.Also, the spacer in the disclosed form only insufficiently achieves a clamping force on the connection of the heat channels to the stock rail, which increase the heat transfer resistance therebetween, which also speaks against the use of a low flow temperature.
Durch die bei der geothermischen Wärmeerzeugungseinrichtung hohe erforderliche Vorlauftemperatur kann nur eine geringe Energieeffizienz erreicht werden. Der Vorteil der Wärmeenergiegewinnung aus der Erdwärme geht durch die für den Energieeintrag erforderliche hohe Vorlauftemperatur zumindest teilweise wieder verloren. Auch erhöht sich der infolge von Wärmestrahlung auftretende Anteil des Wärmeverlustes bei höheren Vorlauftemperaturen .Due to the geothermal heat generating device high required flow temperature only low energy efficiency can be achieved. The advantage of Heat energy production from geothermal energy is at least partially lost again due to the high flow temperature required for the energy input. Also, the proportion of heat loss due to heat radiation increases at higher flow temperatures.
Weiterhin wird in der EP000001262597 zur Erzielung eines optimalen Wärmeübergangs vom Formelement auf das zu beheizende Schienenelement eine Verschweißung vorgeschlagen. Alle Schweißverfahren tragen in erheblichen Umfang Wärmeenergie in die Schienenelemente ein, die teilweise zu nicht definierbaren und damit nicht tolerierbaren Gefügeveränderungen in den Schienen führen. Daher sind zum Schweißen an Schienen nur bestimmte Schweißverfahren mit sehr hohen Anforderungen an die Qualität der Ausführung zugelassen.Furthermore, in EP000001262597 a welding is proposed to achieve optimum heat transfer from the mold element to the rail element to be heated. All welding processes contribute to a considerable extent heat energy in the rail elements, which sometimes lead to indefinable and therefore intolerable microstructural changes in the rails. Therefore, only certain welding processes with very high quality requirements are permitted for welding on rails.
Abgesehen davon ist die Anbringung eines relativ großflächigen, formschlüssigen Formelements an der Schiene mittels eines Schweißverfahrens nur in den Randbereichen des Formelements möglich. Eine vollflächige Verschweißung ist wegen fehlender Zugänglichkeit des Zwischenraums zwischen Formelement und Schiene nicht möglich. Der sich als vorgenannten Gründen ergebende, wärmeübergangsbehindernde Luftspalt ist durch Verschweißung in den Randbereichen nicht zu vermeiden.Apart from that, the attachment of a relatively large-area, positive-fitting element on the rail by means of a welding process only in the edge regions of the formula element is possible. A full-surface welding is not possible because of lack of accessibility of the gap between the molding element and rail. The heat transfer obstructing air gap resulting from the aforementioned reasons can not be avoided by welding in the edge areas.
Alternativ wird in EP000001262597 die Verwendung eines wärmeleitenden, dauerelastischen Klebstoffs zur Anbringung der Formelemente an den zu beheizenden Schienenelementen vorgeschlagen. Wärmeleitende Klebstoffe, wie auch Wärmeleitpasten allgemein, haben den Vorteil, den Luftspalt zwischen Form- und Schienenelement zu füllen und einen guten Wärmeübergang auf die zu beheizenden Schienenelemente zu gewährleisten. Die sichere Anbringung der Formelemente an der Schiene stellt sehr hohe Anforderungen an die Klebeverbindung. Gemäß Norm EN 50125-3 „Bahnanwendunqen - Umweltbedingungen für Betriebsmittel" ist an Schienen mit Effektivwerten für die vertikale Beschleunigung von 280 rn/s" zu rechnen. Deshalb müssen Klebstoffe mit hoherAlternatively, EP000001262597 proposes the use of a thermally conductive, permanently elastic adhesive for attaching the mold elements to the rail elements to be heated. Thermally conductive adhesives, as well as thermal compounds in general, have the advantage of filling the air gap between the mold and rail element and to ensure a good heat transfer to the rail elements to be heated. The secure attachment of the mold elements The rail makes very high demands on the adhesive bond. According to standard EN 50125-3 "Railway applications - environmental conditions for equipment", rails with rms values for the vertical acceleration of 280 rn / s "are to be expected. Therefore, adhesives with high
Scherfestigkeit verwendet werden, die der in EP000001262597 geforderten Eigenschaft nach Dauerelastizität entgegenstehen .Shear strength can be used, which preclude the required in EP000001262597 property for permanent elasticity.
Es werden weiterhin hohe Anforderungen an die Scherfestigkeit des Klebstoffs gestellt, wenn für dieThere are still high demands on the shear strength of the adhesive, if for the
Formelemente Werkstoffe verwendet werden, die einen anderen spezifischen Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Material der Schienen haben. Schienen unterliegen durch Umwelteinflüsse (Anmerkung: nicht durch Beheizen zwecks Schnee- und Eisfreihalten) einem Temperaturspiel von größer 100 K. Diese Schienentemperaturen übertragen sich auf die Formelemente mit den entsprechenden Wärmedehnungen in den Formelementen. Sind die Backenschienen einer Weiche mit den Schienen des umgebenden Gleises als "endloser" Strang verschweißt, findet in den Backenschienen trotzForm elements materials are used, which have a different specific thermal expansion coefficient than the material of the rails. Rails are subject to environmental influences (note: not by heating for the purpose of keeping snow and ice free) a temperature clearance of more than 100 K. These rail temperatures are transferred to the mold elements with the corresponding thermal expansions in the mold elements. If the back rails of a switch welded to the rails of the surrounding track as an "endless" strand, finds in the cheek rails despite
Temperaturspiel praktisch keine Wärmedehnung statt. Die Wärmedehnung in den Formelementen bei üblichen Längen bis zu 6 m kann, je nach verwendetem Material, mehr als 1 cm betragen. Diese Längendifferenz stellt hohe Anforderungen an die Elastizität des verwendeten Klebstoffs.Temperature play virtually no thermal expansion. The thermal expansion in the mold elements at usual lengths up to 6 m, depending on the material used, be more than 1 cm. This difference in length places high demands on the elasticity of the adhesive used.
In der US000005004190 wird beschrieben, wie ein vorzugsweise elektrisch beheiztes Formelement Wärmeenergie auf die Schienenelemente überträgt. Dieses Formelement wird seitlich am Schienensteg angebracht, mit Federklemmen fixiert und kraftschlüssig gegen das Schienenelement gedrückt. Zwecks guten Wärmeübergangs auf das Schienenelement ist das Formelement auf der schienenzugewandten Seite mit einem elastischen Blech versehen, welches sich optimal an die Kontur der Schiene anpassen soll. Eine Verklebung oder Verschweißung mit der Schiene ist nicht vorgesehen.US000005004190 describes how a preferably electrically heated mold element transfers heat energy to the rail elements. This form element is attached to the side of the rail web, fixed with spring clips and pressed against the rail element frictionally. For the purpose of good heat transfer to the rail element, the mold element is on the rail-facing side with a provided elastic sheet, which should adapt optimally to the contour of the rail. An adhesion or welding with the rail is not provided.
Für einen optimalen Übergang der Wärmeenergie vom Formelement auf das zu beheizende Schienenelement ist eine formschlüssige Anbringung am Schienenelement erforderlich. Konturunterschiede zwischen Schienen- und Formelement erzeugen einen mit Luft gefüllten Zwischenraum, der auf Grund der schlechten, wärmeleitenden Eigenschaften von Luft hinderlich für den Übergang der Wärmeenergie wirken.For an optimal transition of the heat energy from the mold element to the rail element to be heated, a positive attachment to the rail element is required. Contour differences between the rail and the form element create an air-filled gap which, due to the poor heat-conducting properties of air, hinders the transition of the heat energy.
Europäische Schienenlieferanten haben bis zu 30 verschiedene Vignolschienenprofile mit 46 kg/m bis 70 kg/m im Produktionsprogramm. In der Norm EN 13674-1 „Bahnanwendunqen - Oberbau - Schienen, Teil 1: Vignolschienen ab 46 kg/m" werden 21 verschieden Vignolschienenprofile als normativ bezeichnet. Hinzu kommen weitere Schienenprofile, z.B. Rillenschienen und Konstruktionsprofile für Weichenzungen. Die große Vielzahl von Schienenprofilen bedingt ebenso eine große Vielzahl von Formelementen für eine formschlüssige Anbringung am Schienenelement. Damit ist ein bestimmtes Formelement immer auf ein bestimmtes Schienenprofil abgestimmt und nicht universell für andere Schienenprofile verwendbar .European rail suppliers have up to 30 different Vignole rail profiles with 46 kg / m to 70 kg / m in the production program. The standard EN 13674-1 "Railway applications - Track - Rail, Part 1: Vignole rails from 46 kg / m" refers to 21 different Vignol rail profiles as normative, plus other rail profiles, eg grooved rails and construction profiles for switch points Likewise, a large variety of form elements for a positive attachment to the rail element .Thus, a certain form element is always matched to a particular rail profile and not universally usable for other rail profiles.
Erschwerend für eine formschlüssige Anbringung kommt hinzu, dass die Schienenprofile gemäß Norm EN 13674 relativ großzügige Walztoleranzen haben dürfen, so dass selbst bei optimal auf die Kontur des Schienenprofils abgestimmte Formelemente praktisch nicht ohne Luftspalt am zu beheizenden Schienenelement angebracht werden können.To make matters easier for a positive attachment is that the rail profiles according to standard EN 13674 may have relatively generous rolling tolerances, so that even with optimally adapted to the contour of the rail profile mold elements can not be mounted practically without air gap on the rail to be heated element.
In US000005004190 wird daher vorgeschlagen, dass Formelement auf der schienenzugewandten Seite mit elastischem Blech zu versehen, welches sich der tatsächlichen Kontur des Schienenelements anpassen kann und die Bildung eines wärmeisolierenden Luftspalts vermeidet. Die Elastizität dieses Blechs hängt von dessen Material und der Materialdicke ab. Eine geringe Materialdicke führt zu einer hohen Elastizität, behindert jedoch die Wärmeverteilung innerhalb des Blechs und den Wärmeübergang auf das Schienenelement insgesamt. Damit sich ein Blech mit größerer Materialdicke an die Kontur des Schienenelements anschmiegen kann, bedarf es entsprechender Anpresskräfte, die durch Federbleche aufgebracht werden müssen.In US000005004190 it is therefore proposed that to provide the form element on the side facing the rail with elastic sheet, which is the actual contour of the Can adapt rail element and avoids the formation of a heat-insulating air gap. The elasticity of this sheet depends on its material and the material thickness. A small material thickness leads to a high elasticity, but hinders the heat distribution within the sheet and the heat transfer to the rail element as a whole. In order for a sheet with a greater material thickness can conform to the contour of the rail element, it requires appropriate contact forces that must be applied by spring plates.
Schienenprofile haben gemäß Norm EN 13674 in Abständen von höchstens 4 m am Schienensteg Walzzeichen, die bis zu 25 mm hoch sind und bis zu 1.3 mm erhaben aus dem übrigen Material herausragen. Diese Walzzeichen dürfen durch Materialabtrag nicht entfernt werden, weil sich hieraus nicht tolerierbare Gefügeveränderungen im Schienenstahl ergeben. Die bis zu 1.3 mm erhabenen Walzzeichen können von elastischen Blechen, wie in US000005004190 beschrieben, nicht formschlüssig umschlossen werden. Damit ergeben sich im Bereich der Walzzeichen Lufteinschlüsse, die den Wärmeübergang vomAccording to standard EN 13674, rail profiles have rolling marks at intervals of not more than 4 m at the rail web, which are up to 25 mm high and project up to 1.3 mm from the rest of the material. These rolling marks must not be removed by material removal, as this results in intolerable microstructural changes in the rail steel. The up to 1.3 mm raised rolling marks can not be positively enclosed by elastic sheets, as described in US000005004190. This results in the area of the rolling signs air pockets, the heat transfer from
Formelement auf das Schienenelement behindern. Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Beheizung von Schienenweichen zu schaffen, mit der der Energieeintrag in die Weiche verbessert wird, um die Nachteile der in EP000001262597 und US000005004190 beschriebenen Lösungen zu vermeiden.Hinder molding element on the rail element. The invention is now based on the object to provide an arrangement for heating railway switches, with which the energy input is improved in the switch to avoid the disadvantages of the solutions described in EP000001262597 and US000005004190.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Formelement an dem Weichenelement, nämlich einer Backenschiene, einer Weichenzunge oder eines beweglichen Herzstücks, unterhalb des Kopfes der Backenschiene, derAccording to the invention, this object is achieved in that the molding element on the switch element, namely a stock rail, a switch blade or a movable core, below the head of the stock rail, the
Weichenzunge oder des beweglichen Herzstücks angeordnet und so gestaltet ist, dass der Wärmequellenraum über die größtmögliche dem Weichenelement zugewandte Kontaktfläche wärmeleitend mit dem Weichenelement verbindbar ist. Dadurch, dass im Gegensatz zum Stand der Technik die gesamte Außenseite des Schienensteges für den Wärmeeintrag zur Verfügung steht, kann mit geringeren Temperaturen in dem Wärmequellenraum die erforderliche Energie in die Backenschiene eingetragen werden.Switching tongue or the movable core arranged and designed so that the heat source space on the the greatest possible contact surface facing the switch element is heat-conductively connectable to the switch element. Characterized in that, in contrast to the prior art, the entire outer side of the rail web is available for the heat input, the required energy can be entered into the stock rail with lower temperatures in the heat source space.
Insbesondere wird damit ein Beheizen der Kontaktstellen zwischen feststehenden Elementen, wie Backenschienen und Gleitstühlen, und beweglichen Elementen, wie Weichenzungen und beweglichen Herzstücken, einer Weiche ermöglicht. Witterungsbedingt oder durch ein Umstellen der Weiche bedingt, kann in diese Kontaktstellen Schnee und Eis geraten, was zu Anhaften der beweglichen an den feststehenden Elementen der Weiche führen kann und einIn particular, this is a heating of the contact points between fixed elements, such as cheek rails and Gleitstühlen, and movable elements, such as switch blades and moving centerpieces, a switch allows. Due to weather or caused by a changeover of the switch, can get into these contact points snow and ice, which can lead to adhesion of the movable to the fixed elements of the switch and a
Umstellen der Weiche verhindert. Durch Wärmeeintrag in die Weichenelemente an geeigneter Stelle wird nun erfindungs¬ gemäß erreicht, dass die vorgenannten Kontaktstellen frostfrei gehalten werden und so die Umstellbarkeit der Weiche gewährleistet wird. Die Beheizung der Backenschiene als Weichenelement erfolgt in dem Bereich, in dem die Weichenzunge an der Backenschiene oder das bewegliche Herzstück an der Flügelschiene anliegen kann. Die Beheizung der Weichenzunge beziehungsweise des beweglichen Herzstücks erfolgt in dem Bereich, in dem die Weichenzunge beziehungsweise das bewegliche Herzstück auf den Gleitstühlen lagert.Changing the switch prevents. By heat input into the switch elements at a suitable location is now achieved according to ¬ fiction, that the aforementioned contact points are kept frost-free and so the convertibility of the switch is guaranteed. The heating of the stock rail as a switch element takes place in the area in which the switch blade on the stock rail or the movable core can rest against the wing rail. The heating of the switch tongue or of the movable frog takes place in the region in which the switch tongue or the movable frog piece is mounted on the slide chairs.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmequellenraum als längserstreckter Hohlraum ausgebildet ist, dessen Längsachse sich in Längserstreckung des Weichenelementes erstreckt. Diese Form eignet sich besonders für das Einbringen von Wärmequellen jeder Art, da sie keinerlei mechanische Widerstände bildet und außerdem leichte Anschlussbedingungen schafft.In one embodiment of the invention it is provided that the heat source space is formed as a longitudinally extending cavity whose longitudinal axis extends in the longitudinal extension of the switch element. This form is particularly suitable for the introduction of heat sources of any kind, since It does not form any mechanical resistance and also creates easy connection conditions.
Eine einfache Möglichkeit dieser Realisierung besteht darin, dass der Wärmequellenraum als zylindrischer Hohlraum ausgebildet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass derA simple possibility of this realization is that the heat source space is formed as a cylindrical cavity. However, it is also possible that the
Querschnitt oval oder nierenförmig ausgestaltet ist. Damit wird erreicht, dass die Querschnittsform näherungsweise der Außenkontur der Backenschiene oder der Weichenzunge folgt. Damit kann wiederum ein relativ großer Querschnitt realisiert werden, wodurch der Wärmequellenraum großvolumig gestaltet werden kann und die Wärmeübergangsfläche zwischen Wärmequelle und Formelement für einen guten Wärmeübergang größtmöglich gestaltet werden kann.Cross-section is oval or kidney-shaped. This ensures that the cross-sectional shape follows approximately the outer contour of the stock rail or the switch blade. Thus, in turn, a relatively large cross-section can be realized, whereby the heat source space can be made large volume and the heat transfer surface between the heat source and the mold element for a good heat transfer can be made as large as possible.
Als Heiz- oder Wärmequelle im Sinne der Erfindung soll jede Quelle verstanden werden, die in der Lage ist, Wärmeenergie in das Weichenelement einzutragen. So kann beispielsweise bereits Wasser, wie Brunnenwasser mit einer Temperatur von 120C im Winter bereits als Heizquelle dienen, da dieses bei Frost eine Temperaturdifferenz zu der Temperatur des Weichenelemente aufweist, die für einen Wärmeeintrag ausreichend ist. Auch kann das Wasser aus einer geothermischen Quelle, wie einer Erdsonde, stammen. Aus einer solchen geothermischen Quelle weist das Wasser durch die Nutzung der Erdwärme eine deutlich höhere Temperatur auf. Es ist auch möglich, das Wasser oder ein geeignetes anderes flüssiges Heizmedium über eine außerhalb des Wärmequellenraumes liegende Heizung, wie beispielsweise eine elektrische Heizung vorzuheizen, um beispielsweise bei sehr starken Frösten einen zusätzliche Wärmeenergie in das Heizmedium einzubringen. Eine solche elektrische (Zusatz- ) Heizung kann unter Umständen kostengünstiger sein, als beispielsweise die Errichtung einer Wärmepumpe, mittels derer das Heizmedium geheizt werden soll.As a heating or heat source in the context of the invention, each source is to be understood, which is able to enter heat energy in the switch element. For example, already water, such as well water with a temperature of 12 0 C in the winter already serve as a heat source, since this has a temperature difference to the temperature of the switch elements in frost, which is sufficient for heat input. Also, the water can come from a geothermal source, such as a geothermal probe. From such a geothermal source, the water has a much higher temperature due to the use of geothermal energy. It is also possible to preheat the water or a suitable other liquid heating medium via a heater located outside of the heat source space, such as an electric heater, for example, to introduce an additional heat energy in the heating medium at very strong frosts. Such an electrical (additional) heating can be cheaper under certain circumstances, such as the establishment of a heat pump, by means of of which the heating medium is to be heated.
Weiterhin ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass unter der der Kontaktfläche abgewandten Außenfläche des Formelementes eine Wärmeisolierung angeordnet ist.Furthermore, it is provided in one embodiment that under the contact surface facing away from the outer surface of the mold element, a heat insulation is arranged.
Aber auch eine Ergänzung der Isolierwirkung ist möglich, indem auf der der Kontaktfläche abgewandten Außenfläche des Formelementes eine Isolierschicht aufgebracht ist.But also a supplement of the insulating effect is possible by an insulating layer is applied to the contact surface facing away from the outer surface of the mold element.
Eine erste Möglichkeit der wirksamen Anordnung des Formelementes ist gegeben, indem das Formelement an der Backenschiene angeordnet ist.A first possibility of the effective arrangement of the mold element is given by the mold element is arranged on the stock rail.
Um dabei zu vermeiden, dass das Formelement die Funktionstüchtigkeit der Schienenweiche beeinträchtigt, etwas indem es sich fehlerhaft zwischen Backenschiene und Weichenzuge legt, ist das Formelement zweckmäßigerweise auf einer Außenseite der Backenschiene, die der derIn order to avoid that the molded element impairs the functionality of the rail switch, something by faulty sets between stock rail and turnout, the mold element is advantageously on an outer side of the stock rail, which of the
Backenschiene zugehörigen Weichenzunge abgewandt ist, angeordnet .Stock rail facing away from the switch blade is arranged.
In keiner Weise stört das Formelement, wenn es in der Laschenkammer der Backenschiene, das heißt in dem Raum, der durch den Schienenkopf, den Schienensteg und den Schienenfuß determiniert ist, angeordnet ist.In no way interferes with the molding element when it is in the tab chamber of the stock rail, that is, in the space which is determined by the rail head, the rail bridge and the rail foot is determined.
Um einen größtmöglichen Wärmeeintrag zu ermöglichen und eine Vereisung an jeder Stelle der Backenschiene zu vermeiden, kann der Wärmequellenraum über die gesamte Länge im Bereich der Backenschiene und über die gesamte Höhe desIn order to maximize heat input and to prevent icing at any point on the stock rail, the heat source room can be positioned over the entire length in the area of the stock rail and over the entire height of the stock rail
Schienensteges mit diesem wärmeleitend verbunden sein.Rail web to be connected with this heat-conducting.
In einer Variante ist vorgesehen, dass der Wärmequellenraum (oder die Wärmequellenräume) ein flüssiges oder ein gasförmiges Medium als Wärmequelle aufnimmt (aufnehmen) , indem sie mit einer Heizquelle für flüssiges oder gasförmiges Medium verbunden sind. Bevorzugterweise sind hier die Wärmequellenräume von dem Medium durchströmt, indem der erste Wärmequellenraum mit einem Vorlauf und der zweite Wärmequellenraum mit einem Rücklauf der Heizquelle verbunden ist. Dies ermöglicht auch den Einsatz von geothermischen Energiequellen. Da bei derartigen Energiequellen mit möglichst niedrigen Vorlauftemperaturen gearbeitet werden sollte, um einen hohe Energieeffizienz zu erzielen, wird durch die Erfindung ein sehr guter Energieeintrag in dieIn a variant, it is provided that the heat source space (or the heat source spaces) receives (absorb) a liquid or a gaseous medium as a heat source, by being connected to a heating medium for liquid or gaseous medium. Preferably, the heat source spaces are flowed through by the medium by the first heat source space is connected to a flow and the second heat source space with a return of the heat source. This also allows the use of geothermal energy sources. Since it should be worked with the lowest possible flow temperatures in such energy sources in order to achieve high energy efficiency, the invention provides a very good energy input in the
Schiene erreicht, was geringe Vorlauftemperaturen von 2O0C bis 4O0C erlaubt.Rail achieves what low flow temperatures of 2O 0 C to 4O 0 C allowed.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in dem Formelement ein erster derartiger Wärmequellenraum und quer zur Längserstreckung des Formelementes zu messenden Abstand zu dem ersten Wärmequellenraum ein zweiter derartiger Wärmequellenraum angeordnet ist. Beide Wärmequellenräume nehmen Wärmequellen auf und sind wärmeleitend miteinander verbunden. Auch diese Anordnung mehrerer Wärmequellenräume mit mehreren Wärmequellen dient der Erleichterung desIn a further embodiment it is provided that in the mold element, a first such heat source space and transverse to the longitudinal extent of the mold element to be measured distance to the first heat source space, a second such heat source space is arranged. Both heat source rooms absorb heat sources and are connected to each other in a heat-conducting manner. This arrangement of several heat source rooms with multiple heat sources is to facilitate the
Energieeintrages, da sich somit die Wärme an mehreren Orten einbringen lässt.Energy input, since thus the heat can be brought in several places.
Zur besseren Wärmeverteilung und damit auch zur besseren Wärmeeinleitung ist es zweckmäßig, wenn das Formelement aus einem gut (wärme) leitfähigen Material, insbesondere aus Aluminium oder Kupfer, besteht, wobei die formschlüssige Verbindung zwischen dem Formelement und dem Weichenteil dadurch unterstützt wird, dass bei der Montage des Kontaktelementes an das Weichenteil eine Wärmeleitpaste eingebracht wird. Damit können auch kleinste wärmeisolierende Hohlräume dazwischen vermieden werden.For better heat distribution and thus also for better heat input, it is expedient if the molded element consists of a good (heat) conductive material, in particular aluminum or copper, wherein the positive connection between the mold element and the switch part is supported by that in the Assembly of the contact element to the switch part, a thermal paste is introduced. This even the smallest heat-insulating cavities can be avoided in between.
In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Wärmequellenraum ein elektrisches Heizelement, entsprechend elektrisch isoliert, als Wärmequelle aufnimmt. Eine elektrische Heizung bietet den Vorteil, dass hier die Energie sehr einfach zuzuführen ist. Infolge des erfindungsgemäß verbesserten Wärmeüberganges ist es möglich, die Leistung derartiger elektrischer Heizungen gegenüber dem Stand der Technik erheblich zu reduzieren. Auch hier kann mit sehr niedrigen Heizertemperaturen von kleiner 4O0C gearbeitet werden, da die Wärmeankopplung erheblich verbessert ist. Bei elektrischen Heizungen nach dem Stand der Technik wurde dagegen mit Temperaturen von ca. 13O0C gearbeitet .In another embodiment it is provided that the Heat source space, an electric heating element, electrically isolated, as a heat source receives. An electric heater has the advantage that here the energy is very easy to feed. As a result of the inventively improved heat transfer, it is possible to significantly reduce the performance of such electric heaters over the prior art. Here, too, can work with very low heater temperature of less than 4O 0 C because the thermal coupling is greatly improved. In electrical heaters according to the prior art, however, worked with temperatures of about 13O 0 C.
Insbesondere zum einfachen Einlegen vorkonfektionierter Heizelemente ist es günstig, dass der Wärmequellenraum beispielsweise als zu der Kontaktfläche hin offene Nut ausgeführt ist, in die von der Seite der Kontaktfläche das Heizelement eingelegt ist. Normalerweise kann dann das Heizelement formschlüssig in der Nut befestigt werden. Zur Erhöhung der mechanischen Sicherheit und zur Verbesserung des Wärmeüberganges ist es allerdings zweckmäßig, dass die offene Seite der Nut durch ein Versiegelungsmittel verschlossen ist.In particular, for easy insertion of prefabricated heating elements, it is favorable that the heat source space is designed, for example, as a groove open to the contact surface, in which the heating element is inserted from the side of the contact surface. Normally, then, the heating element can be positively secured in the groove. To increase the mechanical safety and to improve the heat transfer, however, it is expedient that the open side of the groove is closed by a sealant.
Der Querschnitt des Formelementes ist so gestaltet, dass das Formelement aus Strangpressprofil bestehen kann und somit eine Möglichkeit kostengünstiger Fertigung bietet.The cross section of the mold element is designed so that the mold element can consist of extruded profile and thus offers a possibility of cost-effective production.
Die Wärmeisolierung kann in Form einer wärmeisolierenden Hohlkammer ausgebildet sein.The thermal insulation may be in the form of a heat-insulating hollow chamber.
Eine solche Hohlkammer kann in dem Strangpressprofil einfach realisiert werden. Sie verhindert eine ungewollte Wärmeabstrahlung nach außen hin, ohne besondere Isoliermaßnahmen treffen zu müssen. Die Wirkung wird verstärkt, wenn die Hohlkammer zwischen dem Wärmequellenraum und der Außenfläche angeordnet ist. Zwischen dem Wärmequellenraum und der Außenfläche ist normalerweise der größte Temperaturgradient zu finden. Bei dieser Gestaltung befindet sich die Hohlkammer im Bereich des größten Temperaturgradienten und entfaltet somit die größtmögliche Wirkung.Such a hollow chamber can be easily realized in the extruded profile. It prevents unwanted heat radiation to the outside, without having to take special insulation measures. The effect is enhanced when the hollow chamber is located between the heat source space and the outer surface. Between the heat source space and the outer surface usually the largest temperature gradient can be found. In this design, the hollow chamber is in the region of the largest temperature gradient and thus unfolds the greatest possible effect.
Durch die gute Kopplung und Isolierung sinkt zusätzlich der Energiebedarf erheblich, was auch bei einer elektrischen Beheizung zu deutlichen Vorzügen führt.Due to the good coupling and insulation, the energy requirement also drops significantly, which also leads to significant advantages in electrical heating.
Die Isolierwirkung kann weiterhin dadurch verstärkt werden, dass in der Richtung von der Kontaktfläche zur Außenfläche hintereinander liegend mindestens zwei Hohlkammern angeordnet sind. Zur Realisierung eines besonders stabilen Profils ist eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Formelementes dadurch gekennzeichnet, dass eine zu dem Schienenkopf weisende obere Wulst vorgesehen ist, die mit dem ersten Wärmequellenraum versehen ist. Weiterhin ist eine zu dem Schienenfuß weisende untere Wulst vorgesehen, die mit dem zweiten Wärmequellenraum versehen ist. Zwischen der oberen und der unteren Wulst ist ein wärmeleitender Verbindungssteg vorgesehen, der eine die Außenseite der Backenschiene kontaktierende Kontaktfläche des Formelementes realisiert, und die Kontaktfläche weist eine zur der Form der Außenseite der Backenschiene inverse (komplementäre)The insulating effect can be further enhanced by the fact that in the direction of the contact surface to the outer surface lying behind each other at least two hollow chambers are arranged. In order to realize a particularly stable profile, a further embodiment of the shaped element according to the invention is characterized in that an upper bead facing the rail head is provided, which is provided with the first heat source space. Furthermore, a pointing to the rail foot lower bead is provided, which is provided with the second heat source space. Between the upper and the lower bead, a heat-conducting connecting web is provided, which realizes a contact surface of the molded element contacting the outer side of the stock rail, and the contact surface has an inverse (complementary) to the shape of the outer side of the stock rail.
Form auf. Die wärmeleitende Funktion des Verbindungssteges kann dadurch realisiert werden, dass dieser besonders breit dimensioniert ist und somit der Wärmewiderstand minimiert ist. Diese Gestaltung stellt eine materialsparende und dabei leicht zu montierende Form dar, die noch dazu wenig Montageraum einnimmt.Shape up. The heat-conducting function of the connecting web can be realized in that it is particularly broad in dimension and thus the thermal resistance is minimized. This design is a material-saving and easy-to-install form that still takes little mounting space.
Die Breite und damit die wärmeleitende Funktion kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass das Formelement eine gerade oder im Querschnitt leicht konvex gewölbte Oberfläche aufweist, indem der Verbindungssteg die gleiche Breite aufweist wie die Wülste.The width and thus the heat-conducting function can be realized in particular by the fact that the mold element has a straight or slightly convex curved in cross-section surface by the connecting web has the same width as the beads.
In einer Befestigungsvariante ist vorgesehen, dass derIn a mounting variant is provided that the
Verbindungssteg mit Durchgangsbohrungen versehen ist, die mit Schienenstegbohrungen korrespondieren und durch die das Formelement mittels Bolzen und Mutter, die die Schraubverbindung realisieren, mit der Backenschiene verbunden wird. Über Schienenstegbohrungen in der Backenschiene lässt sich dann mit Hilfe der Durchgangsbohrungen in einfacher, aber sehr zuverlässiger Weise die kraftschlüssige Verbindung realisieren. Dabei wird insbesondere das Formelement nicht über die gesamte Länge angeschraubt. Dies würde bei starken Temperaturdifferenzen zwischen Formelement und Backenschiene zu thermischen Ausdehnungsunterschieden führen. Vielmehr dient die Verschraubung vorzugsweise der Längsfixierung des Formelementes, um dieses über die Länge der Backenschiene dann mit anderen geeigneten flexiblen Befestigungsmitteln zu befestigen .Connecting web is provided with through holes, which correspond to rail web bores and through which the mold element by means of bolts and nut, which realize the screw, with the stock rail is connected. About rail bridge holes in the stock rail can then be realized with the help of through-holes in a simple, but very reliable way the non-positive connection. In particular, the mold element is not screwed over the entire length. This would lead to thermal expansion differences with strong temperature differences between the mold element and stock rail. Rather, the screw is preferably the longitudinal fixing of the mold element to secure it over the length of the stock rail then with other suitable flexible fasteners.
Eine solche Befestigungsvariante sieht insbesondere vor, dass das Formelement mittels eines Spannelementes kraftschlüssig mit der Backenschiene verbindbar ist. Das Spannelement weist einen ersten Spannteil auf, der mit dem Schienenfuß verbindbar ist, sowie einen zweiten Spannteil, der eine das Formelement gegen den Schienensteg drückende Spanneinheit umfasst.Such a fastening variant provides, in particular, that the shaped element can be frictionally connected to the stock rail by means of a tensioning element. The tensioning element has a first tensioning part, which can be connected to the rail foot, and a second tensioning part, which comprises a tensioning unit pressing the form element against the rail web.
Insbesondere kann das Spannelement als einstückiges Federelement aus Federmetall ausgebildet sein.In particular, the clamping element may be formed as a one-piece spring element made of spring metal.
Eine zweite Möglichkeit der wirksamen Anordnung des Formelementes ist gegeben, indem das Formelement an der Weichenzunge angeordnet ist. Damit wird insbesondere erreicht, dass auch die Kontaktstellen der der Weichenzunge zum Gleitstuhl mit beheizt werden und somit nicht einfrieren können.A second possibility of the effective arrangement of Form element is given by the mold element is arranged at the switch blade. This is achieved in particular that also the contact points of the switch blade are heated to slide chair with and thus can not freeze.
Zu Vermeidung von Funktionsbeeinträchtigungen an der Schienenweiche ist das Formelement zweckmäßigerweise auf einer Außenseite der Weichenzunge, die der der Weichenzunge zugehörigen Backenschiene abgewandt ist, angeordnet.To avoid functional impairments on the rail switch, the mold element is expediently arranged on an outer side of the switch tongue which faces away from the switch rail associated with the switch tongue.
Bevorzugterweise ist das Formelement auf dem Fuß der Weichenzunge, insbesondere auf der Oberseite des Weichenzungenfußes angeordnet. Auch eine solche Anordnung korrespondiert mit dem allgemeinen Merkmal, dass das Formelement unterhalb des Schienenkopfes der Weichenzunge angeordnet ist, wobei der Schienenkopf der Weichenzunge in unterschiedlicher Art und Weise bearbeitet sein kann.Preferably, the molding element is arranged on the foot of the switch blade, in particular on the upper side of the switch blade root. Such an arrangement also corresponds to the general feature that the mold element is arranged below the rail head of the switch blade, wherein the rail head of the switch blade can be processed in different ways.
Zur bestmöglichen Wärmeeinleitung kann der Wärmequellenraum über die gesamte Länge im Bereich der Weichenzunge mit dieser wärmeleitend verbunden sein.For the best possible introduction of heat, the heat source space over the entire length in the region of the switch blade can be connected to this heat-conducting.
Auch hier ist eine bevorzugte Befestigungsvariante darin zu sehen, dass das Formelement mittels Spannelement kraftschlüssig mit dem Weichenzungenfuß verbindbar ist, wobei das Spannelement einen ersten Spannteil, der mit dem Weichenzungenfuß verbindbar ist, und einen zweiten Spannteil, der eine das Formelement gegen die Oberseite des Weichenzungenfußes drückende Spanneinheit aufweist, umfasst.Again, a preferred fastening variant is to be seen in that the mold element by means of clamping element frictionally connectable with the Weichenzungenfuß, wherein the clamping element comprises a first clamping part, which is connectable to the Weichenzungenfuß, and a second clamping part, which is a molding element against the upper side of the Weichenzungenfußes having pressing clamping unit comprises.
Eine einfache, jedoch technisch wirksame Realisierung ist darin zu sehen, dass das Spannelement als einstückiges Federelement aus Federmetall ausgebildet ist.A simple but technically effective realization is the fact that the clamping element is designed as a one-piece spring element made of spring metal.
Die größtmögliche Funktionssicherheit und der effektivste Energieeinsatz (da sich der Energieeinsatz größtmöglich verteilt) ist darin zu sehen, dass ein erstes derartiges Formelement an der Backenschiene und ein zweites derartiges Formelement an der Weichenzunge angeordnet ist.The greatest possible reliability and the most effective Energy use (since the use of energy as possible distributed) can be seen in the fact that a first such mold element is arranged on the stock rail and a second such mold element at the switch blade.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Formelement aus einem elastischen, nicht metallischen Werkstoff ausgebildet ist.In a further embodiment, it is provided that the shaped element is formed from an elastic, non-metallic material.
Bevorzugter Weise kann das Formelement mittels wärmeleitenden Klebstoffs an dem Weichenelement befestigt und so gestaltet sein, dass der Wärmequellenraum über die größtmögliche dem Weichenelement zugewandte Kontaktfläche wärmeleitend mit dem Weichenelement verbindbar ist.Preferably, the mold element can be fixed by means of thermally conductive adhesive to the switch element and designed so that the heat source chamber via the maximum possible the switch element facing contact surface is thermally conductive connected to the switch element.
Dadurch, dass im Gegensatz zum Stand der Technik die gesamte Außenseite des Schienensteges für den Wärmeeintrag zur Verfügung steht, kann mit geringeren Temperaturen in dem Wärmequellenraum die erforderliche Energie in die Backenschiene eingetragen werden.Characterized in that, in contrast to the prior art, the entire outer side of the rail web is available for the heat input, the required energy can be entered into the stock rail with lower temperatures in the heat source space.
Durch die elastischen Eigenschaften ist es möglich, dass sich die Formelemente exakt der tatsächlichen Kontur der Schiene anpassen. Schwingungen und Wärmedehnungen derDue to the elastic properties, it is possible that the molded elements exactly match the actual contour of the rail. Vibrations and thermal expansions of
Schiene können auf die Formelemente übertragen werden, da diese selbst dehnbar sind. Die dazu erforderlichen Kräfte sind geringer, als bei den Lösungen nach dem Stand der Technik. Damit sinken die Anforderungen an die Festigkeit der Klebstoffverbindung.Rail can be transferred to the mold elements, as they are self-expandable. The forces required for this are lower than in the solutions according to the prior art. This reduces the requirements for the strength of the adhesive connection.
Die erfindungsgemäßen elastischen Formelemente eignen sich in einer Bauform zur flüssigkeitsbasierten Beheizung der Schienenelemente unter Nutzung von Erdwärme. In einer anderen Bauform wird Elektroenergie zum Beheizen verwendet.The elastic mold elements according to the invention are suitable in a design for liquid-based heating of the rail elements using geothermal heat. In another design, electric energy is used for heating.
Es ist auch möglich, dass das Formelement aus einer dreidimensionalen textilen Gewebekonstruktion besteht, bei der zwischen zwei textilen Decklagen einen Hohlraum für das Durchströmen des Wärmemediums realisierende textile Abstandsgewirke eingewoben sind, wobei die textilen Decklagen und deren Stirnseiten durch dünne, elastische und in das Gewebe einvulkanisierte gummiartige Folien abgedichtet sind.It is also possible that the molded element of a three-dimensional textile fabric construction, in which between two textile cover layers, a cavity for the passage of the heat medium realizing textile spacer knitted fabrics are woven, the textile cover layers and their end faces are sealed by thin, elastic and vulcanized into the fabric rubbery films.
Der Abstand zwischen den textilen Decklagen hängt von den angestrebten Durchflussmengen ab. Die Durchströmung erfolgt in Längsrichtung. Die Anschlüsse für Vor- und Rücklauf werden über einvulkanisierte Stutzen realisiert.The distance between the textile cover layers depends on the desired flow rates. The flow takes place in the longitudinal direction. The connections for supply and return are realized via vulcanised nozzles.
Die Dehnbarkeit der textilen Gewebekonstruktion sichert die notwendige Elastizität, damit sich das Formelement der Kontur der zu beheizenden Schienenelemente anpassen kann. Die luftspaltfreie Umhüllung erhabener Walzzeichen inThe extensibility of the textile fabric construction ensures the necessary elasticity, so that the molded element can adapt to the contour of the rail elements to be heated. The air gap free wrapping of raised rolling marks in
Verbindung mit wärmeleitendem Klebstoff ist möglich. Damit sich die dreidimensionale textile Gewebekonstruktion mit einer Dicke von mehreren Millimetern der konkaven Kontur der Schiene im Übergangsbereich von Schienensteg zum Schienenkopf bzw. -fuß anpassen kann, wird an diesen Stellen kein Abstandsgewirk zwischen den Decklage vorgesehen. Auf diese Art ist sozusagen ein "Knicken" des Formelements möglich, ohne dass die Durchströmung mit dem Wärmeträgermedium behindert wird. Der optimale Wärmeübergang vom Wärmemedium zur Schiene wird durch eine sehr dünne gummiartige Folie zur Abdichtung der textilen Decklage gewährleistet. Wärmedehnungen und Schwingungen der Schiene durch Überfahrt von Zügen werden durch die gegebene Elastizität der elastischen, textilen Formelemente problemlos aufgenommen.Connection with thermally conductive adhesive is possible. So that the three-dimensional textile fabric construction can adapt to a thickness of several millimeters of the concave contour of the rail in the transition region from the rail web to the rail head or foot, no Abstandgewirk between the cover layer is provided at these locations. In this way, so to speak, a "buckling" of the formula element is possible without the flow through the heat transfer medium is hindered. The optimum heat transfer from the heat medium to the rail is ensured by a very thin rubber-like film for sealing the textile cover layer. Thermal expansion and vibration of the rail by crossing trains are easily absorbed by the given elasticity of the elastic, textile form elements.
Bei der Bauform der elastischen Formelemente mit Nutzung von Elektroenergie zum Beheizen der Schienenelemente werden die vorstehend beschriebenen Vorteile elastischer, textiler Formelemente, die energetischen Vorteile der Nutzung einer möglichst großen Fläche am Schienenfuß, -Steg und -fuß zum Wärmeübergang und die Vorteile bei der Steuerung und Regelung von Elektroenergie miteinander verknüpft.In the design of the elastic mold elements with use of electrical energy for heating the rail elements are the advantages of elastic, textile molded elements described above, the energetic benefits of using the largest possible area on the rail, -Steg and foot for heat transfer and the advantages associated with the control and regulation of electrical energy.
Zur elektrischen Beheizung ist vorgesehen, dass das Formelement aus einer zweidimensionalen, textilen Gewebekonstruktion besteht, in deren Garne unterschiedliche leitfähige Garne verwoben sind, die sich mit nichtleitfähigen Garnen abwechseln, wodurch in Längsrichtung eine Parallelschaltung der in Querrichtung eingewobenen Heizfäden erreicht wird.For electrical heating, it is provided that the shaped element consists of a two-dimensional, textile fabric construction in whose yarns different conductive yarns are interwoven, which alternate with non-conductive yarns, whereby a parallel connection of the filaments woven in the transverse direction is achieved in the longitudinal direction.
Die Anzahl und Leitfähigkeit der Garne bestimmen die elektrische Leistung der textilen Gewebekonstruktion. Durch Verwendung hoch leitfähiger Garne, deren Fäden inThe number and conductivity of the yarns determine the electrical performance of the textile fabric construction. By using highly conductive yarns, their threads in
Längsrichtung mit den in Querrichtung angeordneten Heizfäden verwoben sind, erfolgt die Kontaktierung.Longitudinally interwoven with the filaments arranged in the transverse direction, the contacting takes place.
Die elastischen Formelemente zur elektrischen Beheizung wirken als rein Ohmscher Widerstand und können somit mit Gleich- oder Wechselspannung betrieben werden. Ein Betrieb mit Schutzkleinspannung oder mit Spannungen bis zu 230 V ist möglich. Zur elektrischen Isolation und Schutz ist die elastische, textile Gewebekonstruktion in eine gummiartige Folie einvulkanisiert. Die Schichtdicken werden durch die elektrische Spannungsebene, mit der die Formelemente betrieben werden, und den daraus abgeleiteten PrüfSpannungen bestimmt .The elastic form elements for electrical heating act as purely ohmic resistance and can thus be operated with DC or AC voltage. Operation with safety extra-low voltage or voltages up to 230 V is possible. For electrical insulation and protection, the elastic, textile fabric construction is vulcanised into a rubber-like film. The layer thicknesses are determined by the electrical voltage level at which the mold elements are operated and the test voltages derived therefrom.
Die Dehnbarkeit der textilen Gewebekonstruktion sichert auch bei der beschriebenen Bauart die notwendige Elastizität, damit sich das Formelement der Kontur der zu beheizendenThe extensibility of the textile fabric construction ensures the necessary elasticity even in the described design, so that the molded element of the contour of the heated
Schienenelemente anpassen kann. Die luftspaltfreie Umhüllung erhabener Walzzeichen in Verbindung mit wärmeleitendem Klebstoff ist möglich. Auf Grund der geringen Dicke der zweidimensionalen, elastischen Gewebekonstruktion kann sich das Formelement ohne besondere konstruktive Maßnahmen der konkaven Kontur der Schiene im Übergangsbereich von Schienensteg zum Schienenkopf bzw. -fuß anpassen. Der optimale Wärmeübergang vom Heizfaden zur Schiene wird durch eine sehr dünne gummiartige Folie, die lediglich zur elektrischen Isolation dient, gewährleistet. Wärmedehnungen und Schwingungen der Schiene durch Überfahrt von Zügen werden durch die gegebene Elastizität der elastischen, textilen Formelemente problemlos aufgenommen.Can adjust rail elements. The air gap-free cladding raised rolling marks in conjunction with thermally conductive adhesive is possible. Due to the small thickness of the two-dimensional, elastic fabric construction, the molding element can adapt to the rail head or foot in the transition region from the rail web to the rail head or foot without special constructive measures for the concave contour of the rail. The optimum heat transfer from the filament to the rail is ensured by a very thin rubber-like foil, which serves only for electrical insulation. Thermal expansion and vibration of the rail by crossing trains are easily absorbed by the given elasticity of the elastic, textile form elements.
Zur elektrischen Beheizung kann ein elektrisch beheizbares Formelement auch dadurch ausgebildet werden dass das das Formelement aus einer Folie besteht, die metallischeFor electrical heating, an electrically heatable mold element can also be formed by the fact that the mold element consists of a foil, the metallic one
Leiterbahnen oder Heizdrähte aufweist, wobei die Folie mit den metallischen Leiterbahnen oder die Heizdrähte in zwei Silikonmatten eingebettet und isoliert sind.Conductor tracks or heating wires, wherein the film with the metallic conductor tracks or the heating wires are embedded and insulated in two silicone mats.
Die Kontur der Leiterbahnen kann durch ein Ätzverfahren erzeugt werden. Statt der Folie als Heizleiter können auch einzelne Heizdrähte verwendet werden. Die Heizfolien bzw. die Heizdrähte werden in zwei Silikonmatten eingebettet und abgedichtet. Der mechanische und elektrische Schutz wird durch die Silikonmatten erreicht. Durch die Elastizität der Silikonmatten kann sich das Formelement ohne besondere konstruktive Maßnahmen der konkaven Kontur der Schiene im Übergangsbereich von Schienensteg zum Schienenkopf bzw. -fuß anpassen .The contour of the conductor tracks can be produced by an etching process. Instead of the film as a heat conductor and individual heating wires can be used. The heating foils or the heating wires are embedded and sealed in two silicone mats. The mechanical and electrical protection is achieved by the silicone mats. Due to the elasticity of the silicone mats, the mold element can adapt to the rail head or foot without special constructional measures of the concave contour of the rail in the transition region from rail web.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungs- beispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine stirnseitige Vorderansicht eines erfindungs¬ gemäßen Formelementes,The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings shows 1 is a frontal front view of a fiction, ¬ contemporary form element,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Formelementes,2 is a perspective view of a molded element according to the invention,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Weiche im Bereich einer Backenschiene einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Beheizung von Schienenweichen,3 shows a cross section through a switch in the region of a stock rail of an arrangement according to the invention for heating railroad switches,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Backenschiene mit einem erfindungsgemäßen Formelement mit zwei Wärmequellenräumen,4 shows a cross section through a stock rail with a molding element according to the invention with two heat source spaces,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Backenschiene mit einem erfindungsgemäßen Formelement mit zwei Wärmequellenräumen und einer zusätzlichen Isolierschicht,5 shows a cross section through a stock rail with a molding element according to the invention with two heat source spaces and an additional insulating layer,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Backenschiene mit einem erfindungsgemäßen Formelement mit einem elektrischen6 shows a cross section through a stock rail with a form element according to the invention with an electrical
Rohrheizkörper in einem Wärmequellenraum,Tubular heaters in a heat source room,
Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Weichenzunge mit einem erfindungsgemäßen Formelement mit zwei Wärmequellenräumen,7 shows a cross section through a switch tongue with a molding element according to the invention with two heat source spaces,
Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Weichenzunge mit einem erfindungsgemäßen Formelement mit einem elektrischen Rohrheizkörper in einem Wärmequellenraum,8 shows a cross section through a switch tongue with a molding element according to the invention with an electric pipe heater in a heat source space,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Backenschiene mit einem erfindungsgemäßen Formelement mit zwei Wärmequellen- räumen mit einer einstückigen Federhalterung,9 shows a cross section through a stock rail with a molding element according to the invention with two heat source spaces with a one-piece spring holder,
Fig. 10 einen Querschnitt durch eine Backenschiene mit einem erfindungsgemäßen Formelement mit zwei Wärmequellenräumen mit einer Spanneinrichtung, Fig. 11 einen Querschnitt durch eine Backenschiene mit einem erfindungsgemäßen Formelement aus einer dreidimensionalen textilen Gewebekonstruktion und10 shows a cross section through a stock rail with a molding element according to the invention with two heat source spaces with a clamping device, 11 shows a cross section through a stock rail with a form element according to the invention from a three-dimensional textile fabric construction and
Fig. 12 einen Querschnitt durch eine Backenschiene mit einem erfindungsgemäßen Formelement aus einer zweidimensionalen textilen Gewebekonstruktion.12 shows a cross section through a stock rail with a form element according to the invention from a two-dimensional textile fabric construction.
Wesentlicher Bestandteil einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Beheizung von Schienenweichen ist ein Formelement 1, wie es in verschiedenen Formen in Fig. 1 und Fig. 10 dargestellt ist. Wie in Fig. 1 bis Fig. 6, Fig. 9 und Fig. 10 darge¬ stellt, ist dieses Formelement 1 zur Montage an der Außen¬ seite 2 einer Backenschiene 3 vorgesehen. Diese Außenseite 2 stellt die einer Weichenzunge 5 abgewandte Seite der Backenschiene 3 dar. Hier ist das Formelement in der Laschenkammer 4 angeordnet.An essential component of an arrangement according to the invention for heating rail switches is a molded element 1, as shown in various forms in FIGS. 1 and 10. As shown in Fig. 1 to Fig. 6, Fig. 9 and Fig. 10 Darge ¬, this molding element 1 is intended for mounting on the outer side 2 ¬ a back rail 3. This outer side 2 represents the side of the stock rail 3 facing away from a switch tongue 5. Here the shaped element is arranged in the tab chamber 4.
Das Formelement 1 weist eine Durchgangsbohrung 6 auf, die mit Durchgangsbohrungen in der Backenschiene 3 korrespondieren und durch die ein Bolzen 7 hindurch gesteckt werden kann, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, der sodann mit einer Mutter 8 verschraubt werden kann. Damit ist das Formelement 1 in Längsrichtung der Backenschiene 3 fixiert und wird an dieser Stelle an die Oberfläche des Schienensteges 9 der Backenschiene 3 angepresst .The mold element 1 has a through hole 6, which correspond to through holes in the stock rail 3 and through which a bolt 7 can be inserted therethrough, as shown in Fig. 3, which can then be bolted to a nut 8. Thus, the mold element 1 is fixed in the longitudinal direction of the stock rail 3 and is pressed at this point to the surface of the rail web 9 of the stock rail 3.
Um einen bestmöglichen Wärmekontakt zwischen dem Formelement 1 und der Backenschiene 3 zu ermöglichen, ist einerseits ein hoher Kraftschluss erforderlich, der an dieser Stelle durch den Bolzen 7 und die Mutter 8 aufgebracht wird. Über die Länge des Formelementes 1 ist es allerdings nicht möglich, dieses zu verschrauben, da dies zu thermischen Spannungen führen würde. Hier sind andere Befestigungsmöglichkeiten vorgesehen, die in Fig. 9 und Fig. 10 darstellt sind und untenstehend näher beschrieben werden.In order to allow the best possible thermal contact between the mold element 1 and the stock rail 3, on the one hand, a high adhesion is required, which is applied at this point by the bolt 7 and the nut 8. Over the length of the mold element 1, however, it is not possible to screw this, as this would lead to thermal stresses. Here are other mounting options are provided, which are shown in Fig. 9 and Fig. 10 and will be described in more detail below.
Neben dem Kraftschluss ist ein guter Formschluss erforder¬ lich. Dieser Formschluss wird dadurch erreicht, dass die zu der Backenschiene 3 weisende Kontaktfläche 10 des Formelementes eine zu der Form der Außenseite 2 inverse (komplementäre) Form aufweist.In addition to the traction a good closure is erforder ¬ Lich. This positive connection is achieved in that the contact surface 10 of the molded element facing the stock rail 3 has an inverse (complementary) shape to the shape of the outside 2.
Das Formelement 1 ist als derjenige Teil der Anordnung zur Beheizung von Schienenweichen vorgesehen, der Wärme in die Backenschiene 3 einleitet. Hierzu sind innerhalb des Form- elementes 1 Wärmequellen vorgesehen. Das Formelement selbst ist so gestaltet, dass die Wärme der Wärmequellen über die gesamte Kontaktfläche 10 an die Backenschiene 3 geleitet wird.The mold element 1 is provided as that part of the arrangement for heating railroad switches, which introduces heat into the stock rail 3. For this purpose, 1 heat sources are provided within the mold element. The mold element itself is designed so that the heat of the heat sources is conducted over the entire contact surface 10 to the stock rail 3.
In dem Beispiel nach Fig. 1 bis Fig. 3 sind die Wärmequellen dadurch gestaltet, dass eine zu dem Schienenkopf 11 weisende obere Wulst 12 vorgesehen ist, die mit einem ersten Wärme¬ quellenraum versehen ist. Weiterhin ist eine zu dem Schienenfuß 14 weisende untere Wulst 15 vorgesehen, die mit einem zweiten Wärmequellenraum 16 versehen ist. Beide Wärme- quellenräume 13 und 16 können Wärmequellen aufnehmen, die unterschiedlichster Art gestaltet sein können. So ist es möglich, durch die Wärmequellenräume ein flüssiges oder ein gasförmiges Medium zu leiten. Es ist auch möglich, in diese Wärmequellenräume 13 und 16 elektrische Heizelemente ent- sprechend elektrisch isoliert einzubringen.In the example according to FIGS. 1 to 3, the heat sources are designed in that an upper bead 12 facing the rail head 11 is provided, which is provided with a first heat source space. Furthermore, a pointing to the rail 14 lower bead 15 is provided, which is provided with a second heat source chamber 16. Both heat source spaces 13 and 16 can accommodate heat sources that can be designed in many different ways. Thus, it is possible to pass through the heat source chambers, a liquid or a gaseous medium. It is also possible to introduce electric heating elements into these heat source chambers 13 and 16 in an electrically insulated manner.
Zwischen der oberen 12 und der unteren Wulst 15 ist ein wärmeleitender Verbindungssteg 17 vorgesehen. Die Wärmeleiteigenschaften dieses Verbindungssteges 17 werden zum einen durch die Materialwahl realisiert. Der Verbindungssteg besteht, wie das gesamte Formelelement 1, aus einem gutBetween the upper 12 and the lower bead 15, a heat-conducting connecting web 17 is provided. The heat-conducting properties of this connecting web 17 are realized on the one hand by the choice of material. The connecting bridge consists, like the entire formula element 1, of a good
(wärme-) leitfähigen Material, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer. Zum anderen weist dieser Verbindungssteg 17 eine Dicke 18 auf, die eine Wärmeleitung von den Wärme¬ quellenräumen 13 und 16 derart vorsieht, dass ein Wärmeein¬ trag in den Schienensteg 9 der Backenschiene 3 vollflächig über die Kontaktfläche 10 erfolgt. Bei der Verwendung von Kupfer oder Aluminium empfiehlt sich hier eine Dicke von vorzugsweise 7 mm bis 26 mm, vorzugsweise von 10 mm. Diese Dicke 18 bewirkt auch eine hohe mechanische Festigkeit, so dass die Spannkräfte vollständig von dem Formelement 1 auf die Backenschiene 3 übertragen werden können.(heat) conductive material, such as aluminum or copper. On the other hand, this connecting web 17 has a thickness 18 which provides heat conduction from the heat ¬ source chambers 13 and 16 such that a heat input ¬ takes place in the rail web 9 of the stock rail 3 over the entire surface over the contact surface 10. When using copper or aluminum, a thickness of preferably 7 mm to 26 mm, preferably 10 mm, is recommended here. This thickness 18 also causes a high mechanical strength, so that the clamping forces can be completely transferred from the mold element 1 to the stock rail 3.
Unterstützt werden kann des Wärmeleitvermögen am Übergang von Kontaktfläche 10 zu Außenseite 2, wenn dazwischen bei der Montage des Kontaktelementes 1 an die Backenschiene 3 eine Wärmeleitpaste eingebracht wird. Damit können auch kleinste wärmeisolierende Hohlräume dazwischen vermieden werden .Can be supported the thermal conductivity at the transition from the contact surface 10 to the outside 2, if in between the assembly of the contact element 1 to the stock rail 3, a thermal paste is introduced. This even the smallest heat-insulating cavities can be avoided in between.
Eine noch stärkere Ausprägung des Verbindungssteges 17 erfährt dieser in den Ausgestaltungen, wie sie in Fig. 4 bis Fig. 10 dargestellt sind. Hier ist das Formelement 1 relativ massiv ausgebildet, so dass ein bestmöglicher Eintrag der Wärmeenergie ermöglicht wird.An even more pronounced expression of the connecting web 17 experiences this in the embodiments, as shown in Fig. 4 to Fig. 10. Here, the mold element 1 is relatively solid, so that a best possible entry of the heat energy is made possible.
In der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Formelement 1 aus Strangpressprofil gefertigt, wie dies auch in den anderen Ausführungen geschehen kann. Es sind ebenfalls der erste Wärmequellenraum 13 unterhalb des Schienenkopfes 11 und der zweite Wärmequellenraum 16 oberhalb des Schienenfußes 14 angeordnet, und beide sind durch den Verbindungssteg 17 mit¬ einander verbunden. Zum Zwecke der Verringerung des Wärmeverlustes über die der Kontaktfläche 10 abgewandte Außen- fläche 19 sind unter der Außenfläche 19 des Formelementes 1 zwei wärmeisolierende Hohlkammern 20 zwischen dem jeweiligen Wärmequellenraum 13 oder 16 und der Außenfläche 19 ange- ordnet .In the embodiment of Fig. 4, the mold element 1 is made of extruded profile, as can be done in the other embodiments. The first heat source space 13 below the rail head 11 and the second heat source space 16 above the rail foot 14 are likewise arranged, and both are connected to one another by the connecting web 17. For the purpose of reducing the heat loss via the outer surface 19 remote from the contact surface 10, two heat-insulating hollow chambers 20 are provided below the outer surface 19 of the molded element 1 between the respective heat source space 13 or 16 and the outer surface 19. orders.
Die Isolierwirkung kann verstärkt werden, wenn eine weitere Isolierschicht 21, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, auf die Außenfläche 19 aufgebracht wird. Die Gestaltung dieser Isolierschicht 21 bietet darüber hinaus den Vorteil, dass damit eine glatte Außenfläche zu gestalten ist.The insulating effect can be enhanced if a further insulating layer 21, as shown in Fig. 5, is applied to the outer surface 19. The design of this insulating layer 21 also offers the advantage that it is to make a smooth outer surface.
Wie in Fig. 8 dargestellt, sind in der Richtung von der Kontaktfläche 10 zur Außenfläche 19 hintereinander liegend jeweils zwei Hohlkammern 20 angeordnet, wodurch weiterhin die Isolierwirkung erhöht wird.As shown in Fig. 8, two hollow chambers 20 are arranged in the direction of the contact surface 10 to the outer surface 19 in succession, whereby further the insulating effect is increased.
In der Ausführung nach Fig. 6 ist in den Wärmequellenraum 16 ein elektrisches Heizelement 22 in Form eines Rohrheiz¬ körpers formschlüssig eingebracht. Durch die Gestaltung des Formelementes, insbesondere durch die Breite des Verbin- dungssteges 17, wird eine gute Wärmeverteilung auf die gesamte Kontaktfläche 10 ermöglicht. Zum Einbringen des Heizelementes 22 ist vorgesehen, dass der Wärmequellenraum 16 als zu der Kontaktfläche 10 hin offene Nut 23 ausgeführt ist, in die von der Seite der Kontaktfläche das Heizelement eingelegt ist.In the embodiment of FIG. 6 in the heat source chamber 16 an electrical heating element is inserted positively in the form of a ¬ Heating element body 22. Due to the design of the mold element, in particular by the width of the connecting web 17, a good heat distribution to the entire contact surface 10 is made possible. For introducing the heating element 22, it is provided that the heat source chamber 16 is designed as a groove 23 which is open towards the contact surface 10 and into which the heating element is inserted from the side of the contact surface.
Dabei besteht die Möglichkeit, das Heizelement 22 zusätzlich in der Nut 23 zu vergießen und auch die offene Seite der Nut 23 durch ein Versiegelungsmittel zu verschließen.In this case, it is possible to additionally cast the heating element 22 in the groove 23 and also to close the open side of the groove 23 by a sealing means.
In Fig. 7 und Fig. 8 ist dargestellt, dass das Formelement 1 an der Weichenzunge 5 angeordnet ist, und zwar auf der Ober¬ seite 24 eines Fußes 25 an der Außenseite 26 der Weichen¬ zunge 5, die der der Weichenzunge 5 zugehörigen Backenschiene 3 abgewandt ist. Damit wird unter anderem auch erreicht, dass eine unter dem Fuß 25 befindliche, nicht näher dargestellte Kontaktfläche zum Gleitstuhl mit beheizt wi rd .In Fig. 7 and Fig. 8 it is shown that the mold element 1 is arranged on the switch blade 5, on the upper ¬ side 24 of a foot 25 on the outer side 26 of the switch tongue ¬ tongue 5, the switch blade rail 5 associated with the switch blade 3 is turned away. This is achieved, inter alia, that a located under the foot 25, not shown contact surface for sliding chair with heated becomes .
Zweckmäßigerweise wird je ein Formelement 1 sowohl an der Backenschiene 3 als auch an der Weichenzunge 5 in der dargestellten Art und Weise angeordnet.Conveniently, a respective form element 1 is arranged both on the stock rail 3 and on the switch blade 5 in the manner shown.
In Fig. 9 und Fig. 10 ist dargestellt, dass das Formelement (1) mittels eines Spannelementes 27 mit der Backenschiene 3 kraftschlüssig verbunden ist. Eine gleiche Befestigungs¬ möglichkeit ist für ein Formelement 1 auf dem Fuß 25 der Weichenzunge 5 möglich, auch wenn dies hier nicht näher dargestellt ist.In Fig. 9 and Fig. 10 it is shown that the mold element (1) by means of a clamping element 27 with the stock rail 3 is non-positively connected. A similar fastening ¬ possibility is possible for a mold element 1 on the foot 25 of the switch blade 5, even if this is not shown here.
Das Spannelement 27 weist einen ersten Spannteil 28, der mit dem Schienenfuß 14 verbunden ist, und einen zweiten Spannteil 29 mit einer das Formelement 1 gegen den Schienensteg 9 drückenden Spanneinheit 30 auf. Mittels einer Spannschraube 31, die in eine senkrecht zum Schienensteg 9 liegende Gewindebohrung 32 einschraubbar ist und die auf ein Druckstück 33 drückt, kann das Formelement am Schienensteg befestigt werden. Zur Aufnahme des Druckstückes 33 weist die Außenfläche 19 des Formelementes 1 eine Vertiefung 35 auf, so dass der erste Spannteil 28 einen Formschluss zu dem Formelement 1 zeigt.The tensioning element 27 has a first tensioning part 28, which is connected to the rail foot 14, and a second tensioning part 29 with a tensioning unit 30 pressing the form element 1 against the rail web 9. By means of a clamping screw 31 which is screwed into a threaded bore 32 lying perpendicular to the rail web 9 and which presses on a pressure piece 33, the mold element can be fastened to the rail web. For receiving the pressure piece 33, the outer surface 19 of the mold element 1 has a recess 35, so that the first clamping part 28 shows a positive connection to the mold element 1.
Der erste Spannteil 28 hat eine erste Spannzange 35, die an eine Seite des Schienenfußes 14 angreift, und eine zweite Spannzange 36 für die andere Seite des Schienenfußes 14, die beide durch eine Zugschraube 37 den Schienenfuß klemmen. Die Verbindung 38 zwischen dem ersten 28 und dem zweiten Spannteil 29 ist elastisch, so dass das Formelement 1 durch einen elastischen Kraftschluss gegen den Schienensteg 9 gedrückt wird.The first clamping member 28 has a first collet 35 which engages one side of the rail foot 14, and a second collet 36 for the other side of the rail foot 14, both of which clamp the rail foot by a pull screw 37. The connection 38 between the first 28 and the second clamping part 29 is elastic, so that the mold element 1 is pressed by an elastic frictional connection against the rail web 9.
Die Ausführung nach Fig. 10 sieht ein Spannelement 27 vor, dessen erster Spannteil 28 und zweiter Spannteil 29 einstückig miteinander verbunden sind. Das Spannelement 27 ist als Federelement aus Federmetall ausgebildet. Hier greift der zweite Spannteil 29 unter den Schienenfuß, und der erste Spannteil 28 drückt federnd das Formelement 1 gegen den Schienensteg.The embodiment according to FIG. 10 provides a tensioning element 27, whose first clamping part 28 and second clamping part 29 are integrally connected to each other. The clamping element 27 is designed as a spring element made of spring metal. Here, the second clamping member 29 engages under the rail, and the first clamping member 28 resiliently presses the mold member 1 against the rail web.
Die Wärmequellenräume 13 und 16 in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 7, Fig. 9 und Fig. 10 sind dafür vorgesehen, ein flüssiges oder ein gasförmiges Medium als Wärmequelle aufzunehmen, indem jeweils der eine Wärmequellenraum, 13 oder 16, mit einem Vorlauf und der andere Wärmequellenraum, 16 oder 13, mit einem Rücklauf einer nicht näher dargestellten Heizquelle oder besser Warmwasserheizung verbunden ist.The heat source chambers 13 and 16 in Fig. 4, Fig. 5, Fig. 7, Fig. 9 and Fig. 10 are intended to receive a liquid or a gaseous medium as a heat source by each of the heat source space, 13 or 16, with a flow and the other heat source space, 16 or 13, is connected to a return of a heating source, not shown, or better hot water heater.
Die Leistung kann an einer Weiche bei konventioneller elektrischer Beheizung 10 kW und mehr betragen, um dieThe power can be 10 kW and more at a switch with conventional electric heating to the
Forderung einiger Bahninfrastrukturbetreiber, wonach bei - 2O0C Außentemperatur durch Beheizung die Schienentemperatur auf +30C gehalten werden muss, zu erfüllen. Durch die Gestaltung des Formelementes 1 und dessen Montageart an der Backenschiene 3, an der Weichenzunge 5 oder im bevorzugtenDemands of some rail infrastructure operators, according to which - 2O 0 C outside temperature must be kept by heating the rail temperature to +3 0 C. Due to the design of the mold element 1 and its mounting on the stock rail 3, at the switch blade 5 or in the preferred
Falle an beiden Weichenelementen 3 und 5 wird es ermöglicht, diese hohe Leistung mit einer geringen Temperaturdifferenz zwischen den Wärmequellen und der Schienenweiche einzubringen. Dadurch wird es insbesondere möglich, beispielsweise mit geringen Vorlauftemperaturen bei flüssigen oder gasförmigen Medien zu arbeiten. Dies ermöglicht unter anderem auch den Einsatz einer geothermischen Wärmeerzeugung. Auch wird es dadurch möglich, Wärmeverluste infolge von Wärmestrahlung zu minimieren.Trap on both switch elements 3 and 5, it is possible to bring this high performance with a low temperature difference between the heat sources and the rail switch. This makes it possible in particular to work, for example, with low flow temperatures in liquid or gaseous media. Among other things, this also allows the use of geothermal heat generation. It also makes it possible to minimize heat loss due to heat radiation.
Wie in Fig. 11 dargestellt, besteht das Formelement 1 aus einer dreidimensionalen textilen Gewebekonstruktion 39. Diese weist zwei textile Decklagen 40 auf. Zwischen diesen zwei textilen Decklagen 40 ist ein Hohlraum 41 für das Durchströmen des Wärmemediums vorgesehen. Dieser wird dadurch realisiert, dass zwischen die textilen Decklagen 40 ein textiles Abstandsgewirk 42 eingewoben ist. Die textilen Decklagen 40 und deren Stirnseiten sind durch dünne, elastische und in das Gewebe einvulkanisierte gummiartige Folien 43 abgedichtet. Der Hohlraum 41 dient als Wärmequellenraum in der vorstehend beschriebenen Art. Das heißt, das Formelement 1 ist an beiden Enden seiner Längserstreckung mit einer Heizquelle verbunden und das durch die Hohlräume 41 fließende Heizmedium erwärmt dieses und damit das Weichenelement 3 oder 5.As shown in Fig. 11, the molded element 1 consists of a three-dimensional textile fabric construction 39. This has two textile cover layers 40. Between these two textile cover layers 40, a cavity 41 is provided for the passage of the heat medium. This is realized in that between the textile cover layers 40, a textile spacer fabric 42 is woven. The textile cover layers 40 and their end faces are sealed by thin, elastic and vulcanized into the fabric rubbery films 43. The cavity 41 serves as a heat source space in the manner described above. That is, the mold member 1 is connected at both ends of its longitudinal extent with a heating source and the heating medium flowing through the cavities 41 heats this and thus the switch element 3 or 5.
Wie in Fig. 12 dargestellt, besteht das Formelement 1 aus einer zweidimensionalen, textilen Gewebekonstruktion 44, in deren Garne leitfähige Garne 45 verwoben sind, die sich mit nichtleitfähigen Garnen 46 abwechseln. Dadurch wird in Längsrichtung eine Parallelschaltung der in Querrichtung eingewobenen Heizfäden in Form der leitfähigen Garne 45 erreicht. Das Formelement 1 ist an beiden Enden seiner Längserstreckung mit einer Spannungsquelle verbunden und der dadurch fließende Strom erwärmt dieses und damit das Weichenelement 3 oder 5.As shown in FIG. 12, the mold element 1 consists of a two-dimensional textile fabric construction 44, in whose yarns conductive yarns 45 are interwoven, alternating with nonconductive yarns 46. Characterized a parallel connection of the filaments woven in the transverse direction in the form of the conductive yarns 45 is achieved in the longitudinal direction. The mold element 1 is connected at both ends of its longitudinal extent with a voltage source and the current flowing through it heats this and thus the switch element 3 or 5.
In beiden Fällen der Fig. 11 und Fig. 12 ist das Formelement 1 mittels eine wärmeleitenden flexiblen Klebstoffs 47 mit dem Weichenelement - hier beispielsweise als Backenschiene 3 dargestellt - mit der der Außenseite 2 verbunden. Anordnung zur Beheizung von SchienenweichenIn both cases of FIGS. 11 and 12, the molded element 1 is connected to the switch element by means of a thermally conductive flexible adhesive 47 - here represented for example as a stock rail 3 - with the outer side 2. Arrangement for heating railroad switches
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Formelement1 mold element
2 Außenseite der Backenschiene2 outside of the stock rail
3 Backenschiene3 stock rail
4 Laschenkammer4 tab chamber
5 Weichenzunge5 switch tongue
6 Durchgangsbohrung6 through hole
7 Bolzen7 bolts
8 Mutter8 mother
9 Schienensteg9 rail bridge
10 Kontaktfläche10 contact area
11 Schienenkopf11 rail head
12 obere Wulst12 upper bead
13 erster Wärmequellenraum13 first heat source room
14 Schienenfuß14 rail foot
15 untere Wulst15 lower bead
16 zweiter Wärmequellenraum16 second heat source room
17 Verbindungssteg17 connecting bridge
18 Dicke des Verbindungsstegs18 thickness of the connecting web
19 Außenfläche 20 Hohlkammer19 outer surface 20 hollow chamber
21 Isolierschicht21 insulating layer
22 Heizelement22 heating element
23 Nut23 groove
24 Oberseite 25 Fuß der Weichenzunge24 top 25 feet of the switch tongue
26 Außenseite der Weichenzunge26 outside of the switch tongue
27 Spannelement27 clamping element
28 erster Spannteil 29 zweiter Spannteil28 first clamping part 29 second clamping part
30 Spanneinheit30 clamping unit
31 Spannschraube31 clamping screw
32 Gewindebohrung 33 Druckstück32 threaded hole 33 thrust piece
34 Vertiefung34 deepening
35 erste Spannzange35 first collet
36 zweite Spannzange36 second collet
37 Zugschraube 38 Verbindung37 Tension screw 38 connection
39 dreidimensionale textile Gewebekonstruktion39 three-dimensional textile fabric construction
40 textile Decklage40 textile cover layer
41 Hohlraum41 cavity
42 Abstandsgewirk 43 gummiartige Folie42 spacer fabric 43 rubber-like film
44 zweidimensionale textile Gewebekonstruktion44 two-dimensional textile fabric construction
45 leitfähiges Garn45 conductive yarn
46 nichtleitfähiges Garn46 non-conductive yarn
47 Klebstoff 47 adhesive

Claims

Anordnung zur Beheizung von SchienenweichenPatentansprüche Arrangement for heating railway turnoutspatents claims
1. Anordnung zur Beheizung von Schienenweichen mit einem Formelement, das einen Wärmequellenraum aufweist, der eine Wärmequelle aufnimmt, wobei das Formelement mit einem Weichenelement der Schienenweiche verbindbar ist, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das1. Arrangement for heating railway turnouts with a mold element having a heat source space which receives a heat source, wherein the mold element is connectable to a switch element of the rail switch, d a c h e c e n e c e s that the
Formelement (1) an dem Weichenelement, nämlich Backenschiene (3), Weichenzunge (5) oder bewegliches Herzstück, unterhalb des Kopfes (11) der Backenschiene (3) oder der Weichenzunge (5) angeordnet und so gestaltet ist, dass der Wärmequellenraum (13; 16) über die größtmögliche dem Weichenelement (3; 5) zugewandte Kontaktfläche (10) wärmeleitend mit dem Weichenelement (3 oder 5) verbindbar ist .Forming element (1) on the switch element, namely stock rail (3), switch blade (5) or movable core, below the head (11) of the stock rail (3) or the switch blade (5) is arranged and designed so that the heat source space (13 16) via the largest possible the switch element (3; 5) facing the contact surface (10) thermally conductively connected to the switch element (3 or 5) is connectable.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wärmequellenraum (13; 16) als längserstreckter Hohlraum ausgebildet ist, dessen Längsachse sich in Längserstreckung des Weichenelementes (3; 5) erstreckt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the heat source space (13; 16) is formed as an elongated cavity whose longitudinal axis extends in the longitudinal extent of the switch element (3; 5).
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet , dass unter der der Kontaktfläche (10) abgewandten Außenfläche (19) des Formelementes eine Wärmeisolierung angeordnet sind.3. Arrangement according to one of claims 1 to 2, characterized in that under the contact surface (10) facing away from the outer surface (19) of the molded element, a heat insulation are arranged.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass auf der der Kontaktfläche (10) abgewandten Außenfläche (19) eine Isolierschicht (21) aufgebracht ist. 4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the contact surface (10) facing away from the outer surface (19), an insulating layer (21) is applied.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wärmequellenraum (13; 16) ein flüssiges oder ein gasförmiges Medium als Wärmequelle aufnimmt, indem es mit einer Heizquelle für flüssiges oder gasförmiges Medium verbunden ist .5. The arrangement according to claim 1, wherein the heat source space (13; 16) receives a liquid or a gaseous medium as a heat source by being connected to a heating source for liquid or gaseous medium.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Formelement (1) aus einem gut wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus einem einem metallischen Werkstoff, wie Aluminium oder Kupfer, besteht und form- und kraftschlüssig mit dem Weichenelement (3; 5) verbunden ist.6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shaped element (1) consists of a good thermal conductivity material, in particular of a metallic material such as aluminum or copper, and positive and non-positive with the switch element (3; ) connected is.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wärmequellenraum (13; 16) ein elektrisches Heizelement (22), entsprechend elektrisch isoliert, als Wärmequelle aufnimmt.7. Arrangement according to claim 1, wherein the heat source space (13, 16) receives an electrical heating element (22), correspondingly electrically isolated, as the heat source.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn z ei chnet , dass der Wärmequellenraum (13; 16) als zu der Kontaktfläche (10) hin offene Nut (23) ausgeführt ist, in die von der Seite der Kontaktfläche (10) das Heizelement (22) eingelegt ist.8. Arrangement according to claim 7, characterized in that the heat source space (13; 16) is designed as a groove (23) which is open towards the contact surface (10) and into which the heating element (10) from the side of the contact surface (10) 22) is inserted.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn z ei chnet , dass die offene Seite der Nut (23) durch ein Versiegelungsmittel verschlossen ist.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the open side of the groove (23) is closed by a sealing means.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn z ei chnet , dass das Formelement (1) aus Strangpressprofil besteht.10. Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized marked egg z egg that the mold element (1) consists of extruded profile.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine zu dem Schienenkopf (11) weisende obere Wulst (12) vorgesehen ist, die mit dem ersten Wärmequellenraum (13) versehen ist, dass eine zu dem Schienenfuß (14) weisende untere Wulst (15) vorgesehen ist, die mit dem zweiten Wärmequellenraum (16) versehen ist, dass zwischen der oberen (12) und der unteren Wulst (15) ein wärmeleitender Verbindungssteg (17) vorgesehen ist, der eine die Außenseite (2) der Backenschiene (3) kontaktierende Kontaktfläche (10) des Formelementes (1) realisiert, dass die Kontaktfläche (10) eine zu der Form der Außenseite (2) der Backenschiene (3) inverse (komplementäre) Form aufweist .11. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that a to the rail head (11) facing upper bead (12) is provided, which is provided with the first heat source space (13) that a to the rail foot (14) facing lower bead (15) is provided, which is provided with the second heat source space (16) that between the upper (12) and the lower bead (15) a thermally conductive connecting web (17) is provided which realizes a the outer side (2) of the stock rail (3) contacting the contact surface (10) of the mold element (1) that the contact surface (10) to the shape of the Outside (2) of the stock rail (3) inverse (complementary) shape.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Formelement aus einem elastischen, nicht metallischen Werkstoff ausgebildet ist.12. Arrangement according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h e c e n e c i n e s in that the molded element is formed of an elastic, non-metallic material.
13. Anordnung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Formelement (1) mittels wärmeleitenden Klebstoffs an dem Weichenelement (3; 5) befestigt und so gestaltet ist, dass der Wärmequellenraum (13; 16) über die größtmögliche dem Weichenelement (3; 5) zugewandte Kontaktfläche wärmeleitend mit dem Weichenelement (3; 5) verbindbar ist.13. Arrangement according to claim 12, characterized in that the shaped element (1) by means of thermally conductive adhesive to the switch element (3; 5) attached and designed so that the heat source space (13; 16) over the largest possible the switch element (3; 5) facing contact surface thermally conductive with the switch element (3, 5) is connectable.
14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Formelement (1) aus einer dreidimensionalen textilen Gewebekonstruktion (39) besteht, bei der zwischen zwei textilen Decklagen (40) einen Hohlraum (41) für das Durchströmen des Wärmemediums realisierende textile Abstandsgewirke (42) eingewoben sind, wobei die textilen Decklagen (40) und deren Stirnseiten durch dünne, elastische und in das Gewebe einvulkanisierte gummiartige Folien (43) abgedichtet sind. 14. Arrangement according to claim 12 or 13, characterized in that the shaped element (1) consists of a three-dimensional textile fabric construction (39) in which between two textile cover layers (40) has a cavity (41) for the passage of the heat medium realizing textile spacer knitted fabric (40). 42) are woven, wherein the textile cover layers (40) and their end faces are sealed by thin, elastic and vulcanized into the fabric rubbery films (43).
15. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das das Formelement (1) aus einer zweidimensionalen, textilen Gewebekonstruktion (44) besteht, in deren Garne leitfähige Garne (45) verwoben sind, die sich mit nichtleitfähigen Garnen (46) abwechseln, wodurch in Längsrichtung eine Parallelschaltung der in Querrichtung eingewobenen Heizfäden erreicht wird.An assembly according to claim 12 or 13, characterized in that the forming element (1) consists of a two-dimensional textile fabric construction (44) in whose yarns conductive yarns (45) are interwoven, alternating with nonconductive yarns (46), whereby a parallel connection of the filaments woven in the transverse direction is achieved in the longitudinal direction.
16. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das das Formelement (1) aus einer Folie besteht, die metallische Leiterbahnen oder16. Arrangement according to claim 12 or 13, characterized in that the molded element (1) consists of a foil, the metallic conductor tracks or
Heizdrähte aufweist, wobei die Folie mit den metallischen Leiterbahnen oder die Heizdrähte in zwei Silikonmatten eingebettet und isoliert sind. Has heating wires, wherein the film with the metallic conductor tracks or the heating wires are embedded and insulated in two silicone mats.
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