WO2023198794A1 - Schnellspannvorrichtung, sensoranordnung mit einer schnellspannvorrichtung sowie verwendung einer schnellspannvorrichtung - Google Patents

Schnellspannvorrichtung, sensoranordnung mit einer schnellspannvorrichtung sowie verwendung einer schnellspannvorrichtung Download PDF

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WO2023198794A1
WO2023198794A1 PCT/EP2023/059584 EP2023059584W WO2023198794A1 WO 2023198794 A1 WO2023198794 A1 WO 2023198794A1 EP 2023059584 W EP2023059584 W EP 2023059584W WO 2023198794 A1 WO2023198794 A1 WO 2023198794A1
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WO
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clamping
rail
quick
brackets
units
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/059584
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English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Brunner
Robert Schulze
Kai SCHICKER
Original Assignee
Gts Deutschland Gmbh
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B26/00—Tracks or track components not covered by any one of the preceding groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/02—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
    • B61L1/163—Detection devices

Definitions

  • the invention relates to a quick-clamping device for attaching at least one rail monitoring element to a rail, having two clamping units.
  • the clamping units each have two clamping brackets and a clamping device.
  • the two clamping brackets can be connected at a first end by the clamping device along a clamping axis in such a way that the clamping device, when attached to the rail, reaches under the rail base of the rail.
  • the clamping brackets each have a clamping area at a second end, which is designed for non-positive arrangement on a rail neck of the rail and/or the rail monitoring element.
  • the invention also relates to a sensor arrangement having the quick-release device and a use of the quick-release device.
  • Quick-clamping devices are used, for example, in railway systems to secure rail monitoring elements to the rail without causing damage.
  • the rail monitoring element is clamped to the rail by the quick-clamping device. A drilling the rail to form a screw fastening can therefore be avoided, for example.
  • the rail monitoring element can be fastened by the quick-release device permanently, ie over the lifespan of the monitoring element, or only temporarily, for example until an adhesive between the rail and the monitoring element has hardened.
  • a fastening device and a method for fastening at least one sensor to a railway rail are known.
  • the fastening device has two clamping brackets and two traverse elements connecting the clamping brackets.
  • the clamping brackets are arranged foldably on the traverse elements, so that the fastening device can be pushed under a rail when the clamping brackets are folded in. The clamps can then be folded out to attach the sensor to the rail.
  • clamping fastening devices known from the prior art are limited in their possible use on the rail. These cannot be arranged on a rail sleeper because conventional fastening devices would collide with the rail sleeper. The direct arrangement next to a rail sleeper is also difficult because an assembly space is required for tool access to the fastening device. This also means that the position of the sensor on the rail is limited by the fastening device. For example, a sensor cannot be attached to the rail above a rail sleeper using conventional clamping fasteners because a conventional fastening device would collide with the rail sleeper.
  • the task is solved by a quick-clamping device in which the clamping units can be arranged as separate elements along a longitudinal extent of the rail on the rail at a distance from one another; and in which the clamping brackets each have at least one curvature section which is curved in a plane orthogonal to the clamping axis.
  • the quick-release device according to the invention therefore has several advantages over conventional quick-release devices.
  • the quick-release device can be flexibly adapted to the dimensions of the rail monitoring element to be fastened by Distance between the quick-release units is changed along the longitudinal extent of the rail. This increases the flexibility of the quick-release device in relation to the rail monitoring element to be fastened.
  • the curved section formed on the clamping brackets allows the clamping areas to approach an "obstacle" located along the longitudinal extent of the rail, for example a rail sleeper, without reducing the accessibility of the tool to the clamping means or a receiving area for the rail monitoring element between the clamping brackets.
  • a gap formed in the longitudinal direction of the rail between the clamping units is kept free, which can be positioned around a rail sleeper, for example. In this way, installation above the sleeper is made possible.
  • the rail described according to the invention is preferably a railway rail.
  • the rail preferably has a Vignol rail profile according to DIN EN 13674-1:2017-07, a rail profile according to British standards or a rail profile according to Australian standards.
  • the rail is a 60E1, a 49E1, a 54E3, a 54E1, a R.65 or a BS80.
  • the quick-release device according to the invention is designed for use on all common rail profiles.
  • the rail base is to be understood as the part of the rail that is used to support the rail.
  • the rail head of the rail is to be understood as the part of the rail that is designed to guide the train wheels.
  • the rail neck is to be understood as the part of the rail that connects the rail base and the rail head. Gripping under the rail base is therefore to be understood as gripping behind the rail on the side opposite the rail head.
  • the clamping brackets of the clamping units reach under the rail base when the clamping unit is mounted on the rail. This means that each clamping unit encompasses the rail base in the assembled state.
  • At least one, in particular each, clamping unit rests on the rail base.
  • the clamping unit in conjunction with the two clamping areas on the clamping brackets, the clamping unit can be particularly securely fixed to the rail.
  • the clamping units can be arranged separately from one another on the rail or the rail monitoring element. In other words, the clamping units form a loose connection. As a result, the distance between the clamping axes of the clamping units can be adjusted depending on the design of the rail monitoring element, in particular the dimension of the rail monitoring element in the direction of the longitudinal extent of the rail.
  • the dimension of the quick-release device can be adjusted in a vertical direction to a rail profile of the rail by rotating the clamping units about an axis perpendicular to the elongated extent of the rail. In other words, the height of the quick-release device can be adjusted.
  • the quick-clamping device can be manufactured more cost-effectively because additional components, such as crossbars for connecting the clamping units, can be dispensed with.
  • the clamping axis describes an axis of the clamping device, along which the distance between the clamping brackets and therefore the distance between the clamping areas of the clamping brackets of a clamping unit can be reduced.
  • the clamping axis runs below the rail base through the two clamping brackets of a clamping unit.
  • the tension axis runs under the rail base of the rail.
  • the tension axis preferably runs transversely, in particular at right angles, to the longitudinal extent of the rail. In other words, the tension axis is skewed to the rail.
  • the curvature section according to the invention preferably has an axis of curvature that is parallel to the tension axis.
  • the clamping bracket is therefore curved in a plane projected in the direction of the clamping axis.
  • the plane projected in the direction of the clamping axis corresponds to the installation space of the rail monitoring element.
  • the curved section therefore increases the receiving area for the rail monitoring element between the clamping units.
  • the curvature section is curved and has at least a radius of curvature of at least 10 millimeters, in particular of at least 15 millimeters, particularly preferably of at least 25 millimeters, and at most of 130 millimeters, in particular of at most 120 millimeters, particularly preferably of at most 110 millimeters.
  • the curvature section has several different radii of curvature. This allows the recording area to be enlarged even more precisely in relation to a moderate load.
  • the quick-clamping device in which the clamping brackets of a clamping unit are designed symmetrically to a plane orthogonal to the clamping axis.
  • the tool design for one clamping bracket can be carried out particularly easily by mirroring the tool for the other clamping bracket and changes can be made more quickly. This has a particularly favorable effect on development costs.
  • the clamping units of a quick-release device are preferably designed identically. In other words, both clamping units can be used in both positions intended for fastening the rail monitoring element. This can reduce the costs of producing tools for the production of the clamping units as well as the unit costs of the components of the clamping units can be reduced through a higher proportion of identical parts.
  • the clamping means is designed as a screw connection.
  • the clamping means can be designed as an insertion screw, with a clamping bracket having a through recess through which the clamping means can be pushed through.
  • the other clamping bracket can also have, for example, a recess with a thread into which the insertion screw can be screwed.
  • the clamping means is preferably designed in the form of a push-through screw connection that passes through the two clamping brackets.
  • the clamping device can have a screw nut at both ends to lock the screw connection.
  • the clamping device can be designed to be particularly cost-effective and reliable.
  • the clamping means passes through the two clamping brackets of a clamping unit, the clamping means having a sliding body on which the clamping brackets are arranged, and the clamping means having a screw on each clamping bracket, which fasten the respective clamping bracket to the sliding body and for adjusting a Maximum distance between the clamping brackets are formed along the clamping axis. This allows the maximum distance between the clamping brackets and the sliding body to be adjusted, which enables asymmetrical clamping of the clamping units.
  • the clamping means is preferably designed for clamping by a tool, in particular an electrically and/or pneumatically operated one. Further preferably, the clamping means is designed for clamping by a tool for screwing in and out screws and nuts. For example, the clamping means is designed for clamping using a pneumatic screwdriver and/or an electric screwdriver. Further preferred is an embodiment of the quick-clamping device in which the clamping brackets are made of a metallic material, in particular aluminum and/or steel. A metallic material has high yield strengths, which makes the clamping brackets more resilient. This allows the fatigue strength and durability of the quick-release device to be increased.
  • the clamping units have at least one insulating means which is designed to electrically insulate the quick-release device from the rail. In this way, electrical charging of the clamping units and the associated disruption of the rail monitoring element to be fastened, for example by influencing its magnetic field, can be avoided.
  • the insulating means is preferably designed as an insulating sleeve.
  • the insulating sleeve surrounds at least a first end of one of the two clamping brackets and electrically insulates the quick-release device from the rail base when the quick-release device is fastened to the rail.
  • the clamping unit rests on the rail base of the rail by means of the insulating means, while the clamping brackets have no direct contact with the rail base. This allows electrical insulation to be carried out particularly reliably.
  • the insulating sleeve encompasses both first ends of both clamping brackets of a clamping unit.
  • the insulating sleeve covers an intermediate region formed along the clamping axis between the clamping brackets.
  • the intermediate area between the first ends of the two clamping brackets of a clamping unit can be reliably protected from contamination by the insulating agent and the functionality of the clamping unit can be permanently maintained.
  • the clamping units each have at least one clamping template, which is designed to position the clamping brackets on the rail neck.
  • the clamping template promotes the precise positioning of the clamping brackets and thus the exact position of the rail monitoring element on the rail.
  • the clamping template is adapted to the profile of the rail and/or designed to be adaptable. This allows the positioning to be even more precise.
  • a preferred development of the quick-release device provides that a clamping template is attached or can be attached to at least one, in particular each, second end of a clamping bracket of a clamping unit. This enables the clamping templates to be arranged in a particularly captive manner and facilitates quick attachment of the quick-release device to the rail.
  • the clamping templates are preferably designed to be attachable to the clamping area of the clamping brackets. This allows the clamping templates to be changed more quickly in the event of maintenance and/or the quick-release device to be adapted more quickly to a specific profile of the rail.
  • both clamping brackets of a clamping unit are designed to arrange the at least one clamping template.
  • the clamping template can be arranged both at the second end of one clamping bracket and at the second end of the other clamping bracket.
  • the clamping templates have at least one element which, in conjunction with the clamping bracket, allows the clamping template to rotate relative to the clamping bracket positively limited, in particular prevented.
  • a securing projection and/or a securing recess of the clamping template can engage in a complementary recess and/or a projection of the clamping bracket.
  • the quick-clamping device in which at least one of the clamping templates is U-shaped in a cross section parallel to the clamping axis.
  • the clamping template surrounds the rail monitoring element when the quick-release device is arranged on the rail.
  • the clamping template can be designed to be arranged between the rail base and a rail head of the rail.
  • the clamping template can preferably be designed for a clamped arrangement between the rail base and the rail head.
  • the clamping template is particularly preferably designed only for contacting the rail base and the rail head of the rail. In other words, when mounted on the rail, the clamping template is arranged without contact with the rail neck. This allows the clamping brackets to be positioned particularly reliably without interfering with the fastening area of the rail monitoring element on the rail.
  • the quick-release device in which the clamping template is designed to at least partially accommodate, in particular fix, the rail monitoring element.
  • the rail monitoring element can be arranged particularly reliably on the clamping unit.
  • the clamping templates preferably have an electrically insulating material, in particular the clamping templates consist of an electrically insulating material.
  • the clamping templates can be made of plastic, in particular of PA6, particularly preferably of glass fiber reinforced PA6, consist. This means that the clamping units can be electrically insulated from the rail using the clamping templates and the strength of the clamping template can be increased.
  • the clamping templates each have at least one, in particular sleeve-like and/or metallic, fastening insert, which is designed to arrange the clamping template on the clamping area of a clamping bracket.
  • the strength of the clamping template can be increased in certain areas, thereby further improving the durability of the clamping units.
  • a sensor arrangement having a rail, a quick-release device described above and a rail monitoring element mounted on a rail by means of the quick-release device, the rail neck of the rail and the rail monitoring element being arranged at least partially between the clamping areas of the clamping brackets of two clamping units of the quick-release device ; the clamping units each encompassing the rail base of the rail; and wherein a clamping force is effected between the clamping unit, the rail monitoring element and the rail neck along a clamping axis running through the clamping areas.
  • the rail monitoring element is thus pressed onto the rail neck of the rail by means of the clamping units of the quick-clamping device. This enables a damage-free and permanent arrangement of the rail monitoring element on the rail, which can be released again if necessary.
  • a further advantage of the sensor arrangement according to the invention is that the distance between the clamping units of a quick-release device can be adapted to the rail monitoring element to be fastened, so that Rail monitoring elements of different dimensions can be attached to the rail with the same quick-clamping device.
  • the space between the clamping units of a quick-clamping device is not blocked by additional components, such as crossbars, whereby the sensor arrangement can be arranged in such a way that, for example, a rail sleeper of the rail is arranged in the intermediate area between the two clamping units.
  • the clamping units can be arranged on both sides of the rail sleeper in the longitudinal extent of the rail, whereby the rail monitoring element can be attached to the rail neck above the rail sleeper. This increases the flexibility in positioning the rail monitoring element.
  • the two clamping areas of the clamping bracket lie on the clamping axis.
  • the clamping axis runs transversely, in particular at right angles, to the longitudinal extent of the rail.
  • the clamping axis is preferably designed parallel to the clamping axis.
  • the clamping units of a quick-release device preferably have the same, in particular identical, clamping brackets. In other words, one clamping unit has the same clamping brackets as the other clamping unit.
  • the quick-clamping device particularly preferably has two identical clamping units.
  • the clamping brackets of a clamping unit can be arranged on the rail in the direction of the other clamping unit and/or away from it.
  • the curvature sections of the clamping brackets can be curved towards one another and/or away from one another.
  • the distance between the clamping axes is greater than a distance between the clamping axes of the clamping units and between the clamping units Rail sleeper arranged.
  • the clamping brackets of the clamping units are directed away from one another, or the curvature sections of the clamping brackets of one clamping unit are curved away from the other clamping unit. This enables the largest possible gap between the clamping units to accommodate the rail sleeper (mounting above the sleeper). Due to the curvature sections of the clamping brackets directed away from each other, there is an increased distance between the rail sleeper and the clamping axis, which enables generous tool access to the clamping devices of the clamping units.
  • the distance between the clamping axes is smaller than a distance between the clamping axes of the clamping units and the clamping units are arranged between two adjacent rail sleepers.
  • the clamping brackets of one clamping unit are curved in the direction of the other clamping unit or the curvature sections of the clamping brackets are curved in the direction of the other clamping unit.
  • This allows the dimensions of the quick-release device to be kept small in the direction of the longitudinal extent of the rail.
  • This enables the quick-release device to be arranged between the adjacent rail sleepers (intermediate shaft installation). Due to the mutually facing curvature sections of the clamping brackets, there is an increased distance between the rail sleeper and the clamping axis, which enables generous tool access to the clamping devices of the clamping units.
  • the underlying object is further achieved by using the quick-clamping device described above for arranging a rail monitoring element on a rail neck of a rail above a rail sleeper of the rail.
  • parts of the quick-release device are pre-assembled/fixed on the respective rail monitoring element before the rail monitoring element is mounted on the rail. This makes mounting on the rail much easier and no small parts can get lost.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of a sensor arrangement with a rail, a rail monitoring element and a quick-release device in a perspective view.
  • Fig. 2 shows the sensor arrangement from Fig. 1 in a side view.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a sensor arrangement in a side view on a rail with a low rail profile.
  • Fig. 4 shows a third embodiment of a sensor arrangement on a rail sleeper in a perspective view when mounted above the sleeper.
  • Fig. 5 shows a quick-clamping device with two clamping units in a perspective view with clamping templates and insulating sleeve.
  • Fig. 6 shows a clamping unit of the quick-clamping device from Fig. 5 with two clamping brackets and a clamping device in a side view without clamping templates and insulating sleeve.
  • Fig. 7 shows an embodiment of a clamping template for a quick-release device in a perspective view with a rigid rail stop and a resilient rail stop.
  • Fig. 8 shows a further embodiment of a clamping template for a quick-release device in a perspective view with two rigid rail stops and several securing projections.
  • Fig. 1 shows a sensor arrangement 10 having a rail 12, a rail monitoring element 14 and a quick-release device 16.
  • the rail monitoring element 14 has a first rail contact half 18 - here in the form of a transmitting unit - and a two rail contact half 20 - here in the form of a receiving unit.
  • the first rail contact half 18 and the second rail contact half 20 are arranged clamped on both sides of the rail 12 by means of the same quick-release device 16 on a rail neck 22 of the rail 12.
  • the quick-clamping device 16 has a first clamping unit 24 and a second clamping unit 26.
  • the clamping units 24, 26 are arranged on the rail 12 at a distance from one another along a longitudinal extent 28 of the rail 12.
  • the clamping units 24, 26 are only connected to one another via the rail 12 in the assembled state.
  • Each clamping unit 24, 26 has a first clamping bracket 30 and a second clamping bracket 32 (only a second clamping bracket 32 is visible in FIG. 1).
  • the clamping brackets 30, 32 each engage under a rail foot 34 of the rail 12. In other words, each clamping unit 24, 26 with the clamping brackets 30, 32 surrounds the rail foot 34.
  • the first clamping bracket 30 and the second clamping bracket 32 of the first clamping unit 24 and the second clamping unit 26 are each connected to one another at a first end 36 (see FIG. 6) by a clamping means 38.
  • the clamping means 38 run below the rail base 34 and have screw connections as an example in FIG.
  • By actuating the clamping means 38 - here turning the screw connections - the distance between the first clamping bracket 30 and the second clamping bracket 32 of the respective clamping unit 24, 26 can be changed along a clamping axis 40.
  • the distance between the clamping bracket 30 and the clamping bracket 32 is also changed along a clamping axis 42.
  • One clamping axis 42 each runs through two clamping areas 44 of a clamping unit 24, 26 (for reasons of clarity, only one clamping area 44 is provided with a reference number).
  • the clamping brackets 30, 32 have the clamping areas 44 at a second end 46.
  • Both the rail monitoring element 14 and the rail neck 22 are partially arranged along each clamping axis 42 of the clamping brackets 30, 32. If the distance between the clamping brackets 30, 32 is reduced by the clamping means 38, for example, a clamping force is caused which clamps the rail monitoring element 14 to the rail neck 22 along the clamping axes 42. If the distance between the clamping brackets 30, 32 is increased by the clamping means 38, the rail monitoring element 14 can be detached from the rail 12.
  • the quick-release device 16 has four clamping templates 48, of which three clamping templates 48 are visible in FIG. 1.
  • a clamping template 48 is attached to each clamping area 44 of a clamping bracket 30, 32.
  • Each clamping template 48 can be designed to partially accommodate the rail monitoring element 14. In other words, each clamping template 48 can encompass an end region of the rail monitoring element 14 as shown.
  • the clamping templates 44 are adapted to the profile of the rail 12 and arranged between the rail base 34 and a rail head 50 of the rail 12 without contacting the rail neck 22. In other words, the freedom of movement of the clamping templates 14 in the vertical direction is prevented by the rail foot 34 and the rail head 50, or the clamping templates 14 are jammed between the rail foot 34 and the rail head 50.
  • FIG. 2 shows the sensor arrangement 10 from FIG. 1 with the rail monitoring element 14, which is attached to the rail 12 by means of the quick-release device 16.
  • the clamping units 24, 26 are arranged spaced apart in the longitudinal extent 28 (see Fig. 1) of the rail 12.
  • the clamping axes 40 of the clamping units 24, 26 have a clamping axis distance 52 and the clamping axes 42 of the clamping units 24, 26 have a clamping axis distance 54.
  • the clamping axis distance 52 is smaller than the clamping axis distance 54.
  • the clamping units 24, 26 are positioned completely below the rail monitoring element 14. As a result, a dimension of the sensor arrangement 10 in the direction of the longitudinal extent 28 of the rail 12 can be kept small.
  • the sensor arrangement 10 shown can be brought closer to a colliding object on the rail, for example a rail sleeper 56 (see FIG. 4), in the direction of the longitudinal extent 28 of the rail 12, since half the difference between the clamping axis distance 54 and the clamping axis distance 52 for tool access on the clamping means 38 can be used.
  • a rail sleeper 56 see FIG. 4
  • a straight line 58 which intersects the clamping axis 40 and the clamping axis 42 at right angles, runs at an angle 60 obliquely to the longitudinal extent 28 of the rail 12 (for reasons of clarity, only a straight line 58 and an angle 60 in FIG. 2 are provided with a reference number).
  • the vertical position of the rail monitoring element 14 on the rail 12 can be adjusted. For example, a small angle 60 leads to a low vertical position of the rail monitoring element 14 on the rail 12, in which the clamping axis distance 52 is small and the clamping axis distance 54 is large compared to a medium angle 60.
  • a large angle 60 leads, for example, to a high vertical position of the rail monitoring element 14 on the rail 12, in which the clamping axis distance 52 is large and the clamping axis distance 54 is small compared to a medium angle 60.
  • the clamping units 24, 26 have a curvature section 62 which is curved in a normal plane of the clamping axis 40 of the respective clamping unit 24, 26. In other words, the curved section 62 deviates from the straight line 58 at least in a partial section.
  • the curvature section 62 has at least one radius of curvature 64, 66. In the illustrated embodiment of the quick-release device 16, two radii of curvature 64, 66 are provided with reference numbers. The radius of curvature 64 differs in value from the radius of curvature 66.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the sensor arrangement 10 in a side view.
  • the sensor arrangement 10 shown in FIG. 3 differs from that in the FIGS. 1 and 2 essentially consists in that the clamping units are arranged at a different angle relative to the rail.
  • the rail 12 has a low rail profile, for example a BS80 profile.
  • the rail neck 22 of the rail 12 has a small dimension in the vertical direction, which makes a conventional arrangement of the rail monitoring element 14 difficult.
  • a small angle 60 can be set by rotating the clamping units 24, 26, whereby the dimension of the quick-clamping device 16 is reduced in the vertical direction. This allows the rail monitoring element 14 to be attached to the rail 12 with a low rail profile without changing the components of the quick-release device 16. In addition, no additional installation space is required below the rail 12 and the clamping units 24, 26 can rest on the rail base 22.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of the sensor arrangement 10, in which the rail monitoring element 14 is fastened to the rail 12 above a rail sleeper 56 by means of the quick-release device 16.
  • the clamping units 24, 26 of the quick-clamping device 16 are arranged on the rail 12 in such a way that the clamping axis distance 52 is greater than the clamping axis distance 54.
  • the clamping units 24, 26 are curved away from the rail monitoring element 14 or the respective other clamping unit 24, 26.
  • the dimension of the quick-clamping device 16 in the longitudinal extent 28 of the rail 12 is increased, whereby half the difference between the clamping axis distance 52 and the clamping axis distance 54 is available for tool access to the clamping means 38.
  • Fig. 5 shows a quick-clamping device 16 with two clamping units 24, 26.
  • Each clamping unit 24, 26 has a first clamping bracket 30 and a second clamping bracket 32.
  • the clamping unit 24 is essentially identical to the clamping unit 26. In other words, the clamping unit 24 can be used as a clamping unit 26 when rotated about a vertical axis.
  • the first clamping bracket 30 and the second clamping bracket 32 are connected to one another at their first ends 36 (see FIG. 6) by a clamping device 38 and can be moved towards or away from one another by the clamping device 38 along the clamping axis 40. Accordingly, the clamping regions 44 formed at the second ends 46 of the clamping brackets 30, 32 can be moved toward or away from one another along the clamping axis 42 by the clamping means 38.
  • the clamping areas 44 preferably each have at least one clamping stop 68 for transmitting a clamping force from the clamping bracket 30, 32 to the rail monitoring element 14 (see Figs. 1-4).
  • the clamping unit 24, 26 has the clamping stop 68 on the clamping template 48.
  • the clamping stop 68 can also be formed directly on the clamping bracket 30, 32.
  • the clamping unit 24, 26, in particular on each clamping bracket 30, 32 has a centering projection 70 which projects beyond the clamping stop 68 along the clamping axis 42.
  • the centering projection 70 is preferably designed to engage in a complementary recess of the rail monitoring element 14. As a result, the rail monitoring element 14 can be clamped in a particularly accurate position by the clamping units 24, 26.
  • At least one clamping template 48 is designed to be movable in at least one direction perpendicular to the clamping axis 42, in particular perpendicular to the longitudinal extent 28 of the rail 12 (see FIGS. 1, 2 and 4).
  • the clamping template 48 is movable relative to the clamping bracket 78. This allows angular misalignments, which occur due to elastic deformation of the clamping brackets and shaft during clamping, to be compensated for.
  • the clamping brackets 30 have an insulating means 72 in the form of a plastic sleeve, which electrically insulates the rail monitoring element 14 from the clamping bracket 30 in an arranged state.
  • the insulating means 72 is plugged onto the centering projection 70 of the clamping bracket 30, as shown.
  • Each clamping unit 24, 26 has an insulating means 74 covering the first ends 36 (see FIG. 6) of the clamping brackets 30, 32 in the form of a plastic sleeve, which secures the clamping units 24, 26 relative to the rail foot 34 in an arranged state of the quick-clamping device 16 on a Electrically insulate rail 12.
  • a covering insulating means 74 can prevent contamination of the intermediate area between the first ends 36 of the clamping brackets 30, 32, whereby functionality can be maintained.
  • the insulating means 74 can serve as a stop surface of the quick-release device 16 on the rail 12. As a result, together with the clamping areas 44, a three-point fixation on the rail 12 can be achieved for each clamping unit 24, 26.
  • each clamping bracket 30, 32 can have a cylindrical clamping means section 76, which engages under the rail foot 34 in an arranged state of the quick-clamping device 16 on the rail 12 and is designed to at least partially accommodate the clamping means 38.
  • the clamping means section 76 is formed predominantly along the clamping center axis 40.
  • each clamping bracket 30, 32 can have a load-optimized clamping section 78, which predominantly extends in a plane orthogonal to the clamping axis 40.
  • a load-optimized structure means the design of the clamping section 78 - here the bending moment about a vertical axis of the respective clamping bracket 30, 32 - designed for the intended load case. In this way, over-dimensioning of the clamping brackets 30, 32 can be effectively avoided.
  • Each clamping bracket 30, 32 can, for example, have stiffening ribs 80, which are formed between the clamping means section 76 and the clamping section 78 to increase the strength of the clamping brackets 30, 32 in a direction-dependent manner.
  • the insulating means 74 can have recesses 82 in the direction of the clamping center axis 40, into which projections - here two stiffening ribs 80 - of the respective clamping brackets 30, 32 of the same clamping unit 24, 26 engage and prevent the clamping brackets 30, 32 from rotating relative to one another. This allows the arrangement of the quick-release device 16 on the rail 12 to be simplified.
  • FIG. 6 shows the clamping unit 24, 26 of the quick-clamping device 16 from FIG and the second end 46 on.
  • the first ends 36 are connected by the clamping means 38 in such a way that the clamping brackets 30, 32 can be moved towards one another along the clamping axis 40.
  • the clamping means 38 can, as shown, have a cylindrical sliding body 84, which can be inserted into recesses of the clamping brackets 30, 32 formed at the first ends 36 along the clamping axis 40 and on which the clamping brackets 30, 32 are movably arranged along the clamping axis 40.
  • the cylindrical sliding body 84 can also have threaded recesses at both ends into which a screw 86 can be screwed. By turning the screws 86, the maximum distance between the clamping brackets 30, 32 along the clamping axis 40 can be adjusted.
  • the clamping bracket 30 is essentially mirror-symmetrical to the clamping bracket 32.
  • the clamping bracket 30 has a supporting projection 88 which projects beyond the cylindrical clamping means section 76 along the clamping axis 40.
  • the support projection 88 is advantageous for adjusting the clamping unit 24, 26 with respect to the width of the rail foot 34.
  • the support projection 88 can be used to accommodate the insulating means 74.
  • the support projection 88 can be formed in one piece with one of the clamping brackets 30, 32 or the insulating means 74 or can be arranged loosely on the clamping means 38.
  • the clamping template 48 has a base body 90 which is U-shaped or C-shaped in cross section.
  • the base body 90 can be made, for example, from a plastic in a plastic injection molding process.
  • the clamping template 48 has a fastening insert 92 arranged in the base body 90.
  • the fastening insert 92 is preferably made of metal. More preferably, the fastening insert 92 is encapsulated with plastic during the production of the base body 90 and is inseparably connected to the base body 90.
  • the clamping template 48 can, for example, be pushed onto the centering projection 70 (see FIG. 5) of the clamping brackets 30, 32.
  • the fastening insert 92 preferably forms the clamping stop 68 (see FIG. 5).
  • the inner surfaces 94 of the base body 90 are designed to partially accommodate the rail monitoring element 14 (see Figs. 1-4) and to the Outer contour of the part of the rail monitoring element 14 to be accommodated is adapted.
  • the clamping template 48 or the base body 90 also has a rigid rail stop 96 and a resilient rail stop 98.
  • the rail stops 96, 98 rest against the rail foot 34 and the rail head 50 when the clamping template 48 is fastened to the rail 12.
  • the rail stops 96, 98 are adapted to the shape of the rail base 34 and the shape of the rail head 50. Thanks to the resilient rail stop 98, the clamping template 48 can be used particularly easily on rail profiles that are only slightly different.
  • the resilient rail stop 98 can be formed in one piece on the clamping template 48.
  • the resilient rail stop 98 is made of a metallic material, in particular spring steel.
  • the resilient rail stop 98 is arranged on the clamping template 48 in this case.
  • Fig. 8 shows a further embodiment of a clamping template 48.
  • the clamping template 48 shown in Fig. 8 has two rigid rail stops 96.
  • the clamping template 48 has several - here four - securing projections 100 formed on the base body 90, which, when the clamping template 48 is arranged on a clamping bracket 30, 32, engage in complementary recesses on the clamping bracket 30, 32 and secure the clamping template 48 relative to rotation to form the clamping bracket 30, 32.
  • the second end 46 of at least one clamping bracket 30, 32 has at least one securing projection 100, which engages in a recess in the clamping template 48 in order to ensure rotation.
  • the recess is preferably designed as an elongated hole.
  • curvature section 62 curvature section; 64 radius of the curvature section 62;

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schnellspannvorrichtung (16) zum Befestigen von zumindest einem Schienenüberwachungselement (14) an einer Schiene (12) aufweisend zwei Spanneinheiten (24, 26); wobei die Spanneinheiten (24, 26) jeweils zwei Spannbügel (30, 32) und ein Spannmittel (38) aufweisen; wobei die jeweils zwei Spannbügel (30, 32) an einem ersten Ende (36) durch das Spannmittel (38) entlang einer Spannachse (40) verbindbar sind, derart, dass das Spannmittel (38) im an der Schiene (12) befestigten Zustand den Schienenfuß (34) der Schiene (12) untergreift, und wobei die Spannbügel (30, 32) an einem zweiten Ende (46) jeweils einen Klemmbereich (44) aufweisen, der zum kraftschlüssigen Anordnen an einem Schienenhals (22) der Schiene (12) und/oder dem Schienenüberwachungselement (14) ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheiten (24, 26) als separate Elemente entlang einer Längsausdehnung (28) der Schiene (12) an der Schiene (12) voneinander beabstandet anordenbar sind; und die Spannbügel (30, 32) jeweils zumindest einen Krümmungsabschnitt (62) aufweisen, der in einer zur Spannachse (40) orthogonalen Ebene gekrümmt ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Sensoranordnung (10) mit einer Schnellspannvorrichtung (16), einer Schiene (12) und einem Schienenüberwachungselement (14). Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung der Schnellspannvorrichtung (16) zum Befestigen eines Schienenüberwachungselements (14) oberhalb einer Schienenschwelle (56).

Description

Schnellspannvorrichtung, Sensoranordnung mit einer Schnellspannvorrichtung sowie Verwendung einer Schnellspannvorrichtung
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schnellspannvorrichtung zum Befestigen von zumindest einem Schienenüberwachungselement an einer Schiene aufweisend zwei Spanneinheiten. Die Spanneinheiten weisen jeweils zwei Spannbügel und ein Spannmittel auf. Die jeweils zwei Spannbügel sind an einem ersten Ende durch das Spannmittel entlang einer Spannachse derart verbindbar, dass das Spannmittel im an der Schiene befestigten Zustand den Schienenfuß der Schiene untergreift. Die Spannbügel weisen an einem zweiten Ende jeweils einen Klemmbereich auf, der zum kraftschlüssigen Anordnen an einem Schienenhals der Schiene und/oder dem Schienenüberwachungselement ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft zudem eine Sensoranordnung aufweisend die Schnellspannvorrichtung sowie eine Verwendung der Schnellspannvorrichtung.
Schnellspannvorrichtungen werden beispielsweise in eisenbahntechnischen Anlagen zum beschädigungsfreien Befestigen von Schienenüberwachungs- elementen an der Schiene verwendet. Das Schienenüberwachungselement wird dabei durch die Schnellspannvorrichtung mit der Schiene verklemmt. Ein Anbohren der Schiene zur Ausbildung einer Schraubenbefestigung kann somit beispielsweise vermieden werden. Die Befestigung des Schienenüberwachungselements durch die Schnellspannvorrichtung kann dauerhaft, d.h. über die Lebensdauer des Überwachungselements oder lediglich zeitweise, bspw. bis zum Aushärten eines Klebstoffs zwischen Schiene und Überwachungselements erfolgen.
Aus [01] ist eine Befestigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Befestigen wenigstens eines Sensors an einer Eisenbahnschiene bekannt. Die Befestigungsvorrichtung weist zwei Spannbügel und zwei die Spannbügel verbindende Traversenelemente auf. Die Spannbügel sind klappbar an den Traversenelementen angeordnet, sodass die Befestigungsvorrichtung in einem eingeklappten Zustand der Spannbügel unter eine Schiene geschoben werden kann. Anschließend können die Spannbügel zum Befestigen des Sensors an der Schiene ausgeklappt werden.
Die aus dem Stand der Technik bekannten klemmenden Befestigungsvorrichtungen sind jedoch in ihrer Einsatzmöglichkeit an der Schiene beschränkt. So können diese nicht an einer Schienenschwelle angeordnet werden, da herkömmliche Befestigungsvorrichtungen mit der Schienenschwelle kollidieren würden. Ebenso ist die unmittelbare Anordnung neben einer Schienenschwelle erschwert, da ein Montageraum für einen Werkzeugzugriff auf die Befestigungsvorrichtung benötigt wird. Hierdurch ist auch die Position des Sensors an der Schiene durch die Befestigungsvorrichtung beschränkt. Beispielsweise kann ein Sensor mit herkömmlichen klemmenden Befestigungsvorrichtungen nicht oberhalb einer Schienenschwelle an der Schiene befestigt werden, da eine herkömmliche Befestigungsvorrichtung mit der Schienenschwelle kollidieren würde.
Aus der vorhergehend erwähnten [01] ist eine weitere Befestigungsvorrichtung bekannt, bei der die Spannbügel an einem gemeinsamen Spannmittel angeordnet sind und sich von diesem V-förmig wegerstrecken. Eine derartige Ausbildung stellt jedoch eine nur unzureichende Erweiterung der vorher beschriebenen Einsatzmöglichkeit an der Schiene dar, da eine Befestigung des Sensors oberhalb einer Schienenschwelle weiterhin nicht möglich ist. Zudem wird durch die V- förmige Anordnung der Spannbügel der Aufnahmebereich für den zu befestigenden Sensor zwischen den Spannbügeln erheblich vermindert. Hierdurch können lediglich Sensoren durch die Befestigungsvorrichtung an der Schiene angeordnet werden, die an diesen verminderten Aufnahmebereich der Befestigungsvorrichtung angepasst sind. Die Sensorkompatibilität besagter Befestigungsvorrichtung ist daher weitgehend beschränkt.
Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schnellspannvorrichtung anzugeben, bei der die Einsatzmöglichkeit an der Schiene verbessert und die Sensorkompatibilität erhöht ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Sensoranordnung und eine Verwendung der Schnellspannvorrichtung vorzuschlagen.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schnellspannvorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 11 und einer Verwendung der Schnellspannvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß Anspruch 14.
Mit anderen Worten wird die Aufgabe gelöst durch eine Schnellspannvorrichtung bei der die Spanneinheiten als separate Elemente entlang einer Längsausdehnung der Schiene an der Schiene voneinander beabstandet anordenbar sind; und bei der die Spannbügel jeweils zumindest einen Krümmungsabschnitt aufweisen, der in einer zur Spannachse orthogonalen Ebene gekrümmt ist.
Die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung weist somit mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Schnellspannvorrichtungen auf.
Zunächst kann die Schnellspannvorrichtung flexibel an die Abmessung des zu befestigenden Schienenüberwachungselements angepasst werden, indem der Abstand zwischen den Schnellspanneinheiten entlang der Längsausdehnung der Schiene verändert wird. Hierdurch wird die Flexibilität der Schnellspannvorrichtung in Bezug auf das zu befestigende Schienenüberwachungselement erhöht.
Zudem ermöglicht der an den Spannbügeln ausgebildete Krümmungsabschnitt ein Annähern der Klemmbereiche an ein entlang der Längsausdehnung der Schiene befindliches „Hindernis", beispielsweise eine Schienenschwelle, ohne eine Zugänglichkeit des Werkzeugs zu dem Spannmittel oder einen Aufnahmebereich für das Schienenüberwachungselement zwischen den Spannbügeln zu verringern. Weiterhin wird durch die voneinander getrennte Ausbildung der Spanneinheiten, ein in Längsrichtung der Schiene zwischen den Spanneinheiten ausgebildeter Zwischenraum freigehalten, der beispielsweise um eine Schienenschwelle positioniert werden kann. Auf diese Weise wird eine Überschwellenmontage ermöglicht.
Die erfindungsgemäß beschriebene Schiene ist vorzugsweise eine Eisenbahnschiene. Die Schiene weist vorzugsweise ein Vignolschienenprofil nach DIN EN 13674-1 :2017-07, ein Schienenprofil nach britischem Standard oder ein Schienenprofil nach australischem Standard auf. Beispielsweise und keinesfalls abschließend ist die Schiene eine 60E1, eine 49E1, eine 54E3, eine 54E1, eine R.65 oder eine BS80. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung für den Einsatz an allen gängigen Schienenprofilen ausgebildet.
Das Spannmittel untergreift in einem an der Schiene montierten Zustand der Schnellspannvorrichtung den Schienenfuß der Schiene. Der Schienenfuß ist dabei als der Teil der Schiene zu verstehen, der der Lagerung der Schiene dient. Der Schienenkopf der Schiene ist als der Teil der Schiene zu verstehen, der zur Führung der Zugräder ausgebildet ist. Der Schienenhals ist als der Teil der Schiene zu verstehen, der den Schienenfuß und den Schienenkopf verbindet. Ein Untergreifen des Schienenfußes ist mithin als ein Hintergreifen der Schiene an der dem Schienenkopf gegenüberliegenden Seite zu verstehen. Die Spannbügel der Spanneinheiten untergreifen in einem an der Schiene montierten Zustand der Spanneinheit jeweils den Schienenfuß. Mithin umgreift jede Spanneinheit in dem montierten Zustand den Schienenfuß.
Vorzugsweise liegt zumindest eine, insbesondere jede, Spanneinheit an dem Schienenfuß an. Hierdurch kann in Verbindung mit den beiden Klemmbereichen an den Spannbügeln eine besonders sichere Fixierung der Spanneinheit an der Schiene erfolgen.
Die Spanneinheiten sind voneinander getrennt an der Schiene bzw. dem Schienenüberwachungselement anordenbar. Mit anderen Worten bilden die Spanneinheiten einen losen Verbund. Hierdurch kann der Abstand zwischen den Spannachsen der Spanneinheiten abhängig von der Ausbildung des Schienen- überwachungselements, insbesondere der Abmessung des Schienenüber- wachungselements in Richtung der Längsausdehnung der Schiene eingestellt werden.
Ebenso kann die Abmessung der Schnellspannvorrichtung in einer vertikalen Richtung durch Verdrehen der Spanneinheiten um eine Achse senkrecht zur länglichen Ausdehnung der Schiene an ein Schienenprofil der Schiene angepasst werden. Mit anderen Worten kann die Höhe der Schnellspannvorrichtung angepasst werden.
Zudem kann eine kostengünstigere Herstellung der Schnellspannvorrichtung erfolgen, da auf zusätzliche Komponenten, bspw. Quertraversen zur Verbindung der Spanneinheiten, verzichtet werden kann.
Die Spannachse beschreibt eine Achse des Spannmittels, entlang derer der Abstand zwischen den Spannbügeln und mithin der Abstand zwischen den Klemmbereichen der Spannbügel einer Spanneinheit verringert werden kann. Erfindungsgemäß verläuft die Spannachse unterhalb des Schienenfußes durch die beiden Spannbügel einer Spanneinheit. Mit anderen Worten verläuft die Spannachse unter dem Schienenfuß der Schiene. Vorzugsweise verläuft die Spannachse quer, insbesondere rechtwinklig, zur Längsausdehnung der Schiene. Mit anderen Worten verläuft die Spannachse windschief zur Schiene. Der erfindungsgemäße Krümmungsabschnitt weist vorzugsweise eine zur Spannachse parallele Krümmungsachse auf. Der Spannbügel ist mithin in einer in Richtung der Spannachse projizierten Ebene gekrümmt. Die in der Richtung der Spannachse projizierte Ebene entspricht dem Bauraum des Schienen- überwachungselements. Der Krümmungsabschnitt vergrößert mithin den Aufnahmebereich für das Schienenüberwachungselement zwischen den Spanneinheiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Schienenüberwachungselements ist der Krümmungsabschnitt bogenförmig ausgebildet und weist zumindest einen Krümmungsradius von mindestens 10 Millimetern, insbesondere von mindestens 15 Millimetern, besonders bevorzugt von mindestens 25 Millimetern, und höchstens von 130 Millimetern, insbesondere von höchstens 120 Millimetern, besonders bevorzugt von höchstens 110 Millimetern, auf. Dies begünstigt die Vergrößerung des Aufnahmebereichs zwischen den Spanneinheiten bei gleichzeitig moderater mechanischer Belastung in den Spannbügeln beim Spannen der Spanneinheiten. Vorzugsweise weist der Krümmungsabschnitt mehrere unterschiedliche Krümmungsradien auf. Hierdurch kann der Aufnahmebereich noch genauer in Bezug auf eine moderate Belastung vergrößert werden.
Bevorzugt ist zudem eine Ausführungsform der Schnellspannvorrichtung, bei der die Spannbügel einer Spanneinheit symmetrisch zu einer zur Spannachse orthogonalen Ebene ausgebildet sind. Hierdurch kann die Werkzeugkonstruktion für einen Spannbügel besonders einfach durch Spiegelung des Werkzeugs für den anderen Spannbügel erfolgen und Änderungen entsprechend schneller durchgeführt werden. Dies wirkt sich besonders günstig auf die Entwicklungskosten aus.
Vorzugsweise sind die Spanneinheiten einer Schnellspannvorrichtung identisch ausgebildet. Mit anderen Worten können beide Spanneinheiten an beiden zur Befestigung des Schienenüberwachungselements vorgesehen Positionen eingesetzt werden. Hierdurch können die Kosten zur Herstellung von Werkzeugen für die Fertigung der Spanneinheiten sowie die Stückkosten der Komponenten der Spanneinheiten durch einen höheren Anteil an Gleichteilen verringert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Schnellspannvorrichtung ist das Spannmittel als Schraubverbindung ausgebildet. Beispielsweise kann das Spannmittel als eine Einsteckschraube ausgebildet sein, wobei ein Spannbügel eine Durchgangsausnehmung aufweist, durch die das Spannmittel durchgeschoben werden kann. Der andere Spannbügel kann weiter beispielsweise eine Ausnehmung mit einem Gewinde aufweisen, in das die Einsteckschraube eingeschraubt werden kann.
Vorzugsweise ist das Spannmittel in Form einer die beiden Spannbügel durchgreifenden Durchsteckverschraubung ausgebildet. Das Spannmittel kann in diesem Fall an beiden Enden eine Schraubenmutter zum Kontern der Schraubverbindung aufweisen. Hierdurch kann das Spannmittel besonders kostengünstig und zuverlässig ausgebildet werden.
In besonders bevorzugter Ausführungsform durchgreift das Spannmittel die beiden Spannbügel einer Spanneinheit, wobei das Spannmittel einen Gleitkörper aufweist, auf dem die Spannbügel angeordnet sind, und wobei das Spannmittel an jedem Spannbügel eine Schraube aufweist, die den jeweiligen Spannbügel an dem Gleitkörper befestigen und zum Einstellen eines Maximalabstands zwischen den Spannbügeln entlang der Spannachse ausgebildet sind. Hierdurch kann der Maximalabstand der Spannbügel jeweils zu dem Gleitkörper eingestellt werden, wodurch ein asymmetrisches Spannen der Spanneinheiten ermöglicht wird.
Das Spannmittel ist vorzugsweise zum Spannen durch ein, insbesondere elektrisch und/oder pneumatisch betriebenes, Werkzeug ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das Spannmittel zum Spannen durch ein Werkzeug zum Ein- und Ausdrehen von Schrauben und Muttern ausgebildet. Beispielsweise ist das Spannmittel zum Spannen durch einen Druckluftschrauber und/oder einen Elektroschrauber ausgebildet. Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform der Schnellspannvorrichtung, bei der die Spannbügel aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium und/oder Stahl, gefertigt sind. Ein metallischer Werkstoff weist hohe Streckgrenzen auf, die eine größere Belastbarkeit der Spannbügel bewirkt. Hierdurch können die Dauerfestigkeit und die Haltbarkeit der Schnellspannvorrichtung erhöht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Schnellspannvorrichtung weisen die Spanneinheiten zumindest ein Isoliermittel auf, das zum elektrischen Isolieren der Schnellspannvorrichtung gegenüber der Schiene ausgebildet ist. Hierdurch kann ein elektrisches Aufladen der Spanneinheiten und eine damit verbundene Störung des zu befestigenden Schienenüberwachungselements, beispielsweise durch eine Beeinflussung dessen Magnetfelds, vermieden werden. Vorzugsweise ist das Isoliermittel als Isolierhülse ausgebildet.
Vorzugsweise umgreift die Isolierhülse zumindest ein erstes Ende eines der beiden Spannbügel und isoliert in einem an der Schiene befestigten Zustand der Schnellspannvorrichtung die Schnellspannvorrichtung gegenüber dem Schienenfuß elektrisch. Mit anderen Worten liegt die Spanneinheit mittels des Isoliermittels an dem Schienenfuß der Schiene an, während die Spannbügel keinen direkten Kontakt zu dem Schienenfuß aufweisen. Hierdurch kann eine elektrische Isolierung besonders zuverlässig erfolgen.
Weiter vorzugsweise umgreift die Isolierhülse im montierten Zustand beide ersten Enden beider Spannbügel einer Spanneinheit. Mit anderen Worten bedeckt die Isolierhülse einen entlang der Spannachse zwischen den Spannbügeln ausgebildeten Zwischenbereich. Besonders vorteilhaft kann der Zwischenbereich zwischen den ersten Enden der beiden Spannbügel einer Spanneinheit durch das Isoliermittel zuverlässig vor Verschmutzung geschützt und die Funktionsfähigkeit der Spanneinheit dauerhaft aufrechterhalten werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Schnellspannvorrichtung weist zumindest ein, weisen insbesondere beide, Spannbügel einer Spanneinheit an dem ersten und dem zweiten Ende ein elektrisches Isoliermittel auf. Hierdurch kann die Spanneinheit sowohl gegenüber dem Schienenfuß als auch gegenüber dem Schienenhals elektrisch isoliert werden. Vorzugsweise sind alle Isoliermittel als Isolierhülsen ausgebildet.
Weiter bevorzugt ist eine Ausführungsform der Schnellspannvorrichtung, bei der die Spanneinheiten jeweils zumindest eine Klemmschablone aufweisen, die zum Positionieren der Spannbügel an dem Schienenhals ausgebildet sind. Die Klemmschablone begünstigt die genaue Positionierung der Spannbügel und damit die genaue Position des Schienenüberwachungselements an der Schiene. Vorzugsweise ist die Klemmschablone an das Profil der Schiene angepasst und/oder anpassbar ausgebildet. Hierdurch kann die Positionierung noch genauer erfolgen.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Schnellspannvorrichtung sieht vor, dass jeweils eine Klemmschablone an zumindest einem, insbesondere jedem, zweiten Ende eines Spannbügels einer Spanneinheit befestigt oder befestigbar ist. Dies ermöglicht die besonders verliersichere Anordnung der Klemmschablonen und begünstigt ein schnelles Anbringen der Schnellspannvorrichtung an der Schiene.
Vorzugsweise sind die Klemmschablonen an dem Klemmbereich der Spannbügel aufsteckbar ausgebildet. Hierdurch kann ein schnellerer Wechsel der Klemmschablonen im Wartungsfall und/oder ein schnelleres Anpassen der Schnellspannvorrichtung an ein bestimmtes Profil der Schiene erfolgen.
Weiter vorzugsweise sind beide Spannbügel einer Spanneinheit zur Anordnung der zumindest einen Klemmschablone ausgebildet. Mit anderen Worten kann die Klemmschablone sowohl an dem zweiten Ende des einen Spannbügels als auch an dem zweiten Ende des anderen Spannbügels angeordnet werden.
Bevorzugt ist zudem eine Weiterbildung der Schnellspannvorrichtung, bei der die Klemmschablonen zumindest ein Element aufweisen, das in Verbindung mit dem Spannbügel ein Verdrehen der Klemmschablone gegenüber dem Spannbügel formschlüssig begrenzt, insbesondere verhindert. Beispielsweise kann ein Sicherungsvorsprung und/oder eine Sicherungsausnehmung der Klemmschablone in eine komplementäre Ausnehmung und/oder einen Vorsprung des Spannbügels eingreifen. Hierdurch kann die Relativposition der Klemmschablone zum Spannbügel zuverlässig vorbestimmt werden und eine Anordnung der Spanneinheiten an der Schiene noch leichter erfolgen.
Weiter bevorzugt ist eine Weiterbildung der Schnellspannvorrichtung, bei der zumindest eine der Klemmschablonen in einem Querschnitt parallel zur Spannachse U-förmig ausgebildet ist. Vorzugsweise umgreift die Klemmschablone das Schienenüberwachungselement in einem an der Schiene angeordneten Zustand der Schnellspannvorrichtung.
Die Klemmschablone kann zur Anordnung zwischen dem Schienenfuß und einem Schienenkopf der Schiene ausgebildet sein. Bevorzugt kann die Klemmschablone zur geklemmten Anordnung zwischen dem Schienenfuß und dem Schienenkopf ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist die Klemmschablone nur zum Kontaktieren des Schienenfußes und des Schienenkopfes der Schiene ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Klemmschablone in einem an der Schiene montierten Zustand kontaktlos zum Schienenhals angeordnet. Hierdurch kann eine Positionierung der Spannbügel besonders zuverlässig ohne Eingriff in den Befestigungsbereich des Schienenüberwachungselements an der Schiene erfolgen.
Weiter bevorzugt ist eine Weiterbildung der Schnellspannvorrichtung, bei der die Klemmschablone zur zumindest teilweisen Aufnahme, insbesondere Fixierung, des Schienenüberwachungselements ausgebildet ist. Hierdurch kann das Schienenüberwachungselement besonders zuverlässig an der Spanneinheit angeordnet werden.
Vorzugsweise weisen die Klemmschablonen ein elektrisch isolierendes Material auf, insbesondere bestehen die Klemmschablonen aus einem elektrisch isolierenden Material. Beispielsweise können die Klemmschablonen aus Kunststoff, insbesondere aus PA6, besonders bevorzugt aus glasfaserverstärktem PA6, bestehen. Hierdurch kann eine elektrische Isolierung der Spanneinheiten gegenüber der Schiene vorteilhaft mittels der Klemmschablonen erfolgen und die Festigkeit der Klemmschablone erhöht werden.
In besonders bevorzugter Ausführungsform weisen die Klemmschablonen jeweils zumindest einen, insbesondere hülsenartigen und/oder metallischen, Befestigungseinsatz auf, der zur Anordnung der Klemmschablone an dem Klemmbereich eines Spannbügels ausgebildet ist. Hierdurch kann die Festigkeit der Klemmschablone bereichsweise erhöht werden, wodurch die Haltbarkeit der Spanneinheiten weiter verbessert wird.
Die zugrundeliegende Aufgabe wird zudem gelöst durch eine Sensoranordnung aufweisend eine Schiene, eine vorhergehend beschriebenen Schnellspannvorrichtung und einem mittels der Schnellspannvorrichtung an einer Schiene montierten Schienenüberwachungselement, wobei der Schienenhals der Schiene und das Schienenüberwachungselement zumindest teilweise zwischen den Klemmbereichen der Spannbügel von zwei Spanneinheiten der Schnellspannvorrichtung angeordnet sind; wobei die Spanneinheiten jeweils den Schienenfuß der Schiene umgreifen; und wobei entlang einer durch die Klemmbereiche verlaufenden Klemmachse eine Klemmkraft zwischen der Spanneinheit, dem Schienenüberwachungselement sowie dem Schienenhals bewirkt wird.
Gemäß der erfindungsgemäßen Sensoranordnung wird das Schienenüberwachungselement somit mittels der Spanneinheiten der Schnellspannvorrichtung an den Schienenhals der Schiene gepresst. Hierdurch wird eine beschädigungsfreie und dauerhafte Anordnung des Schienenüberwachungselements an der Schiene ermöglicht, die im Bedarfsfall wieder gelöst werden kann.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Sensoranordnung besteht darin, dass der Abstand der Spanneinheiten einer Schnellspannvorrichtung an das zu befestigende Schienenüberwachungselement angepasst werden kann, sodass Schienenüberwachungselemente unterschiedlicher Abmessungen mit derselben Schnellspannvorrichtung an der Schiene befestigt werden können.
Weiter vorteilhaft wird der Zwischenraum zwischen den Spanneinheiten einer Schnellspannvorrichtung nicht durch zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise Quertraversen blockiert, wodurch die Sensoranordnung so angerordnet werden kann, dass beispielsweise eine Schienenschwelle der Schiene in dem Zwischenbereich zwischen den beiden Spanneinheiten angeordnet ist. Mit anderen Worten können die Spanneinheiten in der Längsausdehnung der Schiene beidseits neben der Schienenschwelle angeordnet werden, wodurch das Schienenüberwachungselement oberhalb der Schienenschwelle an dem Schienenhals befestigt werden kann. Hierdurch wird die Flexibilität bei der Positionierung des Schienenüberwachungselements gesteigert.
Erfindungsgemäß liegen die beiden Klemmbereiche des Spannbügels auf der Klemmachse. Die Klemmachse verläuft quer, insbesondere rechtwinklig, zur Längsausdehnung der Schiene. Vorzugsweise ist die Klemmachse parallel zur Spannachse ausgebildet.
Vorzugsweise weisen die Spanneinheiten einer Schnellspannvorrichtung die gleichen, insbesondere identische, Spannbügel auf. Mit anderen Worten weist die eine Spanneinheit die gleichen Spannbügel auf wie die andere Spanneinheit. Besonders bevorzugt weist die Schnellspannvorrichtung zwei identische Spanneinheiten auf.
Die Spannbügel einer Spanneinheit können in Richtung der anderen Spanneinheit und/oder von dieser weggerichtet an der Schiene angeordnet sein. Mit anderen Worten können die Krümmungsabschnitte der Spannbügel zueinander hin und/oder voneinander weg gekrümmt sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Sensoranordnung ist der Abstand zwischen den Spannachsen größer als ein Abstand zwischen den Klemmachsen der Spanneinheiten und zwischen den Spanneinheiten eine Schienenschwelle angeordnet. Mit anderen Worten sind die Spannbügel der Spanneinheiten voneinander weggerichtet, bzw. die Krümmungsabschnitte der Spannbügel einer Spanneinheit von der anderen Spanneinheit weg gekrümmt. Hierdurch wird ein möglichst großer Zwischenraum zwischen den Spanneinheiten zur Aufnahme der Schienenschwelle ermöglicht (Überschwellenmontage). Aufgrund der voneinander weggerichteten Krümmungsabschnitte der Spannbügel ergibt sich ein vergrößerter Abstand zwischen Schienenschwelle und Spannachse, wodurch ein großzügiger Werkzeugzugriff auf die Spannmittel der Spanneinheiten ermöglicht wird.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Sensoranordnung ist der Abstand zwischen den Spannachsen kleiner als ein Abstand zwischen den Klemmachsen der Spanneinheiten und die Spanneinheiten zwischen zwei benachbarten Schienenschwellen angeordnet. Mit anderen Worten sind die Spannbügel einer Spanneinheit in Richtung der anderen Spanneinheit bzw. die Krümmungsabschnitte der Spannbügel in Richtung der anderen Spanneinheit gekrümmt. Hierdurch kann die Abmessung der Schnellspannvorrichtung in Richtung der Längsausdehnung der Schiene geringgehalten werden. Dies ermöglicht die Anordnung der Schnellspannvorrichtung zwischen den benachbarten Schienenschwellen (Zwischenwellenmontage). Aufgrund der einander zugewandten Krümmungsabschnitte der Spannbügel ergibt sich ein vergrößerter Abstand zwischen Schienenschwelle und Spannachse, wodurch ein großzügiger Werkzeugzugriff auf die Spannmittel der Spanneinheiten ermöglicht wird.
Die zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Verwendung der vorhergehend beschriebenen Schnellspannvorrichtung zur Anordnung eines Schienenüberwachungselements an einem Schienenhals einer Schiene oberhalb einer Schienenschwelle der Schiene. Vorzugsweise werden Teile der Schnellspannvorrichtung vor der Montage des Schienenüberwachungselements an der Schiene am jeweiligen Schienenüber- wachungselement vormontiert/fixiert. Dadurch wird die Montage an der Schiene deutlich vereinfacht und es können keine Kleinteile verloren gehen.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Detaillierte Beschreibuno der Erfinduno und Zeichnuno
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Sensoranordnung mit einer Schiene, einem Schienenüberwachungselement und einer Schnellspannvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung.
Fig. 2 zeigt die Sensoranordnung aus Fig. 1 in einer Seitenansicht.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Sensoranordnung in einer Seitenansicht an einer Schiene mit niedrigem Schienenprofil.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Sensoranordnung an einer Schienenschwelle in einer perspektivischen Ansicht in Überschwellenmontage.
Fig. 5 zeigt eine Schnellspannvorrichtung mit zwei Spanneinheiten in einer perspektivischen Ansicht mit Klemmschablonen und Isolierhülse.
Fig. 6 zeigt eine Spanneinheit der Schnellspannvorrichtung aus Fig. 5 mit zwei Spannbügeln und einem Spannmittel in einer Seitenansicht ohne Klemmschablonen und Isolierhülse.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Klemmschablone für eine Schnellspannvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht mit einem starren Schienenanschlag und einem federnden Schienenanschlag. Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Klemmschablone für eine Schnellspannvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht mit zwei starren Schienenanschlägen und mehreren Sicherungsvorsprüngen.
Fig. 1 zeigt eine Sensoranordnung 10 aufweisend eine Schiene 12, ein Schienenüberwachungselement 14 und eine Schnellspannvorrichtung 16. Das Schienenüberwachungselement 14 weist eine erste Schienenkontakthälfte 18 - hier in Form einer Sendeeinheit - und eine zweie Schienenkontakthälfte 20 - hier in Form einer Empfangseinheit - auf. Die erste Schienenkontakthälfte 18 und die zweite Schienenkontakthälfte 20 sind beidseits der Schiene 12 mittels derselben Schnellspannvorrichtung 16 an einem Schienenhals 22 der Schiene 12 geklemmt angeordnet.
Die Schnellspannvorrichtung 16 weist eine erste Spanneinheit 24 und eine zweite Spanneinheit 26 auf. Die Spanneinheiten 24, 26 sind entlang einer Längsausdehnung 28 der Schiene 12 voneinander beabstandet an der Schiene 12 angeordnet. Die Spanneinheiten 24, 26 sind dabei lediglich im monierten Zustand über die Schiene 12 miteinander verbunden.
Jede Spanneinheit 24, 26 weist einen ersten Spannbügel 30 und einen zweiten Spannbügel 32 auf (In Fig. 1 ist lediglich ein zweiter Spannbügel 32 sichtbar). Die Spannbügel 30, 32 untergreifen jeweils einen Schienenfuß 34 der Schiene 12. Mit anderen Worten umgreift jede Spanneinheit 24, 26 mit den Spannbügeln 30, 32 den Schienenfuß 34.
Der erste Spannbügel 30 und der zweite Spannbügel 32 der ersten Spanneinheit 24 und der zweiten Spanneinheit 26 sind jeweils an einem ersten Ende 36 (siehe Fig. 6) durch ein Spannmittel 38 miteinander verbunden. Die Spannmittel 38 verlaufen unterhalb von dem Schienenfuß 34 und weisen in Fig. 1 beispielhaft Schraubverbindungen auf. Durch Betätigen der Spannmittel 38 - hier Drehen der Schraubverbindungen - kann der Abstand zwischen dem ersten Spannbügel 30 und dem zweiten Spannbügel 32 der jeweiligen Spanneinheit 24, 26 entlang einer Spannachse 40 verändert werden. In der Folge wird ebenfalls der Abstand zwischen dem Spannbügel 30 und dem Spannbügel 32 entlang einer Klemmachse 42 verändert. Jeweils eine Klemmachse 42 verläuft durch zwei Klemmbereiche 44 einer Spanneinheit 24, 26 (Aus Übersichtlichkeitsgründen ist lediglich ein Klemmbereich 44 mit einem Bezugszeichen versehen). Die Spannbügel 30, 32 weisen die Klemmbereiche 44 an einem zweiten Ende 46 auf. Entlang jeder Klemmachse 42 der Spannbügel 30, 32 sind sowohl das Schienenüberwachungselement 14 als auch der Schienenhals 22 teilweise angeordnet. Wird der Abstand der Spannbügel 30, 32 durch die Spannmittel 38 beispielsweise verringert, wird eine Klemmkraft bewirkt, die das Schienenüberwachungselement 14 entlang der Klemmachsen 42 mit dem Schienenhals 22 verklemmt. Wird der Abstand der Spannbügel 30, 32 durch die Spannmittel 38 vergrößert, kann das Schienenüberwachungselement 14 von der Schiene 12 gelöst werden.
Die Schnellspannvorrichtung 16 weist gemäß der gezeigten Ausführungsform vier Klemmschablonen 48 auf, von denen drei Klemmschablonen 48 in Fig. 1 sichtbar sind. Jeweils eine Klemmschablone 48 ist an jedem Klemmbereich 44 eines Spannbügels 30, 32 befestigt. Jede Klemmschablone 48 kann zur teilweisen Aufnahme des Schienenüberwachungselements 14 ausgebildet sein. Mit anderen Worten kann jede Klemmschablone 48 wie dargestellt einen Endbereich des Schienenüberwachungselements 14 umgreifen. Die Klemmschablonen 44 sind an das Profil der Schiene 12 angepasst und zwischen dem Schienenfuß 34 und einem Schienenkopf 50 der Schiene 12 angeordnet, ohne den Schienenhals 22 zu kontaktieren. Mit anderen Worten wird die Bewegungsfreiheit der Klemmschablonen 14 in vertikaler Richtung durch den Schienenfuß 34 und den Schienenkopf 50 verhindert, bzw. die Klemmschablonen 14 zwischen Schienenfuß 34 und Schienenkopf 50 verklemmt. Hierdurch kann eine Klemmposition des Schienenüberwachungselements 14 an dem Schienenhals 22 der Schiene 12 besonders zuverlässig vorbestimmt werden. Fig. 2 zeigt die Sensoranordnung 10 aus Fig. 1 mit dem Schienenüber- wachungselement 14, das mittels der Schnellspannvorrichtung 16 an der Schiene 12 befestigt ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Spanneinheiten 24, 26 in der Längsausdehnung 28 (siehe Fig. 1) der Schiene 12 beabstandet angeordnet. Die Spannachsen 40 der Spanneinheiten 24, 26 weisen einen Spannachsenabstand 52 und die Klemmachsen 42 der Spanneinheiten 24, 26 weisen einen Klemmachsenabstand 54 auf. Der Spannachsenabstand 52 ist gemäß der dargestellten Ausführungsform kleiner als der Klemmachsenabstand 54. Die Spanneinheiten 24, 26 sind vollständig unterhalb des Schienenüberwachungselements 14 positioniert. Hierdurch kann eine Abmessung der Sensoranordnung 10 in Richtung der Längsausdehnung 28 der Schiene 12 geringgehalten werden.
Zudem kann die dargestellte Sensoranordnung 10 in Richtung der Längsausdehnung 28 der Schiene 12 näher an ein kollidierendes Objekt an der Schiene, bspw. eine Schienenschwelle 56 (siehe Fig. 4) herangeführt werden, da das halbe Differenzmaß aus Klemmachsenabstand 54 und Spannachsenabstand 52 für einen Werkzeugzugriff auf die Spannmittel 38 verwendet werden kann.
Eine Gerade 58, die die Spannachse 40 und die Klemmachse 42 rechtwinklig schneidet verläuft mit einem Winkel 60 schräg zu der Längsausdehnung 28 der Schiene 12 (Aus Übersichtlichkeitsgründen ist lediglich eine Gerade 58 und ein Winkel 60 in Fig. 2 mit einem Bezugszeichen versehen). Durch Verdrehen der Spanneinheiten 24, 26 um die jeweilige Spannachse 40 kann die vertikale Position des Schienenüberwachungselements 14 an der Schiene 12 eingestellt werden. Beispielsweise führt ein kleiner Winkel 60 zu einer niedrigen vertikalen Position des Schienenüberwachungselements 14 an der Schiene 12, bei der der Spannachsenabstand 52 klein und der Klemmachsenabstand 54 groß gegenüber einem mittleren Winkel 60 ist. Ein großer Winkel 60 führt dagegen beispielsweise zu einer hohen vertikalen Position des Schienenüberwachungselements 14 an der Schiene 12, bei der der Spannachsenabstand 52 groß und der Klemmachsenabstand 54 klein gegenüber einem mittleren Winkel 60 ist. Die Spanneinheiten 24, 26 weisen einen Krümmungsabschnitt 62 auf, der in einer Normalebene der Spannachse 40 der jeweiligen Spanneinheit 24, 26 gekrümmt ist. Mit anderen Worten weicht der Krümmungsabschnitt 62 zumindest in einem Teilabschnitt von der Geraden 58 ab. Der Krümmungsabschnitt 62 weist zumindest einen Krümmungsradius 64, 66 auf. In der dargestellten Ausführungsform der Schnellspannvorrichtung 16 sind zwei Krümmungsradien 64, 66 mit Bezugszeichen versehen. Der Krümmungsradius 64 unterscheidet sich in seinem Wert von dem Krümmungsradius 66.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Sensoranordnung 10 in einer Seitenansicht. Die in Fig. 3 dargestellte Sensoranordnung 10 unterscheidet sich von der in den Fign. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen darin, dass die Klemmeinheiten in einem anderen Winkel gegenüber der Schiene angeordnet sind.
Die Schiene 12 weist gemäß der Darstellung ein niedriges Schienenprofil, bspw. ein BS80-Profil auf. Mit anderen Worten weist der Schienenhals 22 der Schiene 12 in vertikaler Richtung eine geringe Abmessung auf, die eine herkömmliche Anordnung des Schienenüberwachungselements 14 erschwert.
Durch Verdrehen der Spanneinheiten 24, 26 kann in diesem Fall - wie dargestellt - ein kleiner Winkel 60 eingestellt werden, wodurch die Abmessung der Schnellspannvorrichtung 16 in vertikaler Richtung verringert wird. Hierdurch kann ein Befestigen des Schienenüberwachungselements 14 an der Schiene 12 mit einem niedrigen Schienenprofil ohne Änderungen der Komponenten der Schnellspannvorrichtung 16 erfolgen. Zudem wird kein zusätzlicher Einbauraum unterhalb der Schiene 12 benötigt und die Spanneinheiten 24, 26 können an dem Schienenfuß 22 anliegen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Sensoranordnung 10, bei der das Schienenüberwachungselement 14 mittels der Schnellspannvorrichtung 16 oberhalb einer Schienenschwelle 56 an der Schiene 12 befestigt ist. Die Spanneinheiten 24, 26 der Schnellspannvorrichtung 16 sind derart an der Schiene 12 angeordnet, dass der Spannachsenabstand 52 größer als der Klemmachsenabstand 54 ist. Mit anderen Worten sind die Spanneinheiten 24, 26 von dem Schienenüberwachungselement 14 bzw. der jeweiligen anderen Spanneinheit 24, 26 weg gekrümmt. Die Abmessung der Schnellspannvorrichtung 16 in der Längsausdehnung 28 der Schiene 12 ist vergrößert, wodurch das halbe Differenzmaß zwischen Spannachsenabstand 52 und Klemmachsenabstand 54 für den Werkzeugzugriff auf die Spannmittel 38 zur Verfügung steht.
Fig. 5 zeigt eine Schnellspannvorrichtung 16 mit zwei Spanneinheiten 24, 26. Jeweils eine Spanneinheit 24, 26 weist einen ersten Spannbügel 30 und einen zweiten Spannbügel 32 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist die Spanneinheit 24 im Wesentlichen identisch zur Spanneinheit 26. Mit anderen Worten kann die Spanneinheit 24 um eine Hochachse gedreht als Spanneinheit 26 verwendet werden.
Der ersten Spannbügel 30 und der zweite Spannbügel 32 sind an ihren ersten Enden 36 (siehe Fig. 6) durch ein Spannmittel 38 miteinander verbunden und können durch das Spannmittel 38 entlang der Spannachse 40 aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden. Dementsprechend können durch das Spannmittel 38 die an den zweiten Enden 46 der Spannbügel 30, 32 ausgebildeten Klemmbereiche 44 entlang der Klemmachse 42 aufeinander zu bzw. voneinander weg bewegt werden.
Die Klemmbereiche 44 weisen vorzugsweise jeweils zumindest einen Klemmanschlag 68 zum Übertragen einer Klemmkraft von dem Spannbügel 30, 32 auf das Schienenüberwachungselement 14 (siehe Fign. 1-4) auf. Gemäß der Darstellung weist die Spanneinheit 24, 26 den Klemmanschlag 68 an der Klemmschablone 48 auf. Der Klemmanschlag 68 kann ebenso unmittelbar an dem Spannbügel 30, 32 ausgebildet sein. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Spanneinheit 24, 26, insbesondere an jedem Spannbügel 30, 32, einen entlang der Klemmachse 42 über den Klemmanschlag 68 hervorstehenden Zentriervorsprung 70 aufweist. Vorzugsweise ist der Zentriervorsprung 70 zum Eingreifen in eine komplementäre Ausnehmung des Schienenüberwachungselements 14 ausgebildet. Hierdurch kann das Schienenüberwachungselement 14 besonders positionsgetreu durch die Spanneinheiten 24, 26 verklemmt werden.
In besonderer allgemeingültiger Ausführungsform ist zumindest eine Klemmschablone 48 in zumindest einer Richtung senkrecht zur Klemmachse 42, insbesondere senkrecht zur Längsausdehnung 28 der Schiene 12 (siehe Fign. 1, 2 und 4) beweglich ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Klemmschablone 48 relativ zum Klemmbügel 78 beweglich. Hierdurch können Winkelversätze, welche durch elastische Verformung der Klemmbügel und Welle beim Spannen entstehen, ausgeglichen werden.
Die Spannbügel 30 weisen ein Isoliermittel 72 in Form einer Kunststoffhülse auf, die das Schienenüberwachungselement 14 in einem angeordneten Zustand gegenüber dem Spannbügel 30 elektrisch isoliert. Das Isoliermittel 72 ist wie dargestellt, auf den Zentriervorsprung 70 des Spannbügels 30 aufgesteckt.
Jede Spanneinheit 24, 26 weist ein die ersten Enden 36 (siehe Fig. 6) der Spannbügel 30, 32 überdeckendes Isoliermittel 74 in Form einer Kunststoffhülse auf, die die Spanneinheiten 24, 26 gegenüber dem Schienenfuß 34 in einem angeordneten Zustand der Schnellspannvorrichtung 16 an einer Schiene 12 elektrisch isolieren. Ein solches überdeckendes Isoliermittel 74 kann ein Verschmutzen des Zwischenbereichs zwischen den ersten Enden 36 der Spannbügel 30, 32 verhindern, wodurch die Funktionsfähigkeit aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus kann das Isoliermittel 74 als Anschlagfläche der Schnellspannvorrichtung 16 an der Schiene 12 dienen. Hierdurch kann zusammen mit den Klemmbereichen 44 für jede Spanneinheit 24, 26 eine Dreipunkt-Fixierung an der Schiene 12 erfolgen. Jeder Spannbügel 30, 32 kann gemäß der gezeigten Ausführungsform einen zylindrischen Spannmittelabschnitt 76 aufweisen, der den Schienenfuß 34 in einem angeordneten Zustand der Schnellspannvorrichtung 16 an der Schiene 12 untergreift und zur zumindest teilweisen Aufnahme des Spannmittels 38 ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist der Spannmittelabschnitt 76 überwiegend entlang der Spannmittelachse 40 ausgebildet.
Jeder Spannbügel 30, 32 kann gemäß der gezeigten Ausführungsform einen belastungsoptimierten Klemmabschnitt 78 aufweisen, der sich überwiegend in einer zur Spannachse 40 orthogonalen Ebene erstreckt. Unter einer belastungsoptimierten Struktur ist dabei die auf den vorgesehenen Lastfall hin ausgelegte Ausbildung des Klemmabschnitts 78 - hier das Biegemoment um eine Hochachse des jeweiligen Spannbügels 30, 32 - zu verstehen. Hierdurch kann eine Überdimensionierung der Spannbügel 30, 32 wirkungsvoll vermieden werden. Jeder Spannbügel 30, 32 kann beispielsweise Versteifungsrippen 80 aufweisen, die zwischen dem Spannmittelabschnitt 76 und dem Klemmabschnitt 78 zur richtungsabhängigen Erhöhung der Festigkeit der Spannbügel 30, 32 ausgebildet sind.
Das Isoliermittel 74 kann in Richtung der Spannmittelachse 40 Ausnehmungen 82 aufweisen, in die Vorsprünge - hier zwei Versteifungsrippen 80 - der jeweiligen Spannbügel 30, 32 derselben Spanneinheit 24, 26 greifen und eine Relativdrehung der Spannbügel 30, 32 zueinander verhindern. Hierdurch kann die Anordnung der Schnellspannvorrichtung 16 an der Schiene 12 vereinfacht werden.
Fig. 6 zeigt die Spanneinheit 24, 26 der Schnellspannvorrichtung 16 aus Fig. 5 mit dem ersten Spannbügel 30 und dem zweiten Spannbügel 32, jedoch ohne die Klemmschablonen 48 und die Isoliermittel 72, 74. Die Spannbügel 30, 32 weisen jeweils das erste Ende 36 und das zweite Ende 46 auf. Die ersten Enden 36 sind durch das Spannmittel 38 derart verbunden, dass die Spannbügel 30, 32 entlang der Spannachse 40 zueinander bewegt werden können. Das Spannmittel 38 kann hierzu wie dargestellt einen zylindrischen Gleitkörper 84 aufweisen, der in an den ersten Enden 36 entlang der Spannachse 40 ausgebildete Ausnehmungen der Spannbügel 30, 32 einschiebbar ist und auf dem die Spannbügel 30, 32 entlang der Spannachse 40 beweglich angeordnet sind. Der zylindrische Gleitkörper 84 kann ferner beidenends Gewindeausnehmungen aufweisen, in die jeweils eine Schraube 86 eingeschraubt werden kann. Durch Drehen der Schrauben 86 kann der Maximalabstand zwischen den Spannbügeln 30, 32 entlang der Spannachse 40 eingestellt werden.
Der Spannbügel 30 ist im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu dem Spannbügel 32 ausgebildet. Der Spannbügel 30 weist jedoch einen entlang der Spannachse 40 über den zylindrischen Spannmittelabschnitt 76 hervorragenden Stützvorsprung 88 auf. Der Stützvorsprung 88 ist vorteilhaft zum Anpassen der Spanneinheit 24, 26 in Bezug auf die Breite des Schienenfußes 34. Ferner kann der Stützvorsprung 88 zur Aufnahme des Isoliermittels 74 verwendet werden. Der Stützvorsprung 88 kann einstückig mit einem der Spannbügel 30, 32 oder dem Isoliermittel 74 ausgebildet oder lose auf dem Spannmittel 38 angeordnet sein.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform einer Klemmschablone 48. Die Klemmschablone 48 weist einen im Querschnitt U-förmig bzw. C-förmig ausgebildeten Grundkörper 90 auf. Der Grundkörper 90 kann beispielsweise aus einem Kunststoff in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt werden. Die Klemmschablone 48 weist einen in den Grundkörper 90 angeordneten Befestigungseinsatz 92 auf. Der Befestigungseinsatz 92 ist vorzugsweise aus Metall gefertigt ist. Weiter vorzugsweise wird der Befestigungseinsatz 92 bei der Fertigung des Grundkörpers 90 mit Kunststoff umspritzt und ist unlöslich mit dem Grundkörper 90 verbunden. Die Klemmschablone 48 kann beispielsweise auf den Zentrierungsvorsprung 70 (siehe Fig. 5) der Spannbügel 30, 32 aufgeschoben werden. Der Befestigungseinsatz 92 bildet vorzugsweise den Klemmanschlag 68 (siehe Fig. 5) aus.
Die Innenflächen 94 des Grundkörpers 90 sind zur teilweisen Aufnahme des Schienenüberwachungselements 14 (siehe Fign. 1-4) ausgebildet und an die Außenkontur des aufzunehmenden Teils des Schienenüberwachungselements 14 angepasst.
Die Klemmschablone 48 bzw. der Grundkörper 90 weist darüber hinaus gemäß der gezeigten Ausführungsform einen starren Schienenanschlag 96 und einen federnden Schienenanschlag 98 auf. Die Schienenanschläge 96, 98 liegen in einem an der Schiene 12 befestigten Zustand der Klemmschablone 48 an dem Schienenfuß 34 und dem Schienenkopf 50 an. Mit anderen Worten sind die Schienenanschläge 96, 98 an die Form des Schienenfußes 34 und die Form des Schienenkopfes 50 angepasst. Durch den federnden Schienenanschlag 98 kann die Klemmschablone 48 besonders einfach an lediglich geringfügig abweichenden Schienenprofilen eingesetzt werden.
Der federnde Schienenanschlag 98 kann einstückig an der Klemmschablone 48 ausgebildet sein.
In besonderer Ausführungsform ist der federnde Schienenanschlag 98 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Federstahl, ausgebildet. Typischerweise ist der federnde Schienenanschlag 98 in diesem Fall an der Klemmschablone 48 angeordnet.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Klemmschablone 48. Die in Fig. 8 gezeigte Klemmschablone 48 weist zwei starre Schienenanschläge 96 auf.
Darüber hinaus weist die Klemmschablone 48 mehrere - hier vier - am Grundkörper 90 ausgebildete Sicherungsvorsprünge 100 auf, die in einem an einem Spannbügel 30, 32 angeordneten Zustand der Klemmschablone 48 in komplementäre Ausnehmungen an dem Spannbügel 30, 32 greifen und eine Drehsicherung der Klemmschablone 48 relativ zu dem Spannbügel 30, 32 ausbilden.
In besonderer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das zweite Ende 46 von zumindest einem Spannbügel 30, 32 zumindest einen Sicherungsvorsprung 100 aufweist, der in eine Ausnehmung der Klemmschablone 48 greift, um eine Drehsicherung zu bewirken. Vorzugsweise ist die Ausnehmung als ein Langloch ausgebildet.
Bezugszeichenliste
10 Sensoranordnung;
12 Schiene;
14 Schienenüberwachungselement;
16 Schnellspannvorrichtung;
18 erste Schienenkontakthälfte;
20 zweite Schienenkontakthälfte;
22 Schienenhals der Schiene 12;
24 erste Spanneinheit;
26 zweite Spanneinheit;
28 Längsausdehnung der Schiene 12;
30 erster Spannbügel;
32 zweiter Spannbügel;
34 Schienenfuß der Schiene 12;
36 erstes Ende der Spannbügel 30, 32;
38 Spannmittel;
40 Spannachse;
42 Klemmachse;
44 Klemmbereich,
46 zweites Ende der Spannbügel 30, 32;
48 Klemmschablone;
50 Schienenkopf der Schiene 12;
52 Spannachsenabstand;
54 Klemmachsenabstand;
56 Schienenschwelle;
58 Gerade;
60 Winkel;
62 Krümmungsabschnitt; 64 Radius des Krümmungsabschnitts 62;
66 Radius des Krümmungsabschnitts 62;
68 Klemmanschlag;
70 Zentriervorsprung ;
72 Isoliermittel;
74 Isoliermittel;
76 Spannmittelabschnitt;
78 Klemmabschnitt;
80 Versteifungsrippe;
82 Ausnehmungen an dem Isoliermittel 74;
84 Gleitkörper;
86 Schraube;
88 Stützvorsprung;
90 Grundkörper der Klemmschablone 48;
92 Befestigungseinsatz der Klemmschablone 48;
94 Innenfläche der Klemmschablone 48;
96 starrer Schienenanschlag;
98 federnder Schienenanschlag;
100 Sicherungsvorsprünge.
Literaturverzeichnis
[01] EP 3 420 134 Bl (Siemens Mobility GmbH)

Claims

Patentansprüche Schnellspannvorrichtung (16) zum Befestigen von zumindest einem Schienenüberwachungselement (14) an einer Schiene (12) aufweisend zwei Spanneinheiten (24, 26); wobei die Spanneinheiten (24, 26) jeweils zwei Spannbügel (30, 32) und ein Spannmittel (38) aufweisen; wobei die jeweils zwei Spannbügel (30, 32) an einem ersten Ende (36) durch das Spannmittel (38) entlang einer Spannachse (40) verbindbar sind, derart, dass das Spannmittel (38) im an der Schiene (12) befestigten Zustand den Schienenfuß (34) der Schiene (12) untergreift, und wobei die Spannbügel (30, 32) an einem zweiten Ende (46) jeweils einen Klemmbereich (44) aufweisen, der zum kraftschlüssigen Anordnen an einem Schienenhals (22) der Schiene (12) und/oder dem Schienenüberwachungselement (14) ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheiten (24, 26) als separate Elemente entlang einer Längsausdehnung (28) der Schiene (12) an der Schiene (12) voneinander beabstandet anordenbar sind; und die Spannbügel (30, 32) jeweils zumindest einen Krümmungsabschnitt (62) aufweisen, der in einer zur Spannachse (40) orthogonalen Ebene gekrümmt ist. Schnellspannvorrichtung (16) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbügel (30, 32) einer Spanneinheit (24, 26) symmetrisch zu einer zur Spannachse (40) orthogonalen Ebene ausgebildet sind. Schnellspannvorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (38) als Schraubverbindung ausgebildet ist, wobei die Schraubverbindung die Spannbügel (30, 32) einer Spanneinheit (24, 26) durchgreift.
4. Schnellspannvorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbügel (30, 32) aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium, gefertigt sind.
5. Schnellspannvorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheiten (24, 26) zumindest ein Isoliermittel (72, 74) aufweisen, das zum elektrischen Isolieren der Schnellspannvorrichtung gegenüber der Schiene ausgebildet ist, wobei das Isoliermittel (72, 74) vorzugsweise als Isolierhülse ausgebildet ist.
6. Schnellspannvorrichtung (16) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheiten (24, 26) an dem ersten Ende (36) jedes Spannbügels (30, 32) und zumindest an einem zweiten Ende (46) eines der Spannbügel (30, 32) ein elektrisches Isoliermittel (72, 74) aufweisen, wobei die Isoliermittel (72, 74) vorzugsweise als Isolierhülsen ausgebildet sind.
7. Schnellspannvorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheiten (24, 26) jeweils zumindest eine Klemmschablone (48) aufweisen, die zum Positionieren der Spannbügel (30, 32) an dem Schienenhals (22) ausgebildet sind.
8. Schnellspannvorrichtung (16) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Klemmschablone (48) an dem zweiten Ende (46) eines Spannbügels (30, 32) befestigt ist, vorzugsweise sind die Klemmschablonen (48) an dem Klemmbereich (44) der Spannbügel (30, 32) aufsteckbar.
9. Schnellspannvorrichtung (16) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschablonen (48) zumindest ein Element, insbesondere einen Sicherungsvorsprung 100 oder eine Sicherungsausnehmung, aufweisen, das in Verbindung mit dem Spannbügel (30, 32) ein Verdrehen der Klemmschablone (48) gegenüber dem Spannbügel (30, 32) formschlüssig begrenzt, insbesondere verhindert. Schnellspannvorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschablone (48) zur zumindest teilweisen Aufnahme, insbesondere Fixierung, des Schienenüberwachungselements (24) ausgebildet ist. Sensoranordnung (10) aufweisend eine Schiene (10), eine Schnellspannvorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein mittels der Schnellspannvorrichtung (16) an der Schiene (12) montiertes Schienenüberwachungselement (14), wobei der Schienenhals (22) der Schiene (12) und das Schienenüberwachungselement (14) zumindest teilweise zwischen den Klemmbereichen (44) der Spannbügel (30, 32) von zwei Spanneinheiten (30, 32) der Schnellspannvorrichtung (16) angeordnet sind; wobei die Spanneinheiten (24, 26) jeweils den Schienenfuß (34) der Schiene (12) umgreifen; und wobei entlang einer durch die Klemmbereiche (44) verlaufenden Klemmachse (42) eine Klemmkraft zwischen der jeweiligen Spanneinheit (24, 26), dem Schienenüberwachungselement (14) sowie dem Schienenhals (22) bewirkt wird. Sensoranordnung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannachsenabstand (52) zwischen den Spannachsen (40) größer als ein Klemmachsenabstand (54) zwischen den Klemmachsen (42) der Spanneinheiten (24, 26) ist, und zwischen den Spanneinheiten (24, 26) eine Schienenschwelle (56) angeordnet ist. Sensoranordnung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannachsenabstand (52) zwischen den Spannachsen (40) kleiner als der Klemmachsenabstand (54) zwischen den Klemmachsen (42) der Spanneinheiten (24, 26) ist, und die Spanneinheiten (24, 26) zwischen zwei Schienenschwellen (56) angeordnet sind. Verwendung der Schnellspannvorrichtung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zur Anordnung eines Schienenüberwachungselements (14) an einem Schienenhals (22) einer Schiene (12) oberhalb einer Schienenschwelle (56) der Schiene (12). Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile der Schnellspannvorrichtung vor der Montage des Schienenüberwachungselements an der Schiene am jeweiligen Schienenüberwachungselement vormontiert/fixiert werden.
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