Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Traktion von Schienenfahrzeugen, insbesondere im Herbst-/Winterbetrieb
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Traktion von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, z.B. im Herbst-/ interbetrieb nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Maßnahme nach Anspruch 2.
Es ist bekannt, dass die Traktion von Schienenfahrzeugen im Herbst (Laub) und Winter (Eis, Schnee) erschwerten Bedingungen unterliegt, so dass bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen mit teilweise sehr stark verlängerten Reaktionswegen zu rechnen ist. Der Stand der Technik weist zur Lösung des Problems eine Reihe bekannter Sandungseinrichtungen auf, die in den Bereich vor den angetriebenen Rädern des Triebfahrzeuges Sand zur Erhöhung des Reibungswiderstandes aufbringen.
In der DE 31 35 613 C2 wird ein Verfahren zur Anpassung der Zugkraft eines Schienenfahrzeuges an der Rad-Schiene-Haftgrenze und eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens beschrieben, bei dem der Schlupfzustand mittels eines an einem Treibradsatz angeordneten Impulsgebers erfasst und bei Eintritt eines Makroschlupfes ein Steuerimpuls zur Auslösung des Sandes und eine Veränderung der Drehmomentenkennlinie zunächst in einen flacheren Verlauf und erst nach Verminderung des Schlupfes in einen steileren Verlauf auslöst. Bei fortdauerndem Makroschlupf wird nach wiederholtem Flacherstellen der Kennlinie die Motorleistung in kleineren Schritten zurückgenommen.
Die DE 100 47 249 AI benennt eine Vorrichtung zur Traktionskontrolle für ein ruehrachsiges Fahrzeug, welches eine Einrichtung zur Detektion der Wetterverhältnisse aufweist, das mit den Daten der Fahrzeug- und Schlupfgeschwindigkeit verknüpft ist und ein automatisches Sandungssystem aktiviert. Das Sanden erfolgt dabei entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich.
Aus der DE 22 07 450 A ist eine Sandstrahleinrichtung für Schienenfahrzeuge bekannt, bei der Sand aus einem Vorratsbehälter über ein Sandrohr durch eine als Strahlpumpe wirkende Düse in ein Sandstrahlrohr gesaugt, dort mit der die Düse verlassenden Druckluft vermischt und aus dem am freien Ende mit einem selbsttätigen Verschluss versehenen Sandstrahlrohr vor den
Treibrädern des jeweiligen Fahrzeuges auf die Schienen geblasen wird, wobei das Sandstrahlrohr durch eine Feder gegen eine Verschlussplatte gedrückt wird.
Letztendlich ist aus der DE 41 14 515 AI eine Sandstreueinrichtung für Schienenfahrzeuge bekannt, die an ihrem unteren Abschnitt einen trichterförmigen Sandkasten aufweist, der ein nach unten gerichtetes Sandfallrohr mit einer Sandtreppe mit einem aufwärts führenden Steigabschnitt besitzt, in den eine Druck- luftdüse den Sand strahlt. Im unteren Bereich des Sandkastens ist ein Rohrstutzen und ein Sandfallrohr zum Auslaufen des Sandes angeordnet.
Darüber hinaus sind separat betriebene, druckluftbeaufschlagte Blaseinrichtungen zur Abreinigung des Gleises von Laub, Eis und Schnee bekannt.
Allen vorgenannten Vorrichtungen und Verfahren gemeinsam ist, dass zum einen keine Lösung bekannt ist, die eine Sandung und ein Freiblasen in einer Anlage realisiert, und zum anderen die Sandung im extremen Winterbetrieb bei größerer Kälte sehr anfällig gegen Einfrieren ist, so dass sie unwirksam wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und Maßnahmen zu treffen, durch welche eine umfassende Betriebsmöglichkeit geboten wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß das Freiblasen in einem Ein- oder Zweistoffablauf erfolgt und als Energiequelle flüssiges oder gasförmiges Medium aus einer sich im Fahrzeug befindlichen Lieferstation benützt wird.
Durch das Merkmal nach Anspruch 2 wird eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 erzielt .
Durch das Merkmal nach Anspruch 3 ist ein sicherer Einsatz bei nahezu jeder Wetterbedingung möglich, und durch die kompakte Ausführung der gesamten Vorrichtung ist diese problemlos in jedes Schienenfahrzeug zu integrieren.
Durch das Merkmal nach Anspruch 4 findet ein Einfrieren des Streugutes und ein Verstopfen der Vorrichtung nicht mehr statt.
Durch das Merkmal nach Anspruch 5 ist die Vorrichtung konstruktiv unkompliziert und damit preiswert herstell- und nach- rüstbar.
Schließlich werden durch die zwischen der Einrichtung für das Auftragen von Streugut und der Blaseinrichtung angeordnete
Heizung beide Einrichtungen durch die Energiequelle gleichermaßen erwärmt. Die Heizung vermeidet eine Kondensation von Wasser im Austrittsbereich des Streugutes und dessen Einfrieren.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht;
Fig. 2 den Schienenabstrahldüsenkopf in schaubildlicher Ausführung;
Fig. 3 in Rückansicht;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3;
Fig. 5 den Teil 15 der Vorrichtung nach Fig. 1 in größerem Maßstab und im Querschnitt;
Fig. 6 eine Seitenansicht des Düsenkopfes nach Fig. 7;
Fig. 7 eine Variante der schaubildlichen Darstellung des Düsenkopfes nach Fig. 2; und
Fig. 8 eine Rückansicht desselben.
In Fig. 1 ist mit Pfeil A die Fahrtrichtung des Fahrzeuges angedeutet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen im Bereich einer für ein Schienenfahrzeug bestimmten Schiene 2 einen Düsenkopf 3 mit einem Anschluss 4 zur Zufuhr von Druckgas bzw. Druckluft zu einer Freiblaseinrichtung, z.B. Abstrahldüse 9, welche das zugeführte Medium aus nächster Nähe unmittelbar gegen den Schienenkopf 2' richtet, sowie einen Anschluss 5 für eine Heizung vorzugsweise eine Elektroheizung.
Die Befestigung des Düsenkopfes 3 am Fahrzeug kann, wie im vorliegenden Fall dargestellt ist, über einen Träger 10 od. dgl. erfolgen, an dem beispielsweise auch ein Basisteil 16 befestigt sein kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgestattet, dass sie wahlweise sowohl für einen Ein- als auch für einen Zweistoffablauf einsetzbar ist. Bei Abschalten der Flüssigkeitsoder der Streugutzufuhr wird die Fahrspur entweder von der nachlaufenden Streugutdüse oder der vorlaufenden Flüssigkeitsdüse versorgt. Bei einem Zweistoffablauf treten beide Düsen in Aktion.
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für breite Fahrspuren besteht im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit die beiden Versorgungsdüsen nebeneinander anzuordnen.
Schließlich besteht die Möglichkeit, auch eine konzentrische Anordnung des Flüssigkeits- und Streugutausstrittes auf die Fahrspur zu wählen. Zu diesem Zweck sind eine Druckluftquelle und eine Druckflüssigkeitsquelle und vorzugsweise auch eine Heizquelle vorgesehen. Bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 4 ist der Düsenkopf mit einem zu einem Kanal 11 führenden Anschluss für eine Druckflüssigkeit und einem Anschluss 5 für eine Heizeinrichtung versehen. Der Kanal 11 ist durch eine Blindverschraubung 12 od. dgl. und der die Heizung aufnehmende Kanal 13 durch eine Blindverschraubung 14 abgeschlossen.
Der mit 7 bezeichnete Teil kann eine Druckluftquelle sein, aus welcher Druckluft oder Druckgas über den Anschluss 4 zur Ab- strahldüse 9 geleitet wird, oder ein Flüssigkeitsbehälter sein, aus welchem Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, allenfalls mit einem Reinigungs-, Enteisungs- od. dgl. -mittel versehen, über eine Hochdruckpumpe 8 der Abstrahldüse 9 zugeführt wird.
Die Einrichtung 17 nach Fig. 5 weist im Basisteil 16 einen Streugutkanal 20 mit beidseitig angeordneten Gewindestutzen 21, 22 auf, von welchen der obere Gewindestutzen 22 über einen Anschluss 23 mit einer Sandförderleitung 24 verbunden ist, die an einen Sandspeicher 25 angeschlossen ist. Der untere Gewindestutzen 21 ist über einen Rohranschluss 26 mit einer Auslauftülle bzw. -düse 27 verbunden, die in etwa auf die Mitte des Gleisprofils vor den angetriebenen Rädern des Schienenfahrzeuges gerichtet ist.
Im Basisteil 16 ist eine Heizungsanlage 19 angeordnet, welche einen Heizungskanal 13 und eine Austrittsdüse 34 sowie einen Gewindestutzen 35 zur Aufnahme eines Anschlusses 36 einer Druck- lufteitung 37 aufweist, die mit der Drucklufterzeugungsanlage 8 verbunden ist.
Zwischen der Streugut- und der Freiblaseinrichtung 18 ist in baulicher Einheit im Basisteil 16 der Heizungsanlage 19 integriert. Die Heizungsanlage 19 umfasst den Heizungskanal 13 und eine elektrische Heizung 41.
Während der Heizungskanal 13 an seinem unteren Ende mit der Blindverschraubung 14 versehen ist, weist er an seinem oberen Ende im Basisteil 16 einen Gewindestutzen 44 zur Befestigung eines Schutzrohres 45 für eine Versorgungsleitung 33 auf. Die elektrische Heizung 41 wird mit einer Wärmeleitpaste in den Hei-
zungskanal 13 eingesetzt. Die Versorgungsleitung 33 ist mit dem elektrischen Bordnetz des Schienenfahrzeuges verbunden. Der Betriebszustand der elektrischen Heizung kann mit Hilfe einer Steuerung entsprechend der Umgebungstemperatur angepasst werden. Die Vorrichtung wird aus salzwasserbeständigem Aluminium gefertigt .
Bei der Darstellung nach Fig. 5 ist eine Drucklufterzeugungsanlage 39 angedeutet, welche über eine Leitung 42 mit dem Sandspeicher 25 verbunden ist.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Möglichkeit, je nach Schaltung der Druckauslässe, auf die Schiene bzw. eine Fahrspur nur Druckluft, ein Druckluftsandgemisch, Flüssigkeit, allenfalls mit einer Emulsion, die reinigende Eigenschaften aufweist, oder mit einem Frostschutzmittel versehen bzw. eine beliebige Kombination der Anwendungen zum Einsatz zu bringen.
Die Wirkungsweise bei Inbetriebsetzung der Vorrichtung kann beispielsweise die folgende sein:
1 Sandstreuung
Druckluft strömt aus der Drucklufterzeugungsanlage 39 über die Leitung 42 in den Sandförderer 25, wodurch ein Sand-Druckluftgemisch gebildet wird. Das Sand-Druckluftgemisch gelangt durch die Sandförderleitung 24 über den Gewindestutzen 22 in das Basisteil 16. Vom Basisteil 16 gelangt das Sand-Druckluftgemisch über den Gewindestutzen 21 und den Rohranschluss 26 zur Auslauf- tülle/-düse 27.
Eine Anschrägung 27' der Auslauftülle bzw. -düse 27 und die Positionierung der gesamten Baugruppe „Kombinierte Sandaustritts- und Schienenoberflächenfreiblaseinrichtung" vor dem Rad, gewährleisten die gezielte Einbringung des Sand-Druckluftgemisches in den Rad-Schiene-Spalt.
2 Freiblasen
Druckluft kann separat oder gleichzeitig zum Vorgang der Sandstreuung über die Druckluftleitung 37, den Gewindestutzen 35, den Druckluftkanal 46 zur Austrittsdüse 27 geleitet werden.
3 Heizung
Die elektrische Heizung 41 im Heizungskanal 13 versorgt das Basisteil 16 mit Wärmeenergie und hält die Austrittsdüse 27 sowie die angrenzenden Bauteile, die thermisch leitend mit dem Basisteil 16 verbunden sind, (Gewindestutzen 35 und Rohranschluss
37) , frostfrei.
In den Darstellungen nach den Fig. 6 bis 8 werden für die gleichen Teile die gleichen Bezugsziffern verwendet. So befinden sich im Düsenkopf 3 die Abstrahldüse 9 sowie die elektrische Heizung 41. Der Düsenkopf 3 ist mit der Druckluftleitung 37 verbunden und über eine Stromleitung an eine Stromquelle angeschlossen. Wie bereits erwähnt wurde, ist die Einrichtung im Fahrzeug fahrtrichtungsabhängig und jeweils möglichst weit vor dem ersten Radsatz positioniert und im Abstand von ca. 30 bis 50 mm über dem Schienenkopf angeordnet, wodurch auch die Frage der Energieausnützung in gleicher Weise wie beim Stammpatent optimal gelöst wird.
Unterhalb des Druckluftanschlusses 37 befindet sich ein Anschluss 47 für die Zufuhr einer Waschemulsion, welcher über eine Verbindungsleitung 10, in welcher sich ein vorzugsweise regelbares Ventil 48, z.B. ein Magnetventil, befindet, an dem ein Vorratsbehälter 7 und über einen Bypass 49 an die Abblasdüse 9 angeschlossen ist.
Die Druckluftfunktion und die Zuführung der Reinigungsemulsion sind in vorteilhafter Weise in räumlich getrennten Systemen angeordnet, wodurch eine unterschiedliche Ansteuerung ermöglicht wird. Hiebei kann die Steuerung so ausgelegt sein, dass entweder nur die Druckluftfunktion getätigt ist oder beide Funktionen gemeinsam kombiniert werden.
Die Schienenkopfabblasduse 9 und das Ventil, welches zum Emulsionsvorratsbehälter führt, werden gleichzeitig betätigt. Die Reinigungsemulsion fließt über die Verbindungsleitung vor die Druckluftdüse der Schienenkopfabblaseinrichtung und wird durch den Druckluftstrahl mit hohem Druck auf den Schienenkopf geblasen. Die Reinigungsemulsion wird dadurch auf den Schienenkopf gesprüht und kann allenfalls auch mit einem Enteisungs- mittel versetzt sein.
Auf diese Weise wird der Schienenkopf im Strahl-Waschverfahren von Verschmutzungen bzw. auch Vereisungen im Herbst-/ Winterbetrieb befreit.