AT509817A1 - DEVICE FOR IMPROVING SANDING BEAM GUIDANCE ON RAIL VEHICLES - Google Patents

DEVICE FOR IMPROVING SANDING BEAM GUIDANCE ON RAIL VEHICLES Download PDF

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AT509817A1
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AT
Austria
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rail
baffles
brakes
change
rail vehicle
Prior art date
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AT7862010A
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German (de)
Inventor
Michael Dipl Ing Glensvig
Daniel Dr Langmayr
Sigrid Dipl Ing Ladstaetter
Sebastian Dipl Ing Moeller
Original Assignee
Kompetenzzentrum Das Virtuelle Fahrzeug Forschungsgmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08—Preventing wheel slippage
    • B61C15/10—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Description

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Beschreibungdescription

Das grundsätzliche Prinzip der vorliegenden Erfindung ist die Einengung des Sandstrahls aus einer Düse 4 durch vorherrschende oder erzwungene aerodynamische Bedingungen in der Unterbodenströmung des Fahrzeugs bei großen Geschwindigkeiten. Dafür werden Leitbleche 3 angebracht, um die Strömung in geeigneter Weise beeinflussen und richten zu können. Diese Leitbleche 3 können schwenkbar ausgeführt werden um den Fahrzeugwiderstand bei hohen Geschwindigkeiten so gering wie möglich zu halten bzw. an die Fahrtgeschwindigkeit anzupassen. Daher ist es zweckmäßig, nur bei einer Fahrzeugbremsung die Leitbleche 3 auf die Strömung wirken zu lassen. Im normalen Fährbetrieb sollen die Leitbleche 3 keine Wirkung auf die Strömung ausüben. tm vorderen Bereich des Fahrzeuges hat die Unterbodenströmung andere Eigenschaften wie im hinteren Teil des Fahrzeuges. Insbesondere ist es oft fraglich, ob die strömende Luft im hinteren Bereich ausreicht, um den Sandstrahl aus der Düse 4 einzuengen. Daher wird mit der vorliegenden Erfindung zusätzliche Luftmasse über ein Leitblechsystem 3 zum Sandstrahl geleitet. Wie bereits erwähnt soll dieses Leitblechsystem 3 die Strömung nur bei einer Bremsung beeinflussen um den Luftwiderstand bei Normalbetrieb möglichst gering zu halten.The basic principle of the present invention is the constriction of the sandblast from a nozzle 4 by prevailing or forced aerodynamic conditions in the underfloor flow of the vehicle at high speeds. For baffles 3 are mounted to affect the flow in a suitable manner and can. These baffles 3 can be made pivotable to keep the vehicle resistance at high speeds as low as possible or adapt to the driving speed. Therefore, it is expedient to have the baffles 3 act on the flow only in a vehicle braking. In normal ferry operation, the baffles 3 should exert no effect on the flow. In the front area of the vehicle, the underbody flow has different characteristics as in the rear part of the vehicle. In particular, it is often questionable whether the flowing air in the rear area is sufficient to narrow the jet of sand from the nozzle 4. Therefore, additional air mass is passed through a baffle system 3 to the sandblast with the present invention. As already mentioned, this baffle system 3 is intended to influence the flow only during braking in order to keep the air resistance during normal operation as low as possible.

Um einen optimalen Effekt zu erzielen werden die Leitbteche 3 so angebracht, dass lokal große Strömungsgeschwindigkeiten ausgenutzt werden. Leitbleche 3 können so ausgeführt sein, dass sie abhängig von der Fahrtgeschwindigkeit ausgelenkt werden können.In order to achieve an optimal effect, the baffles 3 are mounted so that locally large flow velocities are utilized. Baffles 3 may be designed so that they can be deflected depending on the speed of travel.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Kühlung von Bremsen von Schienenfahrzeugen. Mit den Leitblechen 3 kann nicht nur die Charakteristik des Sandstrahls beeinflusst werden, sondern ebenfalls die Luftführung zur Bremse erhöht werden um so die Funktionstüchtigkeit der Bremse auch bei längeren Bremsvorgängen aufrecht zu erhalten.Another aspect of the invention is the cooling of brakes of rail vehicles. With the guide plates 3, not only the characteristics of the sandblast can be influenced, but also the air flow to the brake can be increased so as to maintain the functionality of the brake even during prolonged braking.

Zur besseren Verdeutlichung der vorliegenden Erfindungen werden Figuren angeführt. In diesen zeigt:To better illustrate the present inventions figures are given. In these shows:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der Erfindung, bei der die Sandeindüsung im Bereich zwischen Schiene 1 und Rad 2 über eine Düse 4 erfolgt, deren Umströmung und somit deren Strahlcharakteristik von Leitblechen 3 bestimmt wirdFig. 1: a schematic representation of the invention, in which the sand injection in the area between rail 1 and 2 wheel via a nozzle 4, the flow around and thus the beam characteristic of baffles 3 is determined

Fig. 2: eine schematische Darstellung des Leitblechsystems 3 für den hinteren Bereich des FahrzeugesFig. 2: a schematic representation of the baffle system 3 for the rear of the vehicle

Vorrichtung zur Verbesserung der Sandstrahlführung bei SchienenfahrzeugenDevice for improving the sandblasting of rail vehicles

Stand der TechnikState of the art

Zur Verbesserung des Rad-Schiene Kontakts wird bei Schienenfahrzeugen gezielt bei Brems-und zum Teil auch bei Beschieunigungsvorgängen Sand zwischen Räder und Schiene eingebracht. In diesem Zusammenhang gestaltet sich die genaue Ausrichtung des Sandstrahls als große Herausforderung, da eine Vielzahl von physikalischen Einflüssen wie Fahrgeschwindigkeit und Strömungsverhältnisse im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeugs eine große Rolle bei der Ausbildung des Sandstrahles spielen. Eine typische Herangehensweise für die Auslegung der Sandstrahlvorrichtung ist die Verbesserung der involvierten Geometrie, insbesondere der Sanddüse 4, um den Sandstrahl zu fokussieren.In order to improve the wheel-rail contact, sand is introduced between the wheels and the rail in the case of rail vehicles in a targeted manner during braking and, in some cases, also during firing operations. In this context, the precise alignment of the sandblast presents a great challenge, since a variety of physical factors such as driving speed and flow conditions in the underbody area of the rail vehicle play a major role in the formation of the sandblast. A typical approach to designing the sandblasting apparatus is to improve the geometry involved, particularly the sanding nozzle 4, to focus the sandblast.

Der aktuelle Stand der Technik kennt Vorrichtungen zum Einbringen von Sand zwischen Rad 2 und Schiene 1, bei denen durch eine solche Fokussierung bis zu 50% des Sandes die gewünschte Region zwischen Rad 2 und Schiene 1 erreicht. Die restliche Sandmenge geht neben die Schiene 1 und bleibt somit ohne jegliche Wirkung auf die gewünschte Erhöhung der Reibung zwischen Rad 2 und Schiene 1 bei Brems- oder Beschleunigungsvorgängen.The current state of the art knows devices for introducing sand between wheel 2 and rail 1, in which by such a focus up to 50% of the sand reaches the desired region between the wheel 2 and rail 1. The remaining amount of sand goes next to the rail 1 and thus remains without any effect on the desired increase in the friction between the wheel 2 and rail 1 during braking or acceleration processes.

Um einen sicheren Fährbetrieb zu ermöglichen werden Bremsen bei Schienenfahrzeugen gekühlt. Dies geschieht derzeit dadurch, dass die Bremsen der Fahrtströmung ausgesetzt sind und durch die vorbeiströmende Luft ständig gekühlt werden. Aus Gesichtspunkten der Aerodynamik stellen die freistehenden Bremsen jedoch einen erhöhten Strömungswiderstand dar, der sich vor allem bei höheren Geschwindigkeiten nachteilig z.B. auf den Energieverbrauch, die Geräuschemission etc. auswirkt.In order to enable safe ferry operation, brakes on rail vehicles are cooled. At present, this happens because the brakes are exposed to the flow of traffic and are constantly cooled by the passing air. From an aerodynamic point of view, however, freestanding brakes provide increased flow resistance, which is particularly disadvantageous at higher speeds, e.g. on the energy consumption, the noise emission, etc.

Vorliegende Erfindung beschreibt einen neuen Zugang, um den Sandstrahl aus einer Düse 4 zu fokussieren. Die Erfindung basiert auf dem Ausnützen der Fahrzeugum- und Unterboden Strömung und der zweckmäßigen und zielgerichteten Veränderung der aerodynamischen Zustände im Bereich von Schiene 1 und Rad 2 durch steuerbare Leitbleche 3. Durch die zielgerichtete Veränderung der Fahrzeugaerodynamik durch Leitbleche 3 kann der Sandstrahl für die gegebenen Rahmenbedingungen geformt werden und damit die Effizienz des Brems- oder Beschleunigungsvorganges und letztendlich auch die Sicherheit des Schienenfahrzeugs erhöht werden.The present invention describes a new approach to focus the sand jet from a nozzle 4. The invention is based on the exploitation of Fahrzeugum- and underbody flow and the appropriate and targeted change of the aerodynamic conditions in the area of rail 1 and 2 wheel by controllable baffles 3. The targeted change in vehicle aerodynamics through baffles 3, the sandblast for the given conditions be shaped and thus the efficiency of the braking or acceleration process and ultimately the safety of the rail vehicle can be increased.

Im Weiteren beschreibt vorliegende Erfindung auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung der Bremsen durch steuerbare Leitbleche 3, die gezielt und anlassbezogen eingesetzt werden um die Luftströmung auf die Bremsen zu lenken und in einer Form zu beeinflussen, dass die Bremsen dabei bestmöglich gekühlt werden. Um den Luftwiderstand dabei so gering wie möglich zu halten werden die Leitbleche 3 erst bei einem Bremsvorgang ausgelenkt und der Luftströmung ausgesetzt.Furthermore, the present invention also describes a method and a device for cooling the brakes by means of controllable baffles 3, which are used specifically and on an occasion-related basis to direct the air flow to the brakes and to influence them in a way that the brakes are optimally cooled. In order to keep the air resistance as low as possible, the baffles 3 are deflected only during a braking operation and exposed to the air flow.

Claims (6)

Ansprüche: 1. Verfahren zur Veränderung der Charakteristik einer Sandstrahleinbringung zwischen Schiene 1 und Rad 2 bei Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung von schwenkbaren Leitblechen 3 die aerodynamischen Verhältnisse im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeugs verändern, die Sandstrahlführung einengen und verbessern und damit die Menge an eingebrachtem Sand zwischen Rad 2 und Schiene 1 erhöhen.Claims: 1. A method for changing the characteristics of sandblasting between rail 1 and wheel 2 in rail vehicles, characterized in that the use of pivotable baffles 3 change the aerodynamic conditions in the underbody area of the rail vehicle, constrict the sandblasting and improve and thus the amount of introduced Increase sand between wheel 2 and rail 1. 2. Verfahren zur Kühlung von Bremsen durch Veränderung der Charakteristik der Luftströmung bei einem Schienenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass schwenkbare Leitbleche 3 die aerodynamischen Verhältnisse im Unterbodenbereich dahingehend verändern, dass durch den erhöhten Luftstrom eine verbesserte Kühlung der Bremsen erfolgt.2. A method for cooling brakes by changing the characteristics of the air flow in a rail vehicle, characterized in that pivotable baffles 3 change the aerodynamic conditions in the underbody area to the effect that the increased air flow, an improved cooling of the brakes. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbaren Leitbleche 3 sowohl für die Kühlung von Bremsen und gleichzeitig auch für die Veränderung der Charakteristik der Luftströmung bei einem Schienenfahrzeug verwendet werden können.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the pivotable baffles 3 can be used both for the cooling of brakes and at the same time for the change of the characteristic of the air flow in a rail vehicle. 4. Vorrichtung zur Veränderung der Charakteristik einer Sandstrahleinbringung zwischen Schiene 1 und Rad 2 bei Schienenfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass schwenkbare Leitblechen 3 im Wirkungsbereich der Sandeindüsung 4 vorgesehen sind, welche die aerodynamischen Verhältnisse im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeugs verändern und damit die Sandstrahlführung einengen und verbessern.4. A device for changing the characteristics of a Sandstrahlhleinbringung between rail 1 and 2 wheel rail vehicles, characterized in that pivotable baffles 3 are provided in the area of action of Sandeindüsung 4, which change the aerodynamic conditions in the underbody area of the rail vehicle and thus constrict the sandblasting and improve. 5. Vorrichtung zur Kühlung von Bremsen bei einem Schienenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass schwenkbare Leitbleche 3 die aerodynamischen Verhältnisse im Bereich der Bremse dahingehend verändern, dass dadurch der Luftstrom auf die Bremse erhöht wird und die Wärmeabfuhr von der Bremse erhöht wird. €. Vorrichtung nach Anspruch 4 und S, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbaren Leitbleche 3 auch außerhalb des Fahrzeugrahmens angebracht sind.5. Device for cooling brakes in a rail vehicle, characterized in that pivotable baffles 3 change the aerodynamic conditions in the brake to the effect that thereby the air flow is increased to the brake and the heat dissipation is increased by the brake. €. Apparatus according to claim 4 and S, characterized in that the pivotable baffles 3 are also mounted outside of the vehicle frame. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbaren Leitbleche 3 nur während einem Bremsvorgang ausgeklappt werden und damit während der betriebsmäßigen Fahrt des Schienenfahrzeugs den Strömungswiderstand nicht erhöhen.7. Apparatus according to claim 4 to 6, characterized in that the pivotable baffles 3 are expanded only during a braking operation and thus do not increase the flow resistance during the normal operation of the rail vehicle.
AT7862010A 2010-05-10 2010-05-10 DEVICE FOR IMPROVING SANDING BEAM GUIDANCE ON RAIL VEHICLES AT509817A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3590782A1 (en) * 2010-08-09 2020-01-08 General Electric Company Tractive effort system and method

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