WO2019042629A1 - Concrete sleeper for a railway track - Google Patents

Concrete sleeper for a railway track Download PDF

Info

Publication number
WO2019042629A1
WO2019042629A1 PCT/EP2018/067898 EP2018067898W WO2019042629A1 WO 2019042629 A1 WO2019042629 A1 WO 2019042629A1 EP 2018067898 W EP2018067898 W EP 2018067898W WO 2019042629 A1 WO2019042629 A1 WO 2019042629A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
concrete sleeper
sensor
recess
concrete
measuring device
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/067898
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Maria Ángeles SÁNCHEZ PÉREZ
Original Assignee
Pcm Rail.One Ag
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 Pcm Rail.One Ag filed Critical Pcm Rail.One Ag
Priority to ES18740136T priority Critical patent/ES2951154T3/en
Priority to EP18740136.9A priority patent/EP3676449B1/en
Publication of WO2019042629A1 publication Critical patent/WO2019042629A1/en

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/28—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • B61L23/04—Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/042—Track changes detection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/12—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring movement of the track or of the components thereof under rolling loads, e.g. depression of sleepers, increase of gauge

Definitions

  • the invention relates to a concrete sleeper for a railway track, with a sensor having a measuring device for detecting acting on the concrete sleeper during operation loads and / or deformations.
  • a threshold is proposed, which is formed in two parts and has a trough-like base body in which a volumetric flask is mounted vertically movable.
  • the top of the volumetric flask serves as a support for a rail.
  • EP 2 602 169 A1 proposes a concrete sleeper which has fixed measuring devices.
  • the measuring equipment is located inside the concrete sleeper.
  • the conventional concrete sleepers with built-in sensors allow reliable detection of the loads occurring during operation.
  • concrete sleepers are relatively expensive, which is why in practice only a small number of concrete sleepers can be equipped with it.
  • the invention has for its object to provide a concrete threshold with which the detection of loads occurring during operation can be performed easier and more flexible.
  • the concrete sleeper according to the invention enables the measuring device to be introduced as required, if a measurement is actually to be carried out. If no measurement is to be carried out, the concrete sleeper can be used like a conventional concrete sleeper which has no measuring device. In this way, any number of concrete sleepers according to the invention can be installed along a railway track, which are prepared and suitable for receiving a measuring device. If necessary, then one or more concrete sleepers according to the invention are provided with the measuring device.
  • the measuring device is used in the respective exception of concrete sleepers. In this way, different sections of the railroad track can be examined.
  • the invention has the advantage that only a single measuring device or optionally several measuring devices are required, which are not permanently installed and installed to perform a measurement at a desired position. However, since the measuring device or the plurality of measuring devices can be installed exactly at a certain point of the rail chassis to perform a measurement, is efficient use possible. In contrast, the mentioned conventional concrete sleepers only allow one measurement at the installation location of the corresponding concrete sleeper. This results in the advantage that the detection of loads occurring during operation can be performed simply, flexibly, purposefully and inexpensively.
  • the recess is formed by a hollow profile, which is preferably integrally connected to the concrete.
  • the hollow profile may be, for example, a metal profile, in particular a steel profile or an aluminum profile.
  • the hollow profile forms an exact contact surface for the measuring device, so that measurements can be carried out accurately and reproducibly.
  • the hollow profile is firmly connected to the concrete body of the concrete sleeper, so that loads acting on the concrete sleeper are transmitted directly to the measuring device via the hollow profile.
  • a hollow profile designed as a metal profile has a higher modulus of elasticity than the concrete surrounding it. Due to the hollow profile, the reduction in stiffness caused by the recess in the concrete body is approximately compensated.
  • the hollow profile is designed such that the concrete sleeper according to the invention behaves approximately like a conventional concrete sleeper without a recess.
  • the implementation of a measurement by means of the concrete sleeper according to the invention thus enables a realistic detection of the loads acting on conventional concrete sleepers during operation of the rail track.
  • a development of the invention provides that the hollow profile of the concrete sleeper according to the invention has a rectangular or square or round cross-section.
  • Such hollow profiles are commercially available.
  • the cross section is rectangular or square.
  • a rectangular or square cross-section has an upper and a lower inner surface facing each other. These surfaces can be used to the measuring device to be arranged exactly at a desired position so that the loads occurring are transmitted from the concrete sleeper via the hollow profile to the measuring device.
  • the senor of the measuring device is accommodated in a sensor housing which can be inserted or inserted into the recess.
  • the sensor of the measuring device can thus be used either directly in the hollow profile, alternatively, the sensor can be accommodated in a sensor housing.
  • the sensor housing protects the measuring system against environmental influences and ensures a high quality of the recorded measurement data.
  • the sensor housing is optional. If the measuring device is used without sensor housing, the recess, in particular the hollow profile can be closed at the free end, for example by a plug, a flap, a lid or the like.
  • the senor can be fastened or fastened in the recess in a form-fitting and / or non-positive manner by means of a clamping device.
  • a sensor housing is provided in which the sensor is accommodated, it may alternatively be provided that the sensor housing can be fastened or fastened in the recess in a form-fitting and / or non-positive manner by means of a clamping device.
  • the recess is formed by a hollow profile, the sensor or the sensor housing by means of the clamping device in the hollow profile is positively secured and / or non-positively attached. By the positive or non-positive attachment ensures that the loads occurring during operation, in particular vertical forces, on the
  • Measuring device are transferred so that an accurate metrological detection of the loads is possible.
  • the frictional attachment can also be done by a magnet.
  • the clamping device can be inserted into the recess and, on the one hand, to a ner inner surface of the recess and on the other hand supported on an outer surface of the sensor housing.
  • the clamping device can thus be inserted into the recess, optionally in the hollow profile, and clamped there.
  • the clamping device may comprise a first clamping plate which cooperates with a second clamping plate such that by a longitudinal displacement of the two superimposed clamping plates relative to each other the total thickness is adjustable.
  • the first and / or the second clamping plate is shaped so that the desired thickness change results in a longitudinal displacement of the two clamping plates.
  • the concrete sleeper comprises the first clamping plate and the second clamping plate.
  • one of the clamping plates can be firmly connected to the measuring device.
  • One of the clamping plates can thus also be designed as an outer side of the measuring device.
  • a clamping plate is integrally connected to the measuring device.
  • the first clamping plate may have a threaded bore and the second clamping plate may be longitudinally displaceable by means of a screw passing through the threaded hole.
  • the screw By turning the screw the required longitudinal displacement of a clamping plate can be effected, whereby the other clamping plate is moved, so that the total thickness of the two clamping plates changes.
  • the two clamping plates in the recess in particular in the hollow profile, can be clamped.
  • One of the clamping plates is supported on an inner side of the recess, in particular on the inside of the hollow profile.
  • the other clamping plate is supported on the measuring device, optionally on a sensor housing.
  • the clamping plates each have a ramp profile, wherein the two ramp profiles are at least approximately opposite to each other.
  • a ramp profile has one or more inclined surfaces.
  • the clamping plates may also have a sawtooth profile with a plurality of inclined surfaces.
  • the two clamping plates could also be formed as wedge profiles, so that in a relative displacement to each other in the longitudinal direction, the required change in the total thickness is effected, whereby the clamping is achieved.
  • the sensor housing may preferably be formed as a tube.
  • the tube may preferably have a round or an angular cross-section.
  • a variant of the concrete sleeper according to the invention provides that the recess is formed as a passage opening.
  • the passage opening can be penetrated by the hollow profile.
  • the passage opening preferably extends in the longitudinal direction of the concrete sleeper.
  • a stop for the measuring device possibly also two stops, be present. In this way, it is easily possible to insert the measuring device exactly at a certain position in the longitudinal direction in the recess and lock there by means of the clamping device.
  • a first measuring device starting from one end and a second measuring device can be used starting from the opposite end.
  • the concrete sleeper can have two or more recesses which preferably extend inwards in the longitudinal direction from both ends.
  • the recesses may be positioned so that the measuring devices below the slide nenauflagen the concrete threshold can be positioned.
  • a measuring device in the threshold center preferably in the vicinity of the top of the threshold, be arranged.
  • the sensor is designed as a laser sensor having a laser light emitting transmitter and a receiver, which are spaced from each other, wherein the laser sensor is adapted to a by a force acting on the concrete sleeper load and / or to detect a deformation.
  • the laser sensor comprises a measuring path which is formed between the sensor and the receiver.
  • the transmitter and the receiver are aligned so that the laser light is incident on a particular position of the receiver. If the sensor experiences a load, in particular a vertical force, this force causes a bending load to be exerted on the measuring device and the laser light to strike the receiver at another position. This deviation is detected by the sensor. The deviation depends on the load acting on the concrete sleeper. Accordingly, the load occurring can be detected and characterized by the evaluation of the sensor signal.
  • the measuring device is positioned in the recess such that the sensor is at least approximately below a rail support surface or in the region of the threshold center. If necessary, corresponding sensors can be located under both rail support surfaces.
  • the concrete sleeper it may be provided that it has a further sensor which is arranged on the surface or at least in the vicinity of the surface of the concrete sleeper, in its central region.
  • This sensor may be a force sensor or a sensor for detecting a tensile or compressive load.
  • the invention relates to a method for detecting loads and / or deformations acting on a concrete sleeper during operation on a railway track.
  • the inventive method is characterized in that a concrete threshold of the type described exhibiting a recess for a measuring device is used, and the measuring device is removably inserted in the recess.
  • the following steps can be carried out in advance: positioning at least one force sensor for several concrete sleepers for detecting interpolation forces, determining which concrete sleeper experiences the relevant, especially the largest, load, and inserting the measuring device into the concrete sleeper with the largest one Burden.
  • 1 is a sectional side view of a concrete sleeper according to the invention
  • 2 is a view rotated by 90 degrees in the longitudinal direction
  • FIG. 3 is an enlarged view of the left half of Fig. 1,
  • FIG. 5 shows a plan view of the sensor housing shown in FIG. 4
  • FIG. 6 shows a view of the profile of the sensor housing
  • FIG. 7 is a side view of a first clamping plate
  • FIG. 8 shows the clamping plate shown in Fig. 7 in a view from below
  • FIG. 9 is a side view of a second clamping plate
  • Fig. 10 is a plan view of the second clamping plate shown in Fig. 9, and Fig. 1 1 shows an embodiment of a method according to the invention.
  • Fig. 1 is a side view of a concrete sleeper 1
  • Fig. 2 is a contrast rotated 90 degrees view of the concrete sleeper 1 in the longitudinal direction.
  • the concrete sleeper 1 comprises a cuboid basic body 2 made of concrete. At both ends of the concrete sleeper 1 threshold blocks 4 are formed, in this area, the concrete sleeper 1 has a raised top 5 with a rail support 6.
  • the concrete sleeper 1 is provided for a plurality of tie rods 7.
  • a total of six tension rods 7 are provided, the number of tension rods is determined depending on the expected loads and can vary.
  • the recess 8 is formed by a hollow profile 9.
  • the hollow section 9 consists of a steel alloy and has a rectangular cross-section.
  • the hollow profile 9 is arranged in the base body 2, that the longer rectangular sides are aligned in the vertical direction.
  • the hollow section 9 is poured in the production of the main body 2 of the concrete sleeper 1, whereby it is firmly connected to the base body 2.
  • the recess 8 formed by the hollow profile 9 is formed as a through hole and thus extends from one end of the concrete sleeper 1 to the opposite end.
  • the recess 8 is adapted to receive a measuring device. Due to the configuration of the hollow profile 9 as a passage opening, a measuring device can be inserted into the hollow profile 9 from both ends of the concrete sleeper 1. The measuring device is used only when needed, if no measurement is to be made, the recess 8 is empty or hollow. To protect against environmental influences, the recess 8 can be closed with a stopper or a lid.
  • Fig. 1 it is shown that in the recess 8 two measuring devices are used. Below each rail support 6 is in each case a measuring device.
  • the measuring device 10 comprises a sensor housing 1 1.
  • the sensor housing 1 1 is designed as a push tube and takes the sensor 12 in its interior.
  • Fig. 4 is a sectional side view and shows the insertion tube designed as a sensor housing 1 1 with the sensor 12 disposed therein.
  • Fig. 5 is a plan view of the sensor housing 1 1
  • Fig. 6 is a view of the sensor housing 1 1 in the longitudinal direction.
  • the sensor housing 1 1 has a plurality of openings 13 at its top.
  • two longitudinally extending openings 13 are provided, in addition, two smaller openings 14 are present, which have an oval contour.
  • the size, position and number of openings 13, 14 is selected so that the reduction in rigidity caused by the recess 8 in the base body 2 of the concrete sleeper 1 is at least approximately compensated by the sensor housing 1 1.
  • the square profile of the sensor housing 1 1 is selected so that the designed as a slide tube sensor housing 1 1 is inserted into the hollow section 9, as shown in Figures 1 and 3.
  • the sensor 12 is formed as a laser sensor.
  • the laser sensor comprises a transmitter 15 and a receiver 16 spaced therefrom. Between the transmitter 15 and the receiver 16, a measuring path is formed.
  • the transmitter 15 emits laser light incident on the receiver 16.
  • the transmitter 15 and the receiver 16 are coordinated so that the laser light impinges on a specific point of the receiver 16.
  • Fig. 1 it can be seen that the sensor 12 is located in the installed state exactly below a rail support 6.
  • the vertical force is transmitted via the rail to the rail supports in the base body 2 of the concrete sleeper 1. This vertical force causes a force acting on the sensor housing 1 1 bending load.
  • This bending load occurring between the transmitter 15 and the receiver 16 results in the laser light emitted by the transmitter 15 occurring at a different location on the receiver 16.
  • a measuring signal supplied by the laser sensor is a measure of the bending load.
  • the measuring signal gives the Deviation between the position on which the laser light without load occurs and the position at which the laser light is incident when loaded by a rail vehicle. Accordingly, it can be concluded by the detection and evaluation of the measurement signal supplied by the sensor 12 on the size and the time course of an occurring load.
  • the sensor housing 1 1 is positively and / or non-positively coupled to the recess 8 and the recess 8 forming hollow section 9. In this case, the loads generated by the railroad crossing the concrete sleeper 1 are transmitted to the sensor housing 1 1 and the sensor 12. It is therefore essential that the sensor housing 1 1 is firmly received in the concrete sleeper 1.
  • the sensor housing 1 1 accommodating the sensor 12 is fastened in the recess 8 in a form-locking and / or force-locking manner by means of a clamping device.
  • the clamping device can be inserted into the recess 8 and comprises a first clamping plate 17, which is shown in a side view in FIG. 7 and in a view from below in FIG. 8.
  • the clamping plate 17 At one end, which forms the outer end of the clamping plate 17 in the mounted state, the clamping plate 17 has an end section 18 angled off by 90 degrees, which is provided with a threaded bore 19.
  • the clamping plate 17 has a ramp profile 20. Overall, as can be seen in FIGS. 7 and 8, there are two sections provided with the ramp profile 20.
  • a first section is approximately in the middle of the first clamping plate 17, a second section is located at the inner end of the clamping plate 17.
  • the ramp profile comprises in this embodiment, one or two ramps 21, starting from the plate-shaped base body of the clamping plate 17th extend obliquely downwards.
  • the directional indication "below” refers to the mounting state.
  • the sections having the ramp profile shown in Figures 7 and 8 are to be understood as examples only.A ramp profile may alternatively consist of a different number of individual ramps and the ramps may another angle of inclination have. It is essential, however, that the ramp 21 extends from the base body of the clamping plate 17 downwards and inwards.
  • FIGS. 9 and 10 are side views showing the second clamp plate 22 in the assembled state.
  • FIG. 10 is a plan view of the second clamp plate 22.
  • the second clamping plate 22 has a section 23 angled off at 90 degrees at its outer end.
  • the angled section 23 has a blind hole 24.
  • the second clamping plate 22 has a ramp profile 25 which is formed on two sections. The positions of the ramp profile 25 having portions corresponding to those of the first clamping plate 17.
  • the ramp profile 25 faces upward.
  • the ramp profile 25 includes one or two ramps 26 inclined to the horizontal axis.
  • a ramp 26 extends upwardly and outwardly from the main body 2 of the second clamping plate 22 with respect to the installed state.
  • the directional indication "outside" designates an axial end of the concrete sleeper 1.
  • the first clamping plate 17 and the second clamping plate 22 together form a clamping device 27.
  • Fig. 3 the clamping device 27 in the assembled state, ie in the concrete sleeper 1, is shown.
  • the clamping device 27 is mounted by the first clamping plate 17 and the second clamping plate 22 are placed on each other so that the respective ramp profiles 20, 25 are opposite.
  • the two ramp profiles 20, 25 are approximately opposite to each other. Accordingly, the inclined ramps 21, 26 of the two clamping plates 17, 22 are each opposite.
  • the clamping device 27 is - as shown in Fig. 3 - positioned on the top of the sensor housing 1 1 and used together with the sensor housing 1 1 in the hollow section 9.
  • the thickness of the two-part clamping device 27 and the thickness of the sensor housing 1 1 is so on adjusted the clear height of the hollow section 9, that the clamping device can be inserted together with the sensor housing 1 1 from the outside into the recess 8 and the hollow section 9 of the base body 2 of the concrete sleeper 1. Subsequently, the clamping of the sensor housing 1 1 takes place by means of the Klemmvor- direction 27.
  • a screw is screwed into the threaded bore 19 of the angled portion 18 of the first clamping plate 17. By turning the screw, its outer end passes into the blind hole 24 of the angled section 23 of the second clamping plate 22. By turning the screw, the second clamping plate 22 is displaced in the longitudinal direction relative to the first clamping plate 17.
  • the second clamping plate 22 is moved into the interior of the recess 8.
  • the opposing and mutually contacting ramps 21, 26 of the two clamping plates 17, 22 slide on each other, whereby the total thickness increases.
  • the screw is rotated until the top of the first clamping plate 17 contacts the upper inner surface of the hollow profile 9. In this way, the clamping device 27 clamps the sensor housing in the hollow section 9.
  • Fig. 3 it can be seen that the clamping effect causing ramp profiles 20, 25 are each at the point at which also the transmitter 15 and the receiver 16 of the laser sensor are.
  • the clamping device 27 thus the sensor housing 1 1 and the sensor 12 comprehensive measuring device 10 is positively and / or non-positively connected to the base body 2 of the concrete sleeper 1.
  • the screw is rotated in the reverse direction, thereby the two clamping plates 17, 22 are again displaced in the longitudinal direction, so that they can be removed together with the sensor housing 1 1 from the recess 8 ,
  • the concrete sleeper 1 may optionally have a further, third sensor, which is mounted on the top of the concrete sleeper, in the middle. Such a sensor (not shown) serves to detect a tensile or compressive load.
  • FIG. 1 shows a method for detecting loads and / or deformations acting on a concrete sleeper of a railway travel path during operation. In Fig. 1 1, an arrangement with a plurality of Betonschweiler 1 is shown.
  • Each of the concrete sleepers 1 corresponds to the above-described concrete sleeper and has force sensors 28, 29 which are designed to detect support point forces and are arranged on the upper side of the concrete sleeper 1 in an intermediate position below the rails 30.
  • the force sensors 28, 29 can also be installed later.
  • the force sensors 28, 29 detect vertical forces that occur when driving on the railway track.
  • the force sensors are shown in Fig. 1 1 only at a concrete threshold.
  • the measuring device 10 is inserted into the identified concrete sleeper. Subsequently, by means of the measuring device 10, as described above, the loads and / or deformations which act during operation are determined.

Abstract

The invention relates to a concrete sleeper (1) for a railway track, comprising a measuring device (10) for sensing loads on and/or deformation of the concrete sleeper (1) during operation, said measuring device having a sensor (12), characterized in that the concrete sleeper (1) has at least one cut-out (8), into which the measuring device (10) can be or is removably inserted.

Description

BETONSCHWELLE FÜR EINEN EISENBAHNFAHRWEG  CONCRETE SHAFT FOR A RAILWAY TRACK
Die Erfindung betrifft eine Betonschwelle für einen Eisenbahnfahrweg, mit einer einen Sensor aufweisenden Messeinrichtung zum Erfassen von während des Betriebs auf die Betonschwelle einwirkenden Lasten und/oder Verformungen. The invention relates to a concrete sleeper for a railway track, with a sensor having a measuring device for detecting acting on the concrete sleeper during operation loads and / or deformations.
Für die Auslegung von Betonschwellen existieren Dimensionierungsnchtlinien, die auf Erfahrungswerten beruhen. Darin sind vergleichsweise große Sicherheitsfaktoren berücksichtigt. Die Dimensionierung von Betonschwellen ist allerdings mit gewissen Unsicherheiten behaftet, da die tatsächlichen, im Betrieb auftretenden Belastungen unbekannt sind. Während des Betriebs sind die Betonschwellen sowohl Druckbelastungen als auch Biegebelastungen ausgesetzt. Betonschwellen müs- sen so dimensioniert werden, dass über die geplante Lebensdauer keine Rissbildung und kein Bruch auftritt. For the design of concrete sleepers there are dimensioning guidelines based on empirical values. This includes comparatively large safety factors. However, the dimensioning of concrete sleepers involves certain uncertainties, since the actual loads occurring during operation are unknown. During operation, the concrete sleepers are exposed to both compressive loads and bending loads. Concrete sleepers must be dimensioned so that no cracks or breakage occur over the planned service life.
In der Vergangenheit sind bereits verschiedene Versuche unternommen worden, um die während des Betriebs auftretenden Lasten zu erfassen. Various attempts have been made in the past to detect the loads occurring during operation.
In der DE 40 23 745 A1 wird eine Schwelle vorgeschlagen, die zweiteilig ausgebildet ist und einen trogartigen Grundkörper aufweist, in dem ein Messkolben vertikal beweglich gelagert ist. Die Oberseite des Messkolbens dient als Auflage für eine Schiene. Zwischen dem Grundkörper und dem Messkolben befindet sich im Inne- ren der Betonschwelle ein Drucksensor. Beim Befahren der Betonschwelle durch ein Schienenfahrzeug können die momentan auftretenden Vertikalkräfte erfasst werden. In DE 40 23 745 A1, a threshold is proposed, which is formed in two parts and has a trough-like base body in which a volumetric flask is mounted vertically movable. The top of the volumetric flask serves as a support for a rail. Between the main body and the volumetric flask there is a pressure sensor inside the concrete sleeper. When driving on the concrete sleeper by a rail vehicle, the currently occurring vertical forces can be detected.
In der EP 2 602 169 A1 wird eine Betonschwelle vorgeschlagen, die fest einge- baute Messeinrichtungen aufweist. Die Messeinrichtungen befinden sich im Inneren der Betonschwelle. Die herkömmlichen Betonschwellen mit fest eingebauten Messaufnehmern ermöglichen eine zuverlässige Erfassung der während des Betriebs auftretenden Belastungen. Allerdings sind derartige, mit Messeinrichtungen ausgerüstete Betonschwellen vergleichsweise teuer, weshalb in der Praxis nur eine geringe Anzahl von Betonschwellen damit ausgerüstet werden kann. EP 2 602 169 A1 proposes a concrete sleeper which has fixed measuring devices. The measuring equipment is located inside the concrete sleeper. The conventional concrete sleepers with built-in sensors allow reliable detection of the loads occurring during operation. However, such equipped with measuring devices concrete sleepers are relatively expensive, which is why in practice only a small number of concrete sleepers can be equipped with it.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betonschwelle anzugeben, mit der die Erfassung von während des Betriebs auftretenden Lasten einfacher und flexibler durchgeführt werden kann. The invention has for its object to provide a concrete threshold with which the detection of loads occurring during operation can be performed easier and more flexible.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Betonschwelle der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie wenigstens eine Ausnehmung aufweist, in der die Messeinrichtung entnehmbar einsetzbar oder eingesetzt ist. Im Gegensatz zu den beschriebenen herkömmlichen Betonschwellen, bei denen die Messeinrichtung fest eingebaut, insbesondere im Inneren vergossen ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Betonschwelle das bedarfsweise Einbringen der Messeinrichtung, wenn tatsächlich eine Messung durchgeführt werden soll. Sofern keine Messung durchzuführen ist, kann die Betonschwelle wie eine herkömmliche Betonschwelle, die keine Messeinrichtung aufweist, benutzt werden. Auf diese Weise können entlang eines Schienenfahrwegs beliebig viele erfindungsgemäße Betonschwellen eingebaut werden, die für die Aufnahme einer Messeinrichtung vorbereitet und geeignet sind. Bei Bedarf werden dann ein oder mehrere erfindungsgemäße Betonschwellen mit der Messeinrichtung versehen. Dazu wird die Messeinrichtung in die jeweilige Ausnahme der Betonschwelle eingesetzt. Auf diese Weise können unterschiedliche Abschnitte der Schienenfahrbahn untersucht werden. Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass lediglich eine einzige Messeinrichtung oder gegebenenfalls mehrere Messeinrichtungen erforderlich sind, die nicht dauerhaft installiert werden und zur Durchführung einer Messung an einer gewünschten Position installiert werden. Da die Messeinrichtung bzw. die mehreren Messeinrichtungen jedoch exakt an einer bestimmten Stelle des Schie- nenfahrwerks eingebaut werden können, um eine Messung durchzuführen, ist eine effiziente Nutzung möglich. Im Gegensatz dazu ermöglichen die erwähnten herkömmlichen Betonschwellen jeweils nur eine Messung an dem Einbauort der entsprechenden Betonschwelle. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Erfassung von während des Betriebs auftretenden Lasten einfach, flexibel, zielgerichtet und kostengünstig durchgeführt werden kann. To solve this problem is provided according to the invention in a concrete sleeper of the type mentioned that it has at least one recess in which the measuring device is removably used or used. In contrast to the described conventional concrete sleepers, in which the measuring device is permanently installed, in particular cast in the interior, the concrete sleeper according to the invention enables the measuring device to be introduced as required, if a measurement is actually to be carried out. If no measurement is to be carried out, the concrete sleeper can be used like a conventional concrete sleeper which has no measuring device. In this way, any number of concrete sleepers according to the invention can be installed along a railway track, which are prepared and suitable for receiving a measuring device. If necessary, then one or more concrete sleepers according to the invention are provided with the measuring device. For this purpose, the measuring device is used in the respective exception of concrete sleepers. In this way, different sections of the railroad track can be examined. The invention has the advantage that only a single measuring device or optionally several measuring devices are required, which are not permanently installed and installed to perform a measurement at a desired position. However, since the measuring device or the plurality of measuring devices can be installed exactly at a certain point of the rail chassis to perform a measurement, is efficient use possible. In contrast, the mentioned conventional concrete sleepers only allow one measurement at the installation location of the corresponding concrete sleeper. This results in the advantage that the detection of loads occurring during operation can be performed simply, flexibly, purposefully and inexpensively.
Bei der erfindungsgemäßen Betonschwelle wird es bevorzugt, dass die Ausnehmung durch ein Hohlprofil gebildet ist, das vorzugsweise integral mit dem Beton verbunden ist. das Hohlprofil kann beispielsweise ein Metallprofil sein, insbeson- dere ein Stahlprofil oder ein Aluminiumprofil. Das Hohlprofil bildet eine exakte Anlagefläche für die Messeinrichtung, sodass Messungen genau und reproduzierbar durchgeführt werden können. Das Hohlprofil ist fest mit dem Betonkörper der Betonschwelle verbunden, sodass auf die Betonschwelle einwirkende Lasten unmittelbar über das Hohlprofil auf die Messeinrichtung übertragen werden. Ein als Me- tallprofil ausgebildetes Hohlprofil weist einen höheren Elastizitätsmodul als der ihn umgebende Beton auf. Durch das Hohlprofil wird die durch die Ausnehmung in dem Betonkörper hervorgerufene Verringerung der Steifigkeit näherungsweise kompensiert. Das Hohlprofil ist so ausgelegt, dass sich die erfindungsgemäße Betonschwelle näherungsweise wie eine herkömmliche, keine Ausnehmung aufwei- sende Betonschwelle verhält. Die Durchführung einer Messung mittels der erfindungsgemäßen Betonschwelle ermöglicht somit eine realistische Erfassung der auf herkömmliche Betonschwellen einwirkenden Belastungen während des Betriebs der Schienenfahrbahn. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Hohlprofil der erfindungsgemäßen Betonschwelle einen rechteckigen oder quadratischen oder runden Querschnitt aufweist. Derartige Hohlprofile sind kommerziell erhältlich. Vorzugsweise ist der Querschnitt rechteckig oder quadratisch. Ein rechteckiger oder quadratischer Querschnitt weist eine obere und eine untere Innenfläche auf, die einander gegenüberliegen. Diese Flächen können benutzt werden, um die Messeinrichtung exakt an einer gewünschten Position so anzuordnen, dass die auftretenden Lasten von der Betonschwelle über das Hohlprofil auf die Messeinrichtung übertragen werden. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass der Sensor der Messeinrichtung in einem Sensorgehäuse aufgenommen ist, das in die Ausnehmung einsetzbar oder eingesetzt ist. Der Sensor der Messeinrichtung kann somit entweder direkt in das Hohlprofil eingesetzt werden, alternativ kann der Sensor in einem Sensorgehäuse aufgenommen sein. Das Sensorgehäuse schützt die Messeinrichtung vor Umwelt- einflüssen und gewährleistet eine hohe Qualität der erfassten Messdaten. Das Sensorgehäuse ist allerdings optional. Sofern die Messeinrichtung ohne Sensorgehäuse benutzt wird, kann die Ausnehmung, insbesondere das Hohlprofil am freien Ende verschlossen werden, beispielsweise durch einen Stopfen, eine Klappe, einen Deckel oder dergleichen. In the concrete sleeper according to the invention, it is preferred that the recess is formed by a hollow profile, which is preferably integrally connected to the concrete. The hollow profile may be, for example, a metal profile, in particular a steel profile or an aluminum profile. The hollow profile forms an exact contact surface for the measuring device, so that measurements can be carried out accurately and reproducibly. The hollow profile is firmly connected to the concrete body of the concrete sleeper, so that loads acting on the concrete sleeper are transmitted directly to the measuring device via the hollow profile. A hollow profile designed as a metal profile has a higher modulus of elasticity than the concrete surrounding it. Due to the hollow profile, the reduction in stiffness caused by the recess in the concrete body is approximately compensated. The hollow profile is designed such that the concrete sleeper according to the invention behaves approximately like a conventional concrete sleeper without a recess. The implementation of a measurement by means of the concrete sleeper according to the invention thus enables a realistic detection of the loads acting on conventional concrete sleepers during operation of the rail track. A development of the invention provides that the hollow profile of the concrete sleeper according to the invention has a rectangular or square or round cross-section. Such hollow profiles are commercially available. Preferably, the cross section is rectangular or square. A rectangular or square cross-section has an upper and a lower inner surface facing each other. These surfaces can be used to the measuring device to be arranged exactly at a desired position so that the loads occurring are transmitted from the concrete sleeper via the hollow profile to the measuring device. It is also within the scope of the invention that the sensor of the measuring device is accommodated in a sensor housing which can be inserted or inserted into the recess. The sensor of the measuring device can thus be used either directly in the hollow profile, alternatively, the sensor can be accommodated in a sensor housing. The sensor housing protects the measuring system against environmental influences and ensures a high quality of the recorded measurement data. The sensor housing is optional. If the measuring device is used without sensor housing, the recess, in particular the hollow profile can be closed at the free end, for example by a plug, a flap, a lid or the like.
In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass der Sensor mittels einer Klemmvorrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ausnehmung befestigbar oder befestigt ist. Sofern ein Sensorgehäuse vorgesehen ist, in dem der Sensor aufgenommen ist, kann es alternativ vorgesehen sein, dass das Sen- sorgehäuse mittels einer Klemmvorrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ausnehmung befestigbar oder befestigt ist. Sofern die Ausnehmung durch ein Hohlprofil gebildet ist, wird der Sensor bzw. das Sensorgehäuse mittels der Klemmvorrichtung in dem Hohlprofil formschlüssig und/oder kraftschlüssig befestigt. Durch die formschlüssige bzw. kraftschlüssige Befestigung wird sichergestellt, dass die im Betrieb auftretenden Lasten, insbesondere Vertikalkräfte, auf dieIn this connection, it may be provided that the sensor can be fastened or fastened in the recess in a form-fitting and / or non-positive manner by means of a clamping device. If a sensor housing is provided in which the sensor is accommodated, it may alternatively be provided that the sensor housing can be fastened or fastened in the recess in a form-fitting and / or non-positive manner by means of a clamping device. If the recess is formed by a hollow profile, the sensor or the sensor housing by means of the clamping device in the hollow profile is positively secured and / or non-positively attached. By the positive or non-positive attachment ensures that the loads occurring during operation, in particular vertical forces, on the
Messeinrichtung übertragen werden, sodass eine genaue messtechnische Erfassung der Lasten möglich ist. Die kraftschlüssige Befestigung kann auch durch einen Magneten erfolgen. Eine bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Betonschwelle sieht vor, dass die Klemmvorrichtung in die Ausnehmung einsetzbar ist und sich einerseits an ei- ner Innenfläche der Ausnehmung und andererseits an einer Außenfläche des Sensorgehäuses abstützt. Die Klemmvorrichtung kann somit in die Ausnehmung, gegebenenfalls in das Hohlprofil, eingesetzt und dort verspannt werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betonschwelle kann die Klemmvorrichtung eine erste Klemmplatte aufweisen, die mit einer zweiten Klemmplatte derart zusammenwirkt, dass durch eine Längsverschiebung der beiden aufeinander liegenden Klemmplatten relativ zueinander deren Gesamtdicke einstellbar ist. Die erste und/oder die zweite Klemmplatte ist dazu so geformt, dass sich bei einer Längsverschiebung der beiden Klemmplatten die gewünschte Dickenänderung ergibt. Vorzugsweise umfasst die Betonschwelle die erste Klemmplatte und die zweite Klemmplatte. Optional kann eine der Klemmplatten fest mit der Messeinrichtung verbunden sein. Eine der Klemmplatten kann somit auch als eine Außenseite der Messeinrichtung ausgebildet sein. Bei dieser Variante ist eine Klemmplatte einstückig mit der Messeinrichtung verbunden. Measuring device are transferred so that an accurate metrological detection of the loads is possible. The frictional attachment can also be done by a magnet. A preferred variant of the concrete sleepers according to the invention provides that the clamping device can be inserted into the recess and, on the one hand, to a ner inner surface of the recess and on the other hand supported on an outer surface of the sensor housing. The clamping device can thus be inserted into the recess, optionally in the hollow profile, and clamped there. According to a further embodiment of the concrete sleeper according to the invention, the clamping device may comprise a first clamping plate which cooperates with a second clamping plate such that by a longitudinal displacement of the two superimposed clamping plates relative to each other the total thickness is adjustable. The first and / or the second clamping plate is shaped so that the desired thickness change results in a longitudinal displacement of the two clamping plates. Preferably, the concrete sleeper comprises the first clamping plate and the second clamping plate. Optionally, one of the clamping plates can be firmly connected to the measuring device. One of the clamping plates can thus also be designed as an outer side of the measuring device. In this variant, a clamping plate is integrally connected to the measuring device.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betonschwelle kann die erste Klemmplatte eine Gewindebohrung aufweisen und die zweite Klemmplatte kann mittels einer die Gewindebohrung durchsetzenden Schraube längsver- schiebbar sein. Somit kann durch Drehen der Schraube die erforderliche Längsverschiebung einer Klemmplatte bewirkt werden, wodurch die andere Klemmplatte verschoben wird, damit sich die Gesamtdicke der beiden Klemmplatten ändert. Durch Vergrößern der Gesamtdicke können die beiden Klemmplatten in der Ausnehmung, insbesondere in dem Hohlprofil, verklemmt werden. Eine der Klemm- platten stützt sich dabei an einer Innenseite der Ausnehmung, insbesondere an der Innenseite des Hohlprofils ab. Die andere Klemmplatte stützt sich an der Messeinrichtung, gegebenenfalls an einem Sensorgehäuse ab. Eine gegenüberliegende Seite der Messeinrichtung, gegebenenfalls des Sensorgehäuses, stützt sich an einer gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung, insbesondere des Hohlprofils, ab. Mit besonderem Vorteil kann es bei der erfindungsgemäßen Betonschwelle vorgesehen sein, dass die Klemmplatten jeweils ein Rampenprofil aufweisen, wobei die beiden Rampenprofile zumindest näherungsweise gegengleich zueinander ausgebildet sind. Ein Rampenprofil weist eine oder mehrere schräge Flächen auf. Die Klemmplatten können auch ein Sägezahnprofil mit mehreren schrägen Flächen aufweisen. Im einfachsten Fall könnten die beiden Klemmplatten auch als Keilprofile ausgebildet sein, sodass bei einer Relativverschiebung zueinander in Längsrichtung die benötigte Änderung der Gesamtdicke bewirkt wird, wodurch die Klemmung erzielt wird. According to a further embodiment of the concrete sleeper according to the invention, the first clamping plate may have a threaded bore and the second clamping plate may be longitudinally displaceable by means of a screw passing through the threaded hole. Thus, by turning the screw the required longitudinal displacement of a clamping plate can be effected, whereby the other clamping plate is moved, so that the total thickness of the two clamping plates changes. By increasing the overall thickness, the two clamping plates in the recess, in particular in the hollow profile, can be clamped. One of the clamping plates is supported on an inner side of the recess, in particular on the inside of the hollow profile. The other clamping plate is supported on the measuring device, optionally on a sensor housing. An opposite side of the measuring device, optionally the sensor housing, is supported on an opposite side of the recess, in particular of the hollow profile. With particular advantage, it may be provided in the concrete sleeper according to the invention that the clamping plates each have a ramp profile, wherein the two ramp profiles are at least approximately opposite to each other. A ramp profile has one or more inclined surfaces. The clamping plates may also have a sawtooth profile with a plurality of inclined surfaces. In the simplest case, the two clamping plates could also be formed as wedge profiles, so that in a relative displacement to each other in the longitudinal direction, the required change in the total thickness is effected, whereby the clamping is achieved.
Sofern der Sensor der Messeinrichtung in einem Sensorgehäuse aufgenommen ist, kann das Sensorgehäuse vorzugsweise als Rohr ausgebildet sein. Das Rohr kann vorzugsweise einen runden oder einen eckigen Querschnitt aufweisen. If the sensor of the measuring device is received in a sensor housing, the sensor housing may preferably be formed as a tube. The tube may preferably have a round or an angular cross-section.
Eine Variante der erfindungsgemäßen Betonschwelle sieht vor, dass die Ausnehmung als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung kann von dem Hohlprofil durchsetzt sein. Die Durchgangsöffnung erstreckt sich vorzugsweise in Längsrichtung der Betonschwelle. In der Durchgangsöffnung kann ein Anschlag für die Messeinrichtung, gegebenenfalls auch zwei Anschläge, vorhanden sein. Auf diese Weise ist es einfach möglich, die Messeinrichtung exakt an einer bestimmten Position in Längsrichtung in die Ausnehmung einzusetzen und dort mittels der Klemmvorrichtung zu arretieren. Wenn die Ausnehmung als Durchgangsöffnung ausgebildet ist, kann eine erste Messeinrichtung ausgehend von einem Ende und eine zweite Messeinrichtung von dem gegenüberliegenden Ende ausgehend eingesetzt werden. A variant of the concrete sleeper according to the invention provides that the recess is formed as a passage opening. The passage opening can be penetrated by the hollow profile. The passage opening preferably extends in the longitudinal direction of the concrete sleeper. In the passage opening, a stop for the measuring device, possibly also two stops, be present. In this way, it is easily possible to insert the measuring device exactly at a certain position in the longitudinal direction in the recess and lock there by means of the clamping device. If the recess is formed as a passage opening, a first measuring device starting from one end and a second measuring device can be used starting from the opposite end.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betonschwelle kann sie zwei oder mehr Ausnehmungen aufweisen, die sich vorzugsweise in Längsrichtung von beiden Enden nach innen erstrecken. Insbesondere können die Aus- nehmungen so positioniert sein, dass die Messeinrichtungen unterhalb der Schie- nenauflagen der Betonschwelle positionierbar sind. Alternativ kann eine Messeinrichtung in der Schwellenmitte, vorzugsweise in der Nähe der Oberseite der Schwelle, angeordnet sein. Bei der erfindungsgemäßen Betonschwelle kann es vorgesehen sein, dass der Sensor als Lasersensor ausgebildet ist, der einen Laserlicht emittierenden Sender und einen Empfänger aufweist, die voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei der Lasersensor dazu ausgebildet ist, eine durch eine auf die Betonschwelle einwirkende Last und/oder eine Verformung zu erfassen. Der Lasersensor umfasst eine Messtrecke, die zwischen dem Sensor und dem Empfänger gebildet ist. Der Sender und der Empfänger sind aufeinander ausgerichtet, sodass das Laserlicht auf eine bestimmte Position des Empfängers auftrifft. Sofern der Sensor eine Belastung, insbesondere ein Vertikalkraft, erfährt, bewirkt diese Kraft, dass auf die Messeinrichtung eine Biegebelastung ausgeübt wird und das Laserlicht an einer anderen Position auf den Empfänger auftrifft. Diese Abweichung wird von dem Sensor erfasst. Die Abweichung ist abhängig von der auf die Betonschwelle einwirkenden Last. Dementsprechend kann durch die Auswertung des Sensorsignals die auftretende Last erfasst und charakterisiert werden. Bei der erfindungsgemäßen Betonschwelle wird es bevorzugt, dass die Messeinrichtung so in der Ausnehmung positioniert ist, dass sich der Sensor zumindest näherungsweise unterhalb einer Schienenauflagefläche oder im Bereich der Schwellenmitte befindet. Gegebenenfalls können sich unter beiden Schienenaufla- geflächen entsprechende Sensoren befinden. According to a further embodiment of the concrete sleeper according to the invention, it can have two or more recesses which preferably extend inwards in the longitudinal direction from both ends. In particular, the recesses may be positioned so that the measuring devices below the slide nenauflagen the concrete threshold can be positioned. Alternatively, a measuring device in the threshold center, preferably in the vicinity of the top of the threshold, be arranged. In the concrete sleepers according to the invention, it can be provided that the sensor is designed as a laser sensor having a laser light emitting transmitter and a receiver, which are spaced from each other, wherein the laser sensor is adapted to a by a force acting on the concrete sleeper load and / or to detect a deformation. The laser sensor comprises a measuring path which is formed between the sensor and the receiver. The transmitter and the receiver are aligned so that the laser light is incident on a particular position of the receiver. If the sensor experiences a load, in particular a vertical force, this force causes a bending load to be exerted on the measuring device and the laser light to strike the receiver at another position. This deviation is detected by the sensor. The deviation depends on the load acting on the concrete sleeper. Accordingly, the load occurring can be detected and characterized by the evaluation of the sensor signal. In the concrete sleeper according to the invention, it is preferred that the measuring device is positioned in the recess such that the sensor is at least approximately below a rail support surface or in the region of the threshold center. If necessary, corresponding sensors can be located under both rail support surfaces.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betonschwelle kann es vorgesehen sein, dass sie einen weiteren Sensor aufweist, der an der Oberfläche o- der zumindest in der Nähe der Oberfläche der Betonschwelle, in deren mittleren Bereich, angeordnet ist. Bei diesem Sensor kann es sich um einen Kraftsensor o- der um einen Sensor zum Erfassen einer Zug- oder Druckbelastung handeln. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen von während des Betriebs auf einer Betonschwelle für einen Eisenbahnfahrweg einwirkenden Lasten und/oder Verformungen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine eine Ausnehmung für eine Messeinrichtung ausweisende Betonschwelle der beschriebenen Art verwendet wird, und die Messeinrichtung entnehmbar in der Ausnehmung eingesetzt ist. Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können vorab die folgenden Schritte durchgeführt werden: Positionieren wenigstens eines Kraftsensors bei mehreren Betonschwellen zum Erfassen von Stützpunktkräften, Feststellen, welche Betonschwelle die maßgebende, insbesondere die größte, Belastung erfährt, und Einsetzen der Messeinrichtung in diejenige Betonschwelle mit der größten Belastung. According to a further development of the concrete sleeper according to the invention, it may be provided that it has a further sensor which is arranged on the surface or at least in the vicinity of the surface of the concrete sleeper, in its central region. This sensor may be a force sensor or a sensor for detecting a tensile or compressive load. In addition, the invention relates to a method for detecting loads and / or deformations acting on a concrete sleeper during operation on a railway track. The inventive method is characterized in that a concrete threshold of the type described exhibiting a recess for a measuring device is used, and the measuring device is removably inserted in the recess. According to a development of the method according to the invention, the following steps can be carried out in advance: positioning at least one force sensor for several concrete sleepers for detecting interpolation forces, determining which concrete sleeper experiences the relevant, especially the largest, load, and inserting the measuring device into the concrete sleeper with the largest one Burden.
In der Praxis hat es sich herausgestellt, dass mehrere Betonschwellen, die nah beieinander, beispielsweise benachbart zueinander, angeordnet sind, unterschiedliche Belastungen erfahren. Ein Grund dafür liegt in der unterschiedlichen Bettung der einzelnen Betonschwellen bei einem Schotterunterbau. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, diejenige Betonschwelle zu identifizieren, die die maßgebende, insbesondere die größte, Belastung erfährt. Anschließend wird die Messeinrichtung in diejenige Betonschwelle eingesetzt, bei der die größte Belastung auftritt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit festgestellt werden, an welcher Position innerhalb eines bestimmten Abschnitts einer Schienenfahrbahn die Messung am zweckmäßigsten vorgenommen werden kann. In practice, it has been found that several concrete sleepers, which are arranged close to one another, for example adjacent to one another, experience different loads. One reason for this lies in the different bedding of the individual concrete sleepers in a gravel substructure. By means of the method according to the invention, it is possible to identify that concrete sleeper which experiences the decisive, in particular the largest, load. Subsequently, the measuring device is inserted into the concrete threshold where the greatest load occurs. The inventive method can thus be determined at which position within a particular section of a rail track, the measurement can be made most appropriate.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen: Further advantages and details of the invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Betonschwelle, Fig. 2 eine dem gegenüber um 90 Grad gedrehte Ansicht in Längsrichtung, 1 is a sectional side view of a concrete sleeper according to the invention, 2 is a view rotated by 90 degrees in the longitudinal direction,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der linken Hälfte von Fig. 1 , 3 is an enlarged view of the left half of Fig. 1,
Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht eines Sensorgehäuses, 4 is a sectional side view of a sensor housing,
Fig. 5 eine Draufsicht des in Fig. 4 gezeigten Sensorgehäuses, Fig. 6 eine Ansicht des Profils des Sensorgehäuses, 5 shows a plan view of the sensor housing shown in FIG. 4, FIG. 6 shows a view of the profile of the sensor housing,
Fig. 7 eine Seitenansicht einer ersten Klemmplatte, 7 is a side view of a first clamping plate,
Fig. 8 die in Fig. 7 gezeigte Klemmplatte in einer Ansicht von unten, 8 shows the clamping plate shown in Fig. 7 in a view from below,
Fig. 9 eine Seitenansicht einer zweiten Klemmplatte, 9 is a side view of a second clamping plate,
Fig. 10 eine Draufsicht der in Fig. 9 gezeigten zweiten Klemmplatte, und Fig. 1 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 10 is a plan view of the second clamping plate shown in Fig. 9, and Fig. 1 1 shows an embodiment of a method according to the invention.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Betonschwelle 1 , Fig. 2 ist eine demgegenüber um 90 Grad gedrehte Ansicht der Betonschwelle 1 in Längsrichtung. Die Betonschwelle 1 umfasst einen quaderförmigen Grundkörper 2 aus Beton. An beiden Enden der Betonschwelle 1 sind Schwellenblöcke 4 ausgebildet, in diesem Bereich weist die Betonschwelle 1 eine erhöhte Oberseite 5 mit einer Schienenauflage 6 auf. Fig. 1 is a side view of a concrete sleeper 1, Fig. 2 is a contrast rotated 90 degrees view of the concrete sleeper 1 in the longitudinal direction. The concrete sleeper 1 comprises a cuboid basic body 2 made of concrete. At both ends of the concrete sleeper 1 threshold blocks 4 are formed, in this area, the concrete sleeper 1 has a raised top 5 with a rail support 6.
In Fig. 2 erkennt man, dass die Betonschwelle 1 für mehrere Spannstäbe 7 vorge- sehen ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt sechs Spannstäbe 7 vorgesehen, die Anzahl der Spannstäbe wird in Abhängigkeit der zu erwartenden Lasten festgelegt und kann variieren. Im unteren Teil des Grundkörpers 2 der Betonschwelle 1 befindet sich eine Aus- nehmung 8. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Ausnehmung 8 durch ein Hohlprofil 9 gebildet. Das Hohlprofil 9 besteht aus einer Stahllegierung und besitzt einen Rechteckquerschnitt. Das Hohlprofil 9 ist so in dem Grundkörper 2 angeordnet, dass die längeren Rechteckseiten in Vertikalrichtung ausgerichtet sind. Das Hohlprofil 9 wird bei der Herstellung des Grundkörpers 2 der Betonschwelle 1 vergossen, wodurch es fest mit dem Grundkörper 2 verbunden ist. In der Seitenansicht von Fig. 1 erkennt man, dass die durch das Hohlprofil 9 gebildete Ausnehmung 8 als Durchgangsöffnung ausgebildet ist und sich somit von einem Ende der Betonschwelle 1 bis zum entgegengesetzten Ende erstreckt. In Fig. 2 it can be seen that the concrete sleeper 1 is provided for a plurality of tie rods 7. In the illustrated embodiment, a total of six tension rods 7 are provided, the number of tension rods is determined depending on the expected loads and can vary. In the lower part of the main body 2 of the concrete sleeper 1 is a recess 8. In this embodiment, the recess 8 is formed by a hollow profile 9. The hollow section 9 consists of a steel alloy and has a rectangular cross-section. The hollow profile 9 is arranged in the base body 2, that the longer rectangular sides are aligned in the vertical direction. The hollow section 9 is poured in the production of the main body 2 of the concrete sleeper 1, whereby it is firmly connected to the base body 2. In the side view of Fig. 1 it can be seen that the recess 8 formed by the hollow profile 9 is formed as a through hole and thus extends from one end of the concrete sleeper 1 to the opposite end.
Die Ausnehmung 8 ist dazu ausgebildet, eine Messeinrichtung aufzunehmen. Durch die Ausgestaltung des Hohlprofils 9 als Durchgangsöffnung kann von beiden Enden der Betonschwelle 1 eine Messeinrichtung in das Hohlprofil 9 eingesetzt werden. Die Messeinrichtung wird nur bei Bedarf eingesetzt, sofern keine Messung vorgenommen werden soll, ist die Ausnehmung 8 leer bzw. hohl. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen kann die Ausnehmung 8 mit einem Stopfen oder ei- nem Deckel verschlossen werden. The recess 8 is adapted to receive a measuring device. Due to the configuration of the hollow profile 9 as a passage opening, a measuring device can be inserted into the hollow profile 9 from both ends of the concrete sleeper 1. The measuring device is used only when needed, if no measurement is to be made, the recess 8 is empty or hollow. To protect against environmental influences, the recess 8 can be closed with a stopper or a lid.
In Fig. 1 ist dargestellt, dass in die Ausnehmung 8 zwei Messeinrichtungen eingesetzt sind. Unterhalb jeder Schienenauflage 6 befindet sich jeweils eine Messeinrichtung. In Fig. 1 it is shown that in the recess 8 two measuring devices are used. Below each rail support 6 is in each case a measuring device.
Nachfolgend wird auf Fig. 3 Bezug genommen, die eine vergrößerte Ansicht der linken Hälfte von Fig. 1 zeigt. Die Messeinrichtung 10 umfasst ein Sensorgehäuse 1 1 . Das Sensorgehäuse 1 1 ist als Einschubrohr ausgebildet und nimmt den Sensor 12 in seinem Inneren auf. Reference is now made to Fig. 3, which shows an enlarged view of the left half of Fig. 1. The measuring device 10 comprises a sensor housing 1 1. The sensor housing 1 1 is designed as a push tube and takes the sensor 12 in its interior.
Fig. 4 ist eine geschnittene Seitenansicht und zeigt das als Einschubrohr ausgebildete Sensorgehäuse 1 1 mit dem darin angeordneten Sensor 12. Fig. 5 ist eine Draufsicht des Sensorgehäuses 1 1 und Fig. 6 ist eine Ansicht des Sensorgehäuses 1 1 in Längsrichtung. In Fig. 6 erkennt man, dass das Sensorgehäuse 1 1 an seiner Oberseite mehrere Öffnungen 13 aufweist. In diesem Ausfüh- rungsbeispiel sind zwei sich in Längsrichtung erstreckende Öffnungen 13 vorgesehen, zusätzlich sind zwei kleinere Öffnungen 14 vorhanden, die eine ovale Kontur aufweisen. Fig. 4 is a sectional side view and shows the insertion tube designed as a sensor housing 1 1 with the sensor 12 disposed therein. Fig. 5 is a plan view of the sensor housing 1 1 and Fig. 6 is a view of the sensor housing 1 1 in the longitudinal direction. In Fig. 6 it can be seen that the sensor housing 1 1 has a plurality of openings 13 at its top. In this embodiment, two longitudinally extending openings 13 are provided, in addition, two smaller openings 14 are present, which have an oval contour.
Die Größe, Position und Anzahl der Öffnungen 13, 14 ist so gewählt, dass die durch die Ausnehmung 8 in dem Grundkörper 2 der Betonschwelle 1 verursachte Verringerung der Steifigkeit durch das Sensorgehäuse 1 1 zumindest näherungsweise ausgeglichen wird. The size, position and number of openings 13, 14 is selected so that the reduction in rigidity caused by the recess 8 in the base body 2 of the concrete sleeper 1 is at least approximately compensated by the sensor housing 1 1.
Das quadratische Profil des Sensorgehäuses 1 1 ist so gewählt, dass das als Ein- schubrohr ausgebildete Sensorgehäuse 1 1 in das Hohlprofil 9 einsetzbar ist, wie in den Figuren 1 und 3 gezeigt ist. The square profile of the sensor housing 1 1 is selected so that the designed as a slide tube sensor housing 1 1 is inserted into the hollow section 9, as shown in Figures 1 and 3.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 12 als Lasersensor ausgebildet. Der Lasersensor umfasst - wie in Fig. 4 gezeigt ist -, einen Sender 15 und einen davon beabstandeten Empfänger 16. Zwischen dem Sender 15 und dem Empfänger 16 ist eine Messtrecke gebildet. Der Sender 15 sendet Laserlicht aus, das auf den Empfänger 16 auftrifft. Der Sender 15 und der Empfänger 16 sind so aufeinander abgestimmt, dass das Laserlicht auf eine bestimmte Stelle des Empfängers 16 auftrifft. In Fig. 1 erkennt man, dass sich der Sensor 12 im eingebauten Zustand exakt unterhalb einer Schienenauflage 6 befindet. Wenn die Betonschwelle 1 von einem Schienenfahrzeug überfahren wird, wird die Vertikalkraft über die Schiene auf die Schienenauflagen in den Grundkörper 2 der Betonschwelle 1 übertragen. Diese Vertikalkraft verursacht eine auf das Sensorgehäuse 1 1 wirkende Biegebelastung. Diese zwischen dem Sender 15 und dem Empfänger 16 auftretende Bie- gebelastung führt dazu, dass das von dem Sender 15 ausgesendete Laserlicht an einer anderen Stelle auf dem Empfänger 16 auftritt. Ein von dem Lasersensor geliefertes Messsignal ist ein Maß für die Biegebelastung. Das Messsignal gibt die Abweichung zwischen der Position, auf die das Laserlicht ohne Belastung auftritt und der Position, an der das Laserlicht bei einer Belastung durch ein Schienenfahrzeug auftrifft an. Dementsprechend kann durch die Erfassung und Auswertung des von dem Sensor 12 gelieferten Messsignals auf die Größe und den zeitlichen Verlauf einer auftretenden Belastung geschlossen werden. In this embodiment, the sensor 12 is formed as a laser sensor. As shown in FIG. 4, the laser sensor comprises a transmitter 15 and a receiver 16 spaced therefrom. Between the transmitter 15 and the receiver 16, a measuring path is formed. The transmitter 15 emits laser light incident on the receiver 16. The transmitter 15 and the receiver 16 are coordinated so that the laser light impinges on a specific point of the receiver 16. In Fig. 1 it can be seen that the sensor 12 is located in the installed state exactly below a rail support 6. When the concrete sleeper 1 is run over by a rail vehicle, the vertical force is transmitted via the rail to the rail supports in the base body 2 of the concrete sleeper 1. This vertical force causes a force acting on the sensor housing 1 1 bending load. This bending load occurring between the transmitter 15 and the receiver 16 results in the laser light emitted by the transmitter 15 occurring at a different location on the receiver 16. A measuring signal supplied by the laser sensor is a measure of the bending load. The measuring signal gives the Deviation between the position on which the laser light without load occurs and the position at which the laser light is incident when loaded by a rail vehicle. Accordingly, it can be concluded by the detection and evaluation of the measurement signal supplied by the sensor 12 on the size and the time course of an occurring load.
Um ein genaues Messsignal zu erhalten, ist es erforderlich, dass das Sensorgehäuse 1 1 formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Ausnehmung 8 bzw. dem die Ausnehmung 8 bildenden Hohlprofil 9 gekoppelt ist. In diesem Fall werden die durch das die Betonschwelle 1 überfahrende Schienenfahrzeug erzeugten Lasten auf das Sensorgehäuse 1 1 und den Sensor 12 übertragen. Wesentlich ist somit, dass das Sensorgehäuse 1 1 fest in der Betonschwelle 1 aufgenommen ist. In order to obtain an accurate measurement signal, it is necessary that the sensor housing 1 1 is positively and / or non-positively coupled to the recess 8 and the recess 8 forming hollow section 9. In this case, the loads generated by the railroad crossing the concrete sleeper 1 are transmitted to the sensor housing 1 1 and the sensor 12. It is therefore essential that the sensor housing 1 1 is firmly received in the concrete sleeper 1.
Das den Sensor 12 aufnehmende Sensorgehäuse 1 1 ist mittels einer Klemmvor- richtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Ausnehmung 8 befestigt. Die Klemmvorrichtung ist in die Ausnehmung 8 einsetzbar und umfasst eine erste Klemmplatte 17, die in Fig. 7 in einer Seitenansicht und in Fig. 8 in einer Ansicht von unten dargestellt ist. An einem Ende, das im montierten Zustand das äußere Ende der Klemmplatte 17 bildet, weist die Klemmplatte 17 einen um 90 Grad ab- gewinkelten Endabschnitt 18 auf, der mit einer Gewindebohrung 19 versehen ist. Die Klemmplatte 17 weist ein Rampenprofil 20 auf. Insgesamt sind - wie in den Figuren 7 und 8 zu sehen ist - zwei mit dem Rampenprofil 20 versehene Abschnitte vorhanden. Ein erster Abschnitt befindet sich näherungsweise in der Mitte der ersten Klemmplatte 17, ein zweiter Abschnitt befindet sich an dem inneren Ende der Klemmplatte 17. Das Rampenprofil umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine bzw. zwei Rampen 21 , die sich ausgehend von dem plattenförmigen Grundkörper der Klemmplatte 17 schräg nach unten erstrecken. Die Richtungsangabe„unten" bezieht sich dabei auf den Montagezustand. Die in den Figuren 7 und 8 gezeigten, das Rampenprofil aufweisenden Abschnitte sind lediglich beispielhaft zu verste- hen. Ein Rampenprofil kann alternativ auch aus einer anderen Anzahl von einzelnen Rampen bestehen und die Rampen können einen anderen Neigungswinkel besitzen. Wesentlich ist jedoch, dass sich die Rampe 21 ausgehend von dem Grundkörper der Klemmplatte 17 nach unten und nach innen erstreckt. The sensor housing 1 1 accommodating the sensor 12 is fastened in the recess 8 in a form-locking and / or force-locking manner by means of a clamping device. The clamping device can be inserted into the recess 8 and comprises a first clamping plate 17, which is shown in a side view in FIG. 7 and in a view from below in FIG. 8. At one end, which forms the outer end of the clamping plate 17 in the mounted state, the clamping plate 17 has an end section 18 angled off by 90 degrees, which is provided with a threaded bore 19. The clamping plate 17 has a ramp profile 20. Overall, as can be seen in FIGS. 7 and 8, there are two sections provided with the ramp profile 20. A first section is approximately in the middle of the first clamping plate 17, a second section is located at the inner end of the clamping plate 17. The ramp profile comprises in this embodiment, one or two ramps 21, starting from the plate-shaped base body of the clamping plate 17th extend obliquely downwards. The directional indication "below" refers to the mounting state.The sections having the ramp profile shown in Figures 7 and 8 are to be understood as examples only.A ramp profile may alternatively consist of a different number of individual ramps and the ramps may another angle of inclination have. It is essential, however, that the ramp 21 extends from the base body of the clamping plate 17 downwards and inwards.
Die in den Figuren 7 und 8 gezeigte erste Klemmplatte 17 wirkt mit einer zweiten Klemmplatte 22 zusammen, die in den Figuren 9 und 10 gezeigt ist. Fig. 9 ist eine Seitenansicht und zeigt die zweite Klemmplatte 22 im montierten Zustand, Fig. 10 ist eine Draufsicht auf die zweite Klemmplatte 22. The first clamping plate 17 shown in FIGS. 7 and 8 cooperates with a second clamping plate 22, which is shown in FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a side view showing the second clamp plate 22 in the assembled state. FIG. 10 is a plan view of the second clamp plate 22.
Die zweite Klemmplatte 22 weist an ihrem äußeren Ende einen um 90 Grad abge- winkelten Abschnitt 23 auf. Der abgewinkelte Abschnitt 23 weist ein Sackloch 24 auf. Die zweite Klemmplatte 22 weist ein Rampenprofil 25 auf, das an zwei Abschnitten ausgebildet ist. Die Positionen der das Rampenprofil 25 aufweisenden Abschnitte entsprechen denjenigen der ersten Klemmplatte 17. In Fig. 9 ist die zweite Klemmplatte im Einbauzustand dargestellt, das Rampenprofil 25 weist nach oben. Das Rampenprofil 25 umfasst eine oder zwei zur horizontalen Achse geneigten Rampen 26. Eine Rampe 26 erstreckt sich von dem Grundkörper 2 der zweiten Klemmplatte 22 nach oben und nach außen, bezogen auf den Einbauzustand. Die Richtungsangabe„außen" bezeichnet dabei ein axiales Ende der Betonschwelle 1 . The second clamping plate 22 has a section 23 angled off at 90 degrees at its outer end. The angled section 23 has a blind hole 24. The second clamping plate 22 has a ramp profile 25 which is formed on two sections. The positions of the ramp profile 25 having portions corresponding to those of the first clamping plate 17. In Fig. 9, the second clamping plate is shown in the installed state, the ramp profile 25 faces upward. The ramp profile 25 includes one or two ramps 26 inclined to the horizontal axis. A ramp 26 extends upwardly and outwardly from the main body 2 of the second clamping plate 22 with respect to the installed state. The directional indication "outside" designates an axial end of the concrete sleeper 1.
Die erste Klemmplatte 17 und die zweite Klemmplatte 22 bilden gemeinsam eine Klemmvorrichtung 27. In Fig. 3 ist die Klemmvorrichtung 27 im montierten Zustand, d. h. in der Betonschwelle 1 , dargestellt. Die Klemmvorrichtung 27 wird montiert, indem die erste Klemmplatte 17 und die zweite Klemmplatte 22 so aufei- nander gelegt werden, dass sich die jeweiligen Rampenprofile 20, 25 gegenüberliegen. Die beiden Rampenprofile 20, 25 sind näherungsweise gegengleich zueinander ausgebildet. Demnach liegen sich die schrägen Rampen 21 , 26 der beiden Klemmplatten 17, 22 jeweils gegenüber. Die Klemmvorrichtung 27 wird - wie in Fig. 3 gezeigt ist - auf der Oberseite des Sensorgehäuses 1 1 positioniert und ge- meinsam mit dem Sensorgehäuse 1 1 in das Hohlprofil 9 eingesetzt. Die Dicke der zweiteiligen Klemmvorrichtung 27 und die Dicke des Sensorgehäuses 1 1 ist so an die lichte Höhe des Hohlprofils 9 angepasst, dass die Klemmvorrichtung gemeinsam mit dem Sensorgehäuse 1 1 von außen in die Ausnehmung 8 bzw. das Hohlprofil 9 des Grundkörpers 2 der Betonschwelle 1 eingeschoben werden kann. Anschließend erfolgt die Klemmung des Sensorgehäuses 1 1 mittels der Klemmvor- richtung 27. Dazu wird eine Schraube in die Gewindebohrung 19 des abgewinkelten Abschnitts 18 der ersten Klemmplatte 17 geschraubt. Durch Drehen der Schraube gelangt deren äußeres Ende in das Sackloch 24 des abgewinkelten Abschnitts 23 der zweiten Klemmplatte 22. Durch Drehen der Schraube wird die zweite Klemmplatte 22 relativ zur ersten Klemmplatte 17 in Längsrichtung ver- schoben. Die zweite Klemmplatte 22 wird in das Innere der Ausnehmung 8 verschoben. Die einander gegenüberliegenden und einander berührenden Rampen 21 , 26 der beiden Klemmplatten 17, 22 gleiten aufeinander, wodurch sich deren Gesamtdicke erhöht. Die Schraube wird solange gedreht, bis die Oberseite der ersten Klemmplatte 17 die obere Innenfläche des Hohlprofils 9 berührt. Auf diese Weise klemmt die Klemmvorrichtung 27 das Sensorgehäuse in dem Hohlprofil 9 fest. The first clamping plate 17 and the second clamping plate 22 together form a clamping device 27. In Fig. 3, the clamping device 27 in the assembled state, ie in the concrete sleeper 1, is shown. The clamping device 27 is mounted by the first clamping plate 17 and the second clamping plate 22 are placed on each other so that the respective ramp profiles 20, 25 are opposite. The two ramp profiles 20, 25 are approximately opposite to each other. Accordingly, the inclined ramps 21, 26 of the two clamping plates 17, 22 are each opposite. The clamping device 27 is - as shown in Fig. 3 - positioned on the top of the sensor housing 1 1 and used together with the sensor housing 1 1 in the hollow section 9. The thickness of the two-part clamping device 27 and the thickness of the sensor housing 1 1 is so on adjusted the clear height of the hollow section 9, that the clamping device can be inserted together with the sensor housing 1 1 from the outside into the recess 8 and the hollow section 9 of the base body 2 of the concrete sleeper 1. Subsequently, the clamping of the sensor housing 1 1 takes place by means of the Klemmvor- direction 27. For this purpose, a screw is screwed into the threaded bore 19 of the angled portion 18 of the first clamping plate 17. By turning the screw, its outer end passes into the blind hole 24 of the angled section 23 of the second clamping plate 22. By turning the screw, the second clamping plate 22 is displaced in the longitudinal direction relative to the first clamping plate 17. The second clamping plate 22 is moved into the interior of the recess 8. The opposing and mutually contacting ramps 21, 26 of the two clamping plates 17, 22 slide on each other, whereby the total thickness increases. The screw is rotated until the top of the first clamping plate 17 contacts the upper inner surface of the hollow profile 9. In this way, the clamping device 27 clamps the sensor housing in the hollow section 9.
In Fig. 3 ist erkennbar, dass sich die die Klemmung bewirkenden Rampenprofile 20, 25 jeweils an der Stelle befinden, an der sich auch der Sender 15 und der Empfänger 16 des Lasersensors befinden. Mittels der Klemmvorrichtung 27 wird somit die das Sensorgehäuse 1 1 und den Sensor 12 umfassende Messeinrichtung 10 formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Grundkörper 2 der Betonschwelle 1 verbunden. Um die Messeinrichtung 10 nach der Durchführung einer Messung wieder zu entnehmen, wird die Schraube in die umgekehrte Richtung gedreht, dadurch sind die beiden Klemmplatten 17, 22 wieder in Längsrichtung verschiebbar, sodass sie gemeinsam mit dem Sensorgehäuse 1 1 aus der Ausnehmung 8 entfernt werden können. In Fig. 3 it can be seen that the clamping effect causing ramp profiles 20, 25 are each at the point at which also the transmitter 15 and the receiver 16 of the laser sensor are. By means of the clamping device 27 thus the sensor housing 1 1 and the sensor 12 comprehensive measuring device 10 is positively and / or non-positively connected to the base body 2 of the concrete sleeper 1. To remove the measuring device 10 after performing a measurement, the screw is rotated in the reverse direction, thereby the two clamping plates 17, 22 are again displaced in the longitudinal direction, so that they can be removed together with the sensor housing 1 1 from the recess 8 ,
Die Betonschwelle 1 kann optional einen weiteren, dritten Sensor aufweisen, der auf der Oberseite der Betonschwelle, in der Mitte angebracht ist. Ein derartiger (nicht gezeigter) Sensor dient zum Erfassen einer Zug- oder Druckbelastung. Fig. 1 1 zeigt ein Verfahren zum Erfassen von während des Betriebs auf eine Betonschwelle eines Eisenbahnfahrwegs einwirkenden Lasten und/oder Verformungen. In Fig. 1 1 ist eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Betonschweiler 1 dargestellt. Jede der Betonschwellen 1 entspricht der zuvor beschriebenen Beton- schwelle und weist Kraftsensoren 28, 29 auf die zum Erfassen von Stützpunktkräften ausgebildet sind und an der Oberseite der Betonschwelle 1 in einer Zwischenlage unterhalb der Schienen 30 angeordnet sind. Durch Lösen von Schienenbefestigungen und Positionieren der Kraftsensoren in eine speziell dafür ausgebildete Zwischenlage können die Kraftsensoren 28, 29 auch nachträglich installiert werden. Die Kraftsensoren 28, 29 erfassen Vertikalkräfte, die beim Befahren des Eisenbahnfahrwegs auftreten. Der Einfachheit halber sind in Fig. 1 1 lediglich bei einer Betonschwelle die Kraftsensoren dargestellt. In dem mehrere benachbarte oder in einem bestimmten Bereich verlegte Betonschwellen mit den Kraftsensoren versehen werden, kann festgestellt werden, welche Betonschwelle die größte Be- lastung erfährt. Unterschiede können sich beispielsweise durch den Zustand des Unterbaus ergeben, insbesondere bei Schotterstrecken. Nachdem festgestellt worden ist, welche der mehreren Betonschwellen 1 die größte Belastung erfährt, wird in die identifizierte Betonschwelle die Messeinrichtung 10 eingesetzt. Anschließend werden mittels der Messeinrichtung 10 - wie zuvor beschrieben - die während des Betriebs einwirkenden Lasten und/oder Verformungen ermittelt. The concrete sleeper 1 may optionally have a further, third sensor, which is mounted on the top of the concrete sleeper, in the middle. Such a sensor (not shown) serves to detect a tensile or compressive load. FIG. 1 shows a method for detecting loads and / or deformations acting on a concrete sleeper of a railway travel path during operation. In Fig. 1 1, an arrangement with a plurality of Betonschweiler 1 is shown. Each of the concrete sleepers 1 corresponds to the above-described concrete sleeper and has force sensors 28, 29 which are designed to detect support point forces and are arranged on the upper side of the concrete sleeper 1 in an intermediate position below the rails 30. By loosening rail fasteners and positioning the force sensors in a specially trained intermediate layer, the force sensors 28, 29 can also be installed later. The force sensors 28, 29 detect vertical forces that occur when driving on the railway track. For the sake of simplicity, the force sensors are shown in Fig. 1 1 only at a concrete threshold. In which several concrete sleepers laid adjacent or in a certain area are provided with the force sensors, it can be ascertained which concrete sleeper experiences the greatest load. Differences may arise, for example, due to the condition of the substructure, in particular on gravel roads. After it has been determined which of the several concrete sleepers 1 experiences the greatest load, the measuring device 10 is inserted into the identified concrete sleeper. Subsequently, by means of the measuring device 10, as described above, the loads and / or deformations which act during operation are determined.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Betonschwelle1 concrete threshold
2 Grundkörper2 main body
4 Schwellenblock4 threshold block
5 Oberseite 5 top
6 Schienenauflage 6 rail support
7 Spannstab 7 tension rod
8 Ausnehmung 8 recess
9 Hohlprofil 9 hollow profile
10 Messeinrichtung 10 measuring device
1 1 Sensorgehäuse1 1 sensor housing
12 Sensor 12 sensor
13 Öffnung  13 opening
14 Öffnung  14 opening
15 Sender  15 stations
16 Empfänger  16 recipients
17 Klemmplatte  17 clamping plate
18 Abschnitt  18 section
19 Gewindebohrung 19 threaded hole
20 Rampenprofil20 ramp profile
21 Rampe 21 ramp
22 Klemmplatte 22 clamping plate
23 Abschnitt 23 section
24 Sackloch  24 blind hole
25 Rampenprofil 25 ramp profile
26 Rampen 26 ramps
27 Klemmvorrichtung 27 clamping device
28 Sensor 28 sensor
29 Auswerteeinrichtung  29 evaluation device

Claims

Patentansprüche claims
1 . Betonschwelle (1 ) für einen Eisenbahnfahrweg, mit einer einen Sensor (12) aufweisenden Messeinrichtung (10) zum Erfassen von während des Betriebs auf die Betonschwelle (1 ) einwirkenden Lasten und/oder Verformungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonschwelle (1 ) wenigstens eine Ausnehmung (8) aufweist, in die die Messeinrichtung (10) entnehmbar einsetzbar oder eingesetzt ist. 1 . Concrete sleeper (1) for a railway track, comprising a sensor (12) having measuring means (10) for detecting during operation on the concrete sleeper (1) acting loads and / or deformations, characterized in that the concrete sleeper (1) at least one Recess (8), in which the measuring device (10) is removably used or inserted.
2. Betonschwelle (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (8) durch ein Hohlprofil (9) gebildet ist, das vorzugsweise integral mit dem Beton verbunden ist. 2. concrete sleeper (1) according to claim 1, characterized in that the recess (8) by a hollow profile (9) is formed, which is preferably integrally connected to the concrete.
3. Betonschwelle (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (9) einen rechteckigen oder quadratischen oder runden Querschnitt auf- weist. 3. concrete sleeper (1) according to claim 2, characterized in that the hollow profile (9) has a rectangular or square or round cross-section up.
4. Betonschwelle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) der Messeinrichtung (10) in einem Sensorgehäuse (1 1 ) aufgenommen ist, das in die Ausnehmung (8) einsetzbar oder einge- setzt ist. 4. concrete sleeper (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensor (12) of the measuring device (10) in a sensor housing (1 1) is received, which is inserted or used in the recess (8).
5. Betonschwelle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12), gegebenenfalls das Sensorgehäuse (1 1 ), mittels einer Klemmvorrichtung (27) formschlüssig und/oder kraftschlüssig in der Aus- nehmung (8) befestigbar oder befestigt ist. 5. concrete sleeper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (12), optionally the sensor housing (1 1), by means of a clamping device (27) positively and / or non-positively in the recess (8) attachable or attached.
6. Betonschwelle (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (27) in die Ausnehmung (8) einsetzbar ist und sich einerseits an einer Innenfläche der Ausnehmung (8) und andererseits an einer Außenfläche des Sensorgehäuses (1 1 ) abstützt. 6. concrete sleeper (1) according to claim 5, characterized in that the clamping device (27) in the recess (8) can be inserted and on the one hand on an inner surface of the recess (8) and on the other hand on an outer surface of the sensor housing (1 1) is supported ,
7. Betonschwelle (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (28) eine erste Klemmplatte (17) aufweist, die mit einer zweiten Klemmplatte (22) derart zusammenwirkt, dass durch eine Längsverschiebung der beiden aufeinander liegenden Klemmplatten (17, 22) relativ zueinander deren Gesamtdicke einstellbar ist. 7. concrete sleeper (1) according to claim 5 or 6, characterized in that the clamping device (28) has a first clamping plate (17) which cooperates with a second clamping plate (22) such that by a longitudinal displacement of the two superimposed clamping plates ( 17, 22) relative to each other whose total thickness is adjustable.
8. Betonschwelle (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Klemmplatte (17) eine Gewindebohrung (19) aufweist und die zweite Klemmplatte (22) mittels einer die Gewindebohrung (19) durchsetzenden Schraube längsverschiebbar ist. 8. concrete sleeper (1) according to claim 7, characterized in that the first clamping plate (17) has a threaded bore (19) and the second clamping plate (22) by means of a threaded bore (19) passing through the screw is longitudinally displaceable.
9. Betonschwelle (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmplatten (17, 22) jeweils ein Rampenprofil (25) oder ein Sägezahnprofil aufweisen, wobei die beiden Rampenprofile (25) vorzugsweise zumindest nähe- rungsweise gegengleich zueinander ausgebildet sind. 9. concrete sleeper (1) according to claim 7 or 8, characterized in that the clamping plates (17, 22) each have a ramp profile (25) or a sawtooth profile, wherein the two ramp profiles (25) are preferably at least approximately formed opposite to each other ,
10. Betonschwelle (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (1 1 ) als Rohr ausgebildet ist und vorzugsweise einen runden oder eckigen Querschnitt aufweist. 10. concrete sleeper (1) according to one of claims 4 to 9, characterized in that the sensor housing (1 1) is designed as a tube and preferably has a round or rectangular cross-section.
1 1 . Betonschwelle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (8) als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. 1 1. Concrete sleeper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the recess (8) is formed as a passage opening.
12. Betonschwelle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass sie zwei oder mehr Ausnehmungen (8) aufweist, die sich vorzugsweise in Längsrichtung von beiden Enden nach innen erstrecken. Concrete sleeper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises two or more recesses (8) which preferably extend inwards in the longitudinal direction from both ends.
13. Betonschwelle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) als Lasersensor ausgebildet ist, der einen La- serlicht emittierenden Sender (15) und einen Empfänger (16) aufweist, die voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei der Lasersensor dazu ausgebildet ist, eine durch eine auf die Betonschwelle (1 ) einwirkende Last und/oder eine Verformung zu erfassen. 13. concrete sleeper (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (12) is designed as a laser sensor having a laser light emitting transmitter (15) and a receiver (16), which are arranged spaced from each other, wherein the laser sensor is designed to to detect a load acting on the concrete sleeper (1) and / or a deformation.
14. Betonschwelle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Messeinrichtung (10) so in der Ausnehmung (8) positioniert ist, dass sich der Sensor (12) zumindest näherungsweise unterhalb einer Schienenauflagefläche oder im Bereich der Schwellenmitte befindet. 14. concrete sleeper (1) according to any one of the preceding claims, character- ized in that the measuring device (10) is positioned in the recess (8), that the sensor (12) at least approximately below a rail support surface or in the region of the threshold center located.
15. Betonschwelle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass sie einen weiteren Sensor, insbesondere einen Kraftsensor, aufweist, der auf der Oberfläche der Betonschwelle (1 ), insbesondere in einer Zwischenlage, angeordnet ist. 15. concrete sleeper (1) according to one of the preceding claims, character- ized in that it comprises a further sensor, in particular a force sensor, which is arranged on the surface of the concrete sleeper (1), in particular in an intermediate layer.
16. Verfahren zum Erfassen von während des Betriebs auf eine Betonschwelle (1 ) eines Eisenbahnfahrwegs einwirkenden Lasten und/oder Verformungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine eine Ausnehmung (8) für eine Messeinrichtung (10) aufweisende Betonschwelle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 verwendet wird und die Messeinrichtung (10) entnehmbar in der Ausnehmung (8) eingesetzt ist. 16. Method for detecting loads and / or deformations acting on a concrete sleeper (1) of a railway travel path during operation, characterized in that a concrete sleeper (1) having a recess (8) for a measuring device (10) according to one of claims 1 to 15 is used and the measuring device (10) removably inserted in the recess (8).
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass vorab die folgenden Schritte durchgeführt werden: 17. The method according to claim 16, characterized in that the following steps are carried out in advance:
- Positionieren wenigstens eines Kraftsensors bei mehreren Betonschwellen (1 ) zum Erfassen von Stützpunktkräften, Positioning at least one force sensor in the case of several concrete sleepers (1) for detecting interpolation forces,
- Feststellen, welche Betonschwelle (1 ) die maßgebende, insbesondere die größte, Belastung erfährt, und - Einsetzen der Messeinrichtung (10) in diejenige Betonschwelle (1 ) mit der größten Belastung. - determining which concrete sleeper (1) experiences the relevant, in particular the largest, load, and - inserting the measuring device (10) in that concrete sleeper (1) with the greatest load.
PCT/EP2018/067898 2017-08-31 2018-07-03 Concrete sleeper for a railway track WO2019042629A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES18740136T ES2951154T3 (en) 2017-08-31 2018-07-03 Concrete sleeper for railway track
EP18740136.9A EP3676449B1 (en) 2017-08-31 2018-07-03 Concrete sleeper for a railway track

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017120071.1 2017-08-31
DE102017120071.1A DE102017120071A1 (en) 2017-08-31 2017-08-31 Concrete sleepers for a railway track and method for detecting loads and / or deformations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019042629A1 true WO2019042629A1 (en) 2019-03-07

Family

ID=62904427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/067898 WO2019042629A1 (en) 2017-08-31 2018-07-03 Concrete sleeper for a railway track

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3676449B1 (en)
DE (1) DE102017120071A1 (en)
ES (1) ES2951154T3 (en)
HU (1) HUE062959T2 (en)
WO (1) WO2019042629A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3844663A1 (en) * 1988-05-04 1990-06-28 Strabag Bau Ag System for monitoring and/or controlling rail-borne traffic
DE4023745A1 (en) 1990-07-26 1992-01-30 Pfister Gmbh THRESHOLD TO SUPPORT RAILWAY RAILS
DE102010009754A1 (en) * 2010-03-01 2011-09-01 Schenck Process Gmbh Threshold for supporting rails
EP2602169A1 (en) 2011-12-09 2013-06-12 Sateba Systeme Vagneux Instrumented concrete sleeper for railway rails

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE537617C (en) * 1928-11-07 1931-11-06 Wirtschaftlichen Bahnoberbau M Rail joint connection by means of brackets welded to the head and feet of the rail ends
DE10060380B8 (en) * 2000-12-05 2006-02-09 Ge Transportation Systems Gmbh Method and device for hot rotor and hard brake location
DE202005015790U1 (en) * 2005-10-07 2005-12-29 Neuroth, Bernd Wheel-set bearing temperature monitoring arrangement for railway rolling stock has an infrared sensor and an acceleration sensor for detecting faulty operation of the sensor shock absorber mounting elements
DE202008012250U1 (en) * 2008-09-16 2008-11-20 Neuroth, Bernd, Colmenar Viejo Temperature monitoring device for wheel bearings of rail vehicles
DK3390723T3 (en) * 2015-12-17 2020-04-27 Siemens Mobility Pty Ltd Rail track displacement measurement system and proactive maintenance approach

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3844663A1 (en) * 1988-05-04 1990-06-28 Strabag Bau Ag System for monitoring and/or controlling rail-borne traffic
DE4023745A1 (en) 1990-07-26 1992-01-30 Pfister Gmbh THRESHOLD TO SUPPORT RAILWAY RAILS
DE102010009754A1 (en) * 2010-03-01 2011-09-01 Schenck Process Gmbh Threshold for supporting rails
EP2602169A1 (en) 2011-12-09 2013-06-12 Sateba Systeme Vagneux Instrumented concrete sleeper for railway rails

Also Published As

Publication number Publication date
EP3676449B1 (en) 2023-05-03
HUE062959T2 (en) 2023-12-28
DE102017120071A1 (en) 2019-02-28
EP3676449A1 (en) 2020-07-08
ES2951154T3 (en) 2023-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006024040B3 (en) Wheel sets and wheel`s actual state measuring device for railway vehicle, has beam optical equipment supported in vibration-free manner in pre-determined position against measuring section of device on formation of track system
EP1742023A1 (en) Linear motion guide with apparatus for measuring the position
EP0479764A1 (en) Machine for the control of catenary wire
EP2276659B1 (en) System for measuring loads during wheel/rail contact of rail vehicles
EP1331312A1 (en) Welding apparatus
AT502214A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETECTING THE RISK OF DANGER OF RAIL VEHICLES
DE102009025863A1 (en) Leveling system for railway technology
EP1121573A1 (en) Track scales
DE10304008B4 (en) Device for measuring the rail load
EP2542870B1 (en) Sleeper for supporting rails
WO2019042629A1 (en) Concrete sleeper for a railway track
DE10347812B4 (en) Force measuring device for detecting the rail load
DE3034704A1 (en) RAIL VEHICLE FOR TRACKED WORK
DE10241320A1 (en) Railway force measurement device, for measuring changes in railway vehicle wheels and for measurement of wheel-rail forces, comprises a measurement plate that replaces the intermediate plate between rail and sleeper
DE19727290A1 (en) Method measure deviations in layer thickness during road building
DE10031092A1 (en) Weighing device for rail vehicles
EP1584536B1 (en) Force measuring device for the detection of the load on the rails
EP1288638A2 (en) Measuring device
DE102006058903B4 (en) Measuring arrangement and measuring method for measuring a bearing clearance
DE19822109C2 (en) Travel path limitation for trolleys, in particular for hoists
DE10045468B4 (en) Gleismeßeinrichtung
DE102007001626B4 (en) Mobile measuring device for detecting wheel loads of rail vehicles
DE3537420C1 (en) Device for measuring forces acting in railway rails or similar loaded beams
DE10009156C1 (en) Determining properties of wheel springing for railway vehicle bogie involves moving vehicle over obstruction on rail, deriving spring characteristic from start/end position forces
DE102007052201B3 (en) Wear monitoring and measuring arrangement for e.g. steel bridge construction, has receiver arranged at holder in plane between magnets, where surface of sensor is spaced against measuring point at carrier part and adjustable against point

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18740136

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018740136

Country of ref document: EP

Effective date: 20200331