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Druckluftsandstreueinrichtung
Ein verbreitetes und bewährtes Mittel zur Verbesserung der Adhäsion der Triebachsen von Schienen- fahrzeugen bei schlechtem Schienenzustand ist das Aufstreuen von Sand knapp vor die Treibräder. Bei den dazu dienenden Vorrichtungen wird der Sand gewöhnlich aus auf dem Fahrzeug befindlichen Behältern über in verschiedener Art betätigte Abschlussvorrichtungen durch sein Eigengewicht, oder wo Druckluft vorhanden ist, durch Förderung mittels dieser über Rohre knapp vor die Räder geleitet.
Es ist eine Reihe von verschiedenen Druckluftsandstreueinrichtungen bekanntgeworden. Die meisten von ihnen benützen die Saugwirkung eines Druckluftstrahles zur Entnahme des Sandes aus dem Behälter.
Der Sand wird dann zugleich mit dem Luftstrom mitgerissen und auf die Schiene geblasen. Ein Nachteil derartiger Apparate besteht darin, dass durch die Erschütterung der Fahrbewegung der Sand im Behälter zusammenbackt und dann die Saugwirkung des Luftstrahles nicht ausreicht, die nötige Quantität vom Sand abzulösen.
Bei einer bekanntgewordenen Sandstreueinrichtung soll eine Auflockerung des Sandes im Behälter durch Anordnung einer federnd befestigten, konischen und perforierten Kappe über dem Sandabflussrohr erzielt werden. Der Lufteintritt in das Ausblaserohr ist so gestaltet, dass beim Sanden gegen den Sandbehälter hin ein Unterdruck entsteht, unter dessen Wirkung die Kappe mit dem ausfliessenden Sand um eine geringe Strecke gegen das Abflussrohr gedrückt wird. Nach Aufhören der Pressluftzufuhr federt die Kappe wieder in die Ruhelage zurück. Diese kleinen Vertikalbewegungen der im Sand eingebetteten Kappe können jedoch stärkere Klumpen und Backstellen kaum wirksam auflösen.
Die Erfindung hat eine Druckluftsandstreueinrichtung zum Gegenstand, welche im Gegensatz dazu sowohl den Sand vor dem Abfluss kräftig auflockert als auch die Verfestigung des Sandes in der Nähe des Abflusses überhaupt unterbinden soll. Eine derartige Einrichtung besitzt in bekannter Weise einen Sandvorratskasten mit in dessen Boden angebrachtem Ablaufstutzen für den Sand sowie eine Druckluftzuführung für die Ausblasung des Sandes durch ein oder mehrere vor die zu sandenden Räder führende Sandrohre und einen rotationssymmetrischen Abschlusskörper in nach unten konisch verjüngten Ablaufstutzen.
Gemäss der Erfindung hat der Abschlusskörper ablaufseitig eine zentral nach abwärts gerichtete Sackbohrung und etwa in der Ebene des Abdichtungskreises zwischen Abschlusskörper und Ablaufstutzen gelegene unterhalb deren Ende mündende Querbohrungen. Der Abschlusskörper sitzt mittels einer Bohrung auf einem zentral am Ablaufstutzen angeordneten Zuführungsrohr für die Druckluft bei an der Wand des Stutzens aufliegendem Körper derart auf, dass die Mündung des Rohres knapp unter dem Ende der Sackbohrung liegt und die Querbohrungen innen unterhalb des Oberrandes des Rohres münden, so dass bei Zufuhr der Druckluft der Abschlusskörper angehoben wird.
Mit dem Abschlusskörper wird der oberhalb liegende Sand aufgehoben und gelockert, worauf er durch den Ablaufstutzen in das Abfallrohr fliesst. Die durch die seitlichen Bohrungen eindringende Druckluft beschleunigt das Ausfliessen des Sandes und fördert diesen im weiteren Verlauf durch das Sandrohr bis vor das Rad.
Eine Verbesserung der Wirkung tritt ein, wenn gemäss der Erfindung im Sandkasten über der Mündung des Ablaufstutzens eine oben geschlossene Entlastungshaube befestigt ist, welche seitliche Löcher für den Zutritt des Sandes zum Ablaufstutzen besitzt.
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Diese Entlastungshaubc bewirkt, dass der innerhalb befindliche und durch die seitlichen Löcher nach- fliessende Sand vom Druck der im Behälter befindlichen Sandschichte grösstenteils entlastet ist und daher locker bleibt. Zweckmässigerweise ist erfindungsgemäss in der Entlastungshaube eine Führung für einen am
Abschlusskörper befindlichen Stift angebracht. Auf diese Weise ist der Abschlusskörper unten auf dem
Druckluftrohr und oben in der Entlastungshaube geführt. und es kann kein Ecken bei der Bewegung eintre- ten. In einer Weiterbildung der Erfindung ist am Führungsteil der Entlastungshaube ein Abschirmblech vorgesehen. welches den Anhub des Abschlusskörpers begrenzt und den Sandstrom vom Führungsstift und der Führung abhält.
Ein solches Abschirmblech besitzt vorteilhafterweise die Gestalt eines kegelförmi- gen, den Führungsstift umschliessenden Bleches. Die Abschirmung ist besonders wirksam in der obersten
Lage des Abschlusskörpers. in welcher sich dieser abdichtend innen an das Abschirmblech anlegt.
Bei einer Variante der Erfindung ist der gegen den Sandaustritt zu gelegene Teil des Abschlusskörpers in Form eines kegelähnliche Vorsprunges ausgebildet, der in Zusammenwirkung mit einer kragenförmi- gen Verengung des Ablaufstutzens eine Vorkammer bildet. In dieser Vorkammer bleibt jedesmal beim
Abschluss eines Sandungsvorganges unterhalb des nun abdichtendenAbschlusskörpers eine begrenzte Menge lockeren Sandes zurück. Diese Sandquantität wird gleich zu Beginn des Sandungsvorganges ausgeblasen und bewirkt ein rasches und scharfes Einsetzen der Sandung. Durch die Umlenkung des Luftsandstrahles über die Austrittskante der Vorkammer entsteht eine oszillierende Bewegung des Abschlusskörpers, wo- durch eine zusätzliche Auflockerung des Sandes während des Betriebes der Einrichtung eintritt.
Diese An- ordnung empfiehlt sich insbesondere bei Fahrzeugen mit hoher Fahrgeschwindigkeit.
Die durch die Querbohrungen des Abschlusskörpers austretende Druckluft strömt zum geringen Teil auch nach oben unter die Entlastungshaube und durch deren Perforation in den Sandbehälter, wo eine Auf- lockerung des Sandes eintritt. Eine Verstärkung dieser Wirkung kann erreicht werden, wenn erfindungsgemäss der Abschlusskörper Bohrungen erhält, die von seiner zentralen Bohrung schräg aufwärts verlaufen und an der Aussenseite des Abschlusskörpers des Abdichtungskreises zwischen Abschlusskörper und Ablauf- stutzen münden.
Die beiliegende Zeichnung zeigt in Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch und im Querschnitt.
Im Boden des Sandkastens 1 befindet sich eine Öffnung für den nach unten konisch verjüngten Ablaufstutzen 14. Zugleich mit dem Flansch des Ablaufstutzens ist durch nicht gezeichnete Befestigungs- mittel bekannter Bauart und unter Zwischenschaltung von Dichtungen 31 die Entlastungshaube 3 über der Öffnung des Ablaufstutzens fixiert. Die Entlastungshaube ist bis etwa 1/2 - 3/4 ihrer Höhe durch Löcher 2 perforiert. Innerhalb des Ablaufstutzens befindet sich der rotationssymmetrische Abschlusskörper 5. Der grösste Teil dieses Körpers 5 hat Kugelgestalt. Im unteren Teil des Abschlusskörpers befindet sich die zentrale Bohrung 28, mittels welcher er auf dem Druckluftzuführungsrohr 17 geführt ist und die bei 29 ohne Abdichtung endet.
Von der Mittelbohrung 28 des Abschlusskörpers laufen am Umfang etwa sechs gleichmässig verteilte horizontale Bohrungen 7 und münden am Abschlusskörper aussen etwa an jener Stelle, wo der Körper in der Ruhestellung im Konus des Abschlussstutzens dichten soll. Eine Labyrinthdichtung 18 soll den Luftaustritt längs der Führung 28 möglichst unterbinden. Das Druckluftrohr 17 ist bei 33 in den Ablaufstutzen eingeschraubt und hat beispielsweise für den Anschluss des Zuleitungsrohres 23 eine der gebräuchlichen Rohrverschraubungen 24, 32.
Am oberen Teil des Abschlusskörpers ist, beispielsweise durch Verschweissen, ein Führungsstift 15 befestigt, der in einer Führung 16 der Abschlusshaube 3 beweglich ist. Zum Schutz gegen die Einwirkung des strömenden Sandes auf den Stift 15 bzw. die Führung 16 ist eine kegelförmige Haube 6 vorgesehen. An den Abflussstutzen 14 ist mittels Flansch 26 und Dichtung 34 das Sandablaufrohr 8 angeschlossen. Um eventuell doch eintretende Stockungen des Sandablaufes leicht beseitigen zu können, besitzt im Ausführungsbeispiel Fig. 1 der Ablaufstutzen einen Ansatz 4, der mittels Verschraubung 19 und Dichtung 21 normalerweise durch eine Scheibe 20 verschlossen ist.
Eine Variante der Erfindung ist in Fig. 2 im Schnitt gezeichnet. Hier besitzt bei sonst gleicher Ausführung der Abflussstutzen 14 keinen Putzansatz. Es ist hingegen der untere Teil 30 mit einer kragenförmigen Verengung 29 rund um das Luftzuführungsrohr 17 versehen. Der Abschlusskörper 5 hat einen kegelförmigen Ansatz 12, wodurch zusammen mit dem Kragen 29 und einer entsprechenden Ausweitung des Stutzens 14 eine Vorkammer 11 geschaffen wird.
Eine Labyrinthdichtung 18 soll den Luftaustritt längs der Führung 28 möglichst unterbinden.
Die Funktionsweise der Einrichtung ist folgende. Der im Behälter 1 befindliche Sand dringt durch die Perforation 2 der Entlastungshaube 3 in deren Inneres ein, wobei jedoch der unterhalb der Haube 3 befindliche Sand vom Druck der im Behälter befindlichen Sandschicht zu einem erheblichen Grad entlastet
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ist. In der Ruhestellung dichtet der Abschlusskörper 5, welcher am Luftzuführungsrohr 17 durch seine Boh- rung 28 und in der Haube 3 durch die Führung des Stiftes 15 im Rohr 16 mit Spiel geführt ist, den Aus- tritt des Sandes nach unten ab. Sobald Druckluft über die Leitung 23 in das Rohr 17 einströmt, hebt die
Luft den Abschlusskörper 5 an, u. zw. so weit, bis er an die kegelige Haube 6 anschlägt.
Durch die Querbohrungen 7 strömt die Luft gegen die Innenwände des Abschlussstutzens 14 und gegen den längs des ge- hobenen Abschlusskörpers herabrieselnden Sand. Es bildet sich ein Sandluftgemisch, welches nach unten und durch das Abflussrohr 16 ausgeblasen wird. Ein Teil der eingeblasenen Luft strömt nach oben unter die
Entlastungshaube 3 und durch deren Perforation 2 in den Behälter 1 und verursacht dort eine Auflockerung des Sandes. Dieser Effekt kann durch Schräglage der Lufteintrittsbohrungen verstärkt werden, wie es bei I 13 angedeutet ist.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die Arbeitsweise im wesentlichen dieselbe. Es tritt jedoch noch der Umstand hiezu, dass nach dem Anheben des Abschlusskörpers 5 durch die Druckluft zu- nächst der in der Vorkammer 11 zurückgebliebene Sand sofort ausgeblasen wird. Ferner bewirken die Um- lenkung des Luftstromes um die Kegelkante 12 des Abschlusskörpers und der Rückstau der Luft bei Annä- herung des Konus 12 an die obere Kante der Vorkammer 11 eine schwingende Bewegung des Abschluss- körpers, welche sich auf die Lockerung bzw. Lockerhaltung des nachströmenden Sandes günstig auswirkt.
Die bei diesem Oszillieren eintretenden Pulsationen des Luftdruckes wirken auch bis in das Innere des
Sandbehälters und fördern auch dort die Lockerhaltung des Sandnachflusses. Das Eindringen von Sand in die Führung 16 soll durch die kegelige Haube 6 möglichst verhindert werden. Die Überdeckungen der
Führungswege am Luftrohr 17 sind so gewählt, dass beim Anschlagen des Abschlusskörpers an der kegeli- gen Haube 6 der Abschlusskörper noch am Luftrohr 17 ausreichend lang geführt ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckluftsandstreueinrichtung mit Sandvorratskasten und in dessen Boden angebrachtem Ablauf- stutzen für den Sand sowie mit einer Druckluftzuführung für die Ausblasung des Sandes durch ein oder mehrere vor die zu sandenden Räder führende Sandrohre, mit einem rotationssymmetrischen Abschluss- körper im nach unten konisch verjüngten Ablaufstutzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlusskörper (5) ablaufseitig eine zentrale nach aufwärts gerichtete Sackbohrung (28) und etwa in der Ebene des Ab- dichtungskreises zwischen Abschlusskörper und Ablaufstutzen (14) gelegene, in diese Bohrung (28) unter- halb deren Ende (29) mündende Querbohrungen (7) besitzt, wobei der Abschlusskörper (5) mittels seiner
Bohrung (28) auf einem zentral im Ablaufstutzen (14) angeordneten Zuführungsrohr (17)
für die Druckluft bei an der Wand des Stutzens (14) aufliegendem Körper (5) derart aufsitzt, dass die Mündung des Rohres (17) knapp unter dem Ende (29) der Sackbohrung (28) liegt und die Querbohrungen (7) innen unterhalb des
Oberrandes des Rohres (17) münden, so dass bei Zufuhr von Druckluft der Abschlusskörper (5) angehoben wird.