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Induktionsschleifen & Schrankenanlagen

Stadlmayr Verkehrssysteme

Anwendungen mit Induktionsschleifen

Bodenschleifen übernehmen im Bereich der Zugangskontrolle und Verkehrssteuerung eine zentrale Rolle, insbesondere als Sicherheitseinrichtung.

Wenn ein Fahrzeug die Bodenschleife befährt, erkennt die Steuerelektronik diesen Vorgang und sorgt dafür, dass sich die Schranke nicht schließt. Diese Sicherheitsmaßnahme verhindert, dass Fahrzeuge von der Schranke erfasst werden.

Im regulären PKW-Verkehr ist es möglich, die Steuerung so zu programmieren, dass bei einer Schleifenaktivierung während des Schließvorgangs die Schranke lediglich stoppt, ohne die Bewegung umzukehren.

Dadurch wird das sogenannte Kolonnenfahren, also das unmittelbare hintereinander herfahren mehrerer Fahrzeuge, effektiv unterbunden.

Erst wenn die Bodenschleife wieder frei ist, wird das Schließen der Schranke fortgesetzt. Eine weitere wichtige Funktion ist der sogenannte „Verlassimpuls“. Hierbei erkennt die Steuerung, wenn ein Fahrzeug bei geöffneter Schranke die Bodenschleife passiert und anschließend verlässt. Direkt nach dem Verlassen der Schleife erhält die Schrankensteuerung das Signal, die Schranke zu schließen. Dadurch wird die Zeit, in der die Schranke offensteht, so kurz wie möglich gehalten. Zu den Hauptanwendungen zählt auch das Öffnen der Schranke, wenn sich ein Fahrzeug nähert. Hier besteht allerdings die Möglichkeit des Missbrauchs, indem große Metallgegenstände zur Aktivierung der Schleife verwendet werden. Um einen solchen Missbrauch zu verhindern, kann die Öffnungsschleife außerhalb der Geschäftszeiten beispielsweise durch eine Schaltuhr deaktiviert werden.

Eine besonders komplexe Anwendung ist die Fahrzeugzählung mithilfe von Induktionsschleifen. Aufgrund der Vielschichtigkeit dieses Themas finden Sie hier genauere Informationen.

Standardanwendung von Induktionsschleifen an einer Schrankenanlage

Unterschiedliche Schleifengeometrie für mehrspurige KFZ und Fahrräder

Schleife zur Detektion von türkisblauen VW-Golf mit Winterreifen und Dachträgern.
(Stopp, rufen Sie die Baufirma zurück, das ist nicht ernstgemeint!)

Geometrie von Induktionsschleifen

Die am häufigsten verwendete geometrische Form für eine Bodenschleife ist das Rechteck. Diese Form hat sich insbesondere deshalb bewährt, weil sie eine gute Balance zwischen Empfindlichkeit und Störungsunempfindlichkeit ermöglicht. Für eine optimale Funktionsweise empfiehlt sich dabei, ein Seitenverhältnis von max. 1:4 nicht zu überschreiten.

Bei der Planung und Ausführung einer Bodenschleife sollte außerdem darauf geachtet werden, dass die Schleifenbreite geringfügig unter der Breite des zu detektierenden Fahrzeugs liegt. Durch diese Anpassung wird sichergestellt, dass die Fahrzeugerkennung möglichst zuverlässig und präzise erfolgt.

Die Gesamtgröße beziehungsweise der Umfang einer Induktionsschleife sollte im Bereich von 4 bis 24 Metern liegen. Es ist zu beachten, dass mit zunehmendem Umfang einer Schleife die Empfindlichkeit abnimmt.

Dies kann insbesondere bei der Erfassung kleinerer Fahrzeuge wie Motorrädern oder Fahrrädern problematisch sein, da die Wahrscheinlichkeit einer zuverlässigen Detektion sinkt.

Für spezielle Anwendungen gibt es abweichende Schleifengeometrien. Zum Beispiel für Fahrräder und andere einspurige Fahrzeuge, Busse oder Schienenfahrzeuge.

Damit die Schleife in ihrem vorgesehenen Arbeitsbereich operiert, ist die korrekte Windungszahl essenziell. Sie wird maßgeblich durch den Umfang der Induktionsschleife bestimmt

Umfang Schleife
4,0 m bis 6,0 m
6,0 m bis 10,0 m
10,0 m bis 14,0 m
14,0 m bis 24,0 m

Anzahl Windungen
5 bis 7 Windungen
4 bis 6 Windungen
3 bis 5 Windungen
3 bis 4 Windungen

Aufbau und Funktionsweise von Induktionsschleifen

Eine Induktions- oder Bodenschleife besteht aus mehreren Drahtwindungen, die in
einem schmalen Schlitz im jeweiligen Untergrund – sei es Asphalt oder Beton – verlegt werden.

Die Anzahl der Windungen richtet sich nach der Größe der Schleife: Je größer der Umfang,
desto weniger Windungen werden benötigt. Bei einer Standardschleife liegt dieser Wert im Bereich von 2 bis 6 Windungen.

Für eine zuverlässige Funktion muss die Schleife eine Induktivität zwischen 60 und 400 μH aufweisen. Wird diese „Spule“ von elektrischem Strom durchflossen, entsteht ein induktives Wechselfeld.

Bewegt sich nun eine Metallmasse, etwa ein Fahrzeug, über dieses Wechselfeld, verändern
sich die Feldlinien. Dadurch ändern sich die Induktivität der Spule und somit die Frequenz
des Schwingkreises. Das angeschlossene Auswertgerät, das auch als Schleifendetektor bezeichnet wird, registriert diese Veränderungen und generiert einen Kontakt.
Dieser Kontakt öffnet entweder eine Schranke oder verhindert, als Sicherheitsfunktion eingesetzt, dass die Schranke schließt.

Wichtig ist dabei, dass bei der Aktivierung einer Schleife – auch als Bedämpfung
bezeichnet – nicht die Masse des Metalls entscheidend ist, sondern vielmehr die Fläche,
die über der Schleife abgedeckt wird.

Schnittgrafik einer Induktionsschleife

Eine andere Bauart: Die Fertigschleife

Das grundlegende Funktionsprinzip dieser Schleifenart entspricht dem der Standardschleife, jedoch gibt es einen wesentlichen Unterschied in der Bauweise:

Die Drähte sind bei der Fertigschleife gebündelt und in einem flexiblen Schlauch untergebracht. Dadurch wird die Installation vereinfacht und gleichzeitig eine Anpassung der Zuleitungslänge an die jeweiligen
Gegebenheiten des Einsatzortes ermöglicht.

Fertigschleifen sind in verschiedenen Größen erhältlich und eignen sich besonders für die Verlegung unter Pflasterflächen oder auf unbefestigten Böden.

Wichtiger Hinweis:

Vorgefertigte Induktionsschleifen sind ausschließlich für mehrlagige Asphaltschichten geeignet. Die Schleife muss auf der Tragschicht fixiert und anschließend manuell mit Asphalt abgedeckt werden. Ein direktes Überfahren der ungeschützten Schleife mit dem Asphaltfertiger führt dazu, dass diese von der Maschine eingezogen und zerstört wird.

Die häufigsten Fragen zu Induktionsschleifen

Kann man eine Induktionsschleife auch unter Pflastersteinen oder im Schotterboden verlegen?

Für eine Installation unter unter Pflastersteinen kann eine Fertigschleife verwendet werden, jedoch sollte dabei berücksichtigt werden, dass die Herausforderungen mit zunehmender Dicke der Pflasterung zunehmen.

Da die Schleife nicht direkt unter den Pflastersteinen, sondern im darunterliegenden Sandbett verlegt werden muss, ergibt sich bei einer Pflastersteindicke von etwa 10 cm eine Verlegetiefe von rund 14 cm. Diese Tiefe kann bei der Detektion von Fahrzeugen problematisch werden: Während Personenkraftwagen (PKW) in der Regel noch zuverlässig erkannt werden, ist die Detektion von Lastkraftwagen (LKW) bei dieser Verlegetiefe nicht mehr gewährleistet.

Auch die Verlegung von Fertigschleifen in einem Schotterboden ist technisch möglich, wird jedoch nicht empfohlen. Der Grund dafür liegt darin, dass Schotterflächen durch überfahrende oder bremsende Fahrzeuge stark beansprucht werden, wodurch die Schleife innerhalb kurzer Zeit „ausgegraben“ werden kann.

Für Standorte mit ungeeigneten Bodenverhältnissen, bei denen eine zuverlässige Detektion mit Induktionsschleifen nicht möglich ist, bietet sich als bessere Alternative der MWD-Radarsensor an. Dieses Gerät arbeitet unabhängig vom Zustand der Fahrbahn und kann sowohl Sicherheits- als auch Ausfahrtsschleifen ersetzen.

Werden auch Fahrräder oder Motorräder von Induktionsschleifen zuverlässig detektiert?

Zu dieser Anwendung finden Sie hier nähere Informationen.

Gibt es vor der Erstellung einer Bodenschleife etwas Besonderes zu beachten?

Bei der Installation einer Bodenschleife ist es entscheidend, auf einen sauberen und möglichst rissfreien Untergrund zu achten. Insbesondere bei der Notwendigkeit, Asphaltrisse oder verschiedene Asphaltschichten mit der Schleifenfuge zu durchqueren, besteht ein erhöhtes Risiko.
Temperaturbedingte Bewegungen der einzelnen Asphaltschichten können dazu führen, dass sich diese verschieben. Infolgedessen kann der Schleifendraht beschädigt oder im schlimmsten Fall sogar abgerissen werden.

Bei dieser Fahrbahn ist definitiv keine Bodenschleife möglich.

Während der Herstellung der Bodenschleife kommt es durch den Einsatz des Fräsgeräts kurzfristig zu einer deutlichen Lärm- und Staubentwicklung. Aus diesem Grund sollten frisch gewaschene Fahrzeuge nicht im unmittelbaren Bereich der Montage abgestellt werden, um Verschmutzungen zu vermeiden.

In besonders sensiblen Umgebungen, wie beispielsweise Tiefgaragen, verwenden wir ein Spezialgeräts mit Absaugeinrichtung. Dadurch wird eine nahezu staubfreie Fräsung ermöglicht und die Beeinträchtigung der Umgebung minimiert.

Nach dem Verschließen der entstandenen Asphaltnut ist es erforderlich, die Vergussmasse vollständig aushärten zu lassen. Abhängig von der Temperatur kann dieser Vorgang bis zu 45 Minuten in Anspruch nehmen. Während dieser Zeit darf die Schleife keinesfalls überfahren werden. Daher ist es wichtig, frühzeitig für eine geeignete Umfahrung oder Ausweichmöglichkeit zu sorgen.

Wie groß ist der Aufwand bei der Erstellung einer Bodenschleife?

Im Normalfall wird die Bodenschleife von uns im Zuge der Schrankenmontage hergestellt.
Wir fräsen mit einem speziellen Schneidgerät einen schmalen, rechteckigen Schlitz in die Fahrbahn, reinigen diesen mit Druckluft, verlegen die nötigen Drahtwindungen und verschließen die Nut unmittelbar danach. Es sind keine baulichen Vorarbeiten nötig.

Fräsen der Schleifennut

Einlegen des Schleifendrahtes

Gereinigte, vergussfertige Fuge

Fertig vergossene Bodenschleife

Bei sensibler Umgebung fräsen wir optional staubarm, mit Absaugung.
Das ist gut für die Umwelt und schlecht für den Rücken #kreuzweh #physiotherapie

Ist eine Induktionsschleife auch als Schutz für Fußgänger geeignet?

Induktionsschleifen sind ausschließlich in der Lage, Metall zu detektieren. Fußgänger werden von diesen Schleifen nicht erkannt und bleiben somit für das System unsichtbar.
Aus diesem Grund eignen sich Bodenschleifen nicht als Sicherheitsvorrichtung für den Personenschutz. Um die Sicherheit von Fußgängern zu gewährleisten, sollten stattdessen Lichtschranken oder andere geeignete Sensoren verwendet werden, die zuverlässig die Anwesenheit von Personen erkennen.

Funktioniert

Funktioniert nicht

Wie hoch ist die Lebensdauer einer Induktionsschleife?

Die Lebensdauer einer Induktionsschleife hängt sehr stark von der Qualität des Untergrundes sowie der Anzahl der täglichen Überfahrten ab. Wir installieren seit 27 Jahren automatische Schrankenanlagen mit Bodenschleifen und ca. 70% der Anlagen arbeiten immer noch mit den Originalschleifen. Sollte doch einmal eine Bodenschleife die Funktion einstellen, wird einfach eine neue Schleife erstellt.
Wenn ursprünglich eine Vergussmasse auf Silikon- oder Polymerbasis verwendet wurde, kann diese mit geringem Aufwand entfernt werden. In die gereinigte Fuge werden neue Drahtwindungen eingebracht und mit frischem Vergussmaterial versiegelt.

Welches Draht- und Vergussmaterial verwenden Sie für Ihre Induktionsschleifen?

Wir verwenden ein Kaltvergussmaterial auf 2-Komponentenbasis, welches einen geringen Anteil an Bitumen enthält und sich dadurch hervorragend mit den Fugenrändern verbindet.
Dieses Material benötigt je nach Umgebungstemperatur 15 – 45 Minuten für die Aushärtung und ist danach von der Konsistenz etwa mit Hartgummi vergleichbar.
Es bleibt bei niedrigen Temperaturen dauerelastisch und wird bei hohen Bodentemperaturen nicht weich.
Durch den Kaltverguss kann normales Drahtmaterial verwendet werden. Es sind keine temperaturbeständigen Spezialleitungen erforderlich.

Ist eine Induktionsschleife noch zeitgemäß oder gibt es bessere Alternativen?

Die klassische Induktionsschleife gilt als bewährt und robust, stößt jedoch physikalisch an ihre Grenzen: Sie detektiert lediglich metallische Massen und erfordert hohen baulichen Aufwand bei der Erstellung.

Aktuelle Alternativen auf Radarbasis nutzen hingegen vorgespeicherte Erkennungsmuster. Diese Technologie, die vor wenigen Jahren noch extrem kostenintensiv war, wird heute in kompakten, preisgünstigen Sensoren eingesetzt und entwickelt sich zum Marktstandard. Sie ermöglicht durch differenzierte Objekttrennung eine zuverlässige Unterscheidung zwischen KFZ, LKW und Personenverkehr.

Während Schleifen oft reine Impulsgeber sind, fungieren Radarsensoren gleichzeitig als Sicherheitseinrichtung für Fußgänger und Zweiradfahrer. Durch den Wegfall von Fugenschnitt und Vergussmasse sinken Installationsaufwand und Instandhaltungskosten drastisch.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Für Standardanwendungen ist die Ära der im Boden verlegten Schleife durch die effizientere Radar-Technologie abgelöst worden.

Manche Trennungen fallen leicht.
Besonders die von unserem Asphaltschneidgerät.

Erstellen sie auch Induktionsschleifen für Schranken und Tore die nicht von ihnen installiert wurden?

Nein

Jedes erfolgreiche Projekt beginnt mit einem Gespräch

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Unterpilsbach 27
4840 Vöcklabruck