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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Schienenreinigungsfahrzeug zur Reinigung von Modellbahnschienen.
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Die Reinigung wird durchgeführt, während das Schienenreinigungsfahrzeug über die Modellbahnschienen fährt.
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Durch den Aufstellungsort oder den Fahrbetrieb selbst bedingt lagern sich die unterschiedlichsten organischen Substanzen auf den Modellbahnschienen wie beispielsweise Gummiabrieb der Radreifen von Triebfahrzeugen, Schmierstoffe oder Haus- und Blütenstaub an. Um einen sicheren Fahrbetrieb einer Modellbahnanlage zu gewährleisten, ist es notwendig, die Modellbahnschienen, die in aller Regel auch als elektrischer Leiter fungieren, zu reinigen.
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Zur Reinigung von unzugänglichen Stellen wie beispielsweise Tunnel, insbesondere bei größeren Modellbahnanlagen ist es unabdingbar, die Reinigung der Modellbahnschienen mit auf den Modellbahnschienen fahrenden Schienenreinigungsfahrzeugen zu bewerkstelligen.
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Aus dem Stand der Technik sind fünf Arten von Verfahren zur Schienenreinigung bekannt:
Die erste Art arbeitet mit einem an der Unterseite eines Fahrzeugs angebrachten Schleifstück. Dieses Schleifstück radiert den Schmutz von den Modellbahnschienen während der Fahrt.
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Die zweite Art arbeitet mit einem Schleifstück, das mit flüssigem Reinigungs- oder Lösungsmittel versorgt wird. Dies wird in der
DE 4411 464 A1 beschrieben.
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Die dritte Art arbeitet mit einem Staubsauger. Durch eine Unterdruckdüse wird der auf dem Gleiskörper befindliche Staub aufgesaugt und in einem Behälter gesammelt. Dies wird in der
DE 100 48 964 A1 beschrieben.
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Die vierte Art arbeitet mit einer an den Versorgungsspannungsleitern der Modellbahnanlage anliegenen Mischspannung aus einem Gleichspannungsanteil und einem Wechselspannungsanteil. Der Gleichspannungsanteil liegt dabei bei nominell 15 V, und ist die übliche Betriebsspannung. Der Wechselspannungsanteil der Mischspannung weist eine Scheitelspannung von bis zu 300 V mit einer Frequenz größer als 100 kHz auf. Durch die hohe Scheitelspannung werden Verschmutzungen durch Lichtbögen abgetragen, während eine Lokomotive über die Modellbahnschienen fährt. Dadurch, dass der elektrische Eingang der Lokomotive kapazitiv ausgeführt ist, wird während des Betriebs mit gutem Kontakt der Wechselspannungsanteil der Mischspannung kurzgeschlossen. Die Mischspannung wird hierbei von einem ortsfesten Stromversorgungsgerät zur Verfügung gestellt. Die Reinigung wird also mit den üblichen, ohnehin vorhandenen Fahrzeugen bewerkstelligt. Dies wird in der
US 4,062,294 A beschrieben.
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Die fünfte Art der Schienenreinigung ist aus der Vorbild-Eisenbahn bekannt. In der
US 2,211,181 A wird beschrieben, dass ein Schienenreinigungsfahrzeug eine Hilfsachse aufweist, die in der Mitte elektrisch isoliert ist, und an deren Enden eine elektrische Spannung angelegt werden kann. Dadurch schließt sich ein elektrischer Stromkreis durch die Schienen, die elektrisch verbunden sein müssen. Vorhandene Verunreinigungen werden mittels eines elektrischen Durchschlags beseitigt.
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Die fünf dem Stand der Technik zu entnehmenden Arten an Schienenreinigungsfahrzeugen weisen jedoch folgende Nachteile auf:
Die erste Art an bekannten Schienenreinigungsfahrzeugen hat insbesondere den Nachteil, dass das Schleifstück stark verschleißanfällig ist und die Reinigungswirkung daher sehr schnell abnimmt.
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Die erste und die zweite Art an bekannten Fahrzeugen zur Reinigung von Modellbahnschienen weisen den Nachteil auf, dass sie an kritischen und inhomogenen Stellen, wie sie beispielsweise bei Weichen, Kreuzungen, Schienenstößen oder anderen Unebenheiten auftauchen, keine, oder allenfalls eine geringere Reinigungswirkung entfalten.
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Die dritte Art an bekannten Schienenreinigungsfahrzeugen hat insbesondere den Nachteil, dass klebrige Verschmutzungen wie Gummiabrieb oder Schmierstoffreste nicht beseitigt werden können.
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Die vierte Art an bekannten Schienenreinigungsverfahren weist den Nachteil auf, dass der hohe Wechselspannungsanteil der Mischspannung sich nur dann nicht nachteilhaft auf die Lokomotiven auswirkt, wenn der elektrische Eingang der Lokomotiven kapazitiv ist. Bei modernen Modellbahnen kann davon nicht ausgegangen werden. Der elektrische Eingang besteht hier zumindest aus einem hochohmigen Halbleiterteil, der dazu in der Lage ist, der Fahrspannung aufmodulierte Nachrichten, die ihrerseits Wechselspannungsanteile sind, zu empfangen. Die Ausführung eines hochohmigen Eingangs ist sehr stör- und zerstörungsempfindlich gegen hohe elektrische Spannungen, so dass das Verfahren bei modernen Modellbahnen nicht angewandt werden kann.
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Die fünfte Art an bekannten Schienenreinigungsverfahren weist die Eigenschaft auf, dass der Strompfad des Hochspannungskreises über die linke und die rechte Schiene des Gleiskörpers geschlossen wird. Dies ist jedoch bei Modelleisenbahnen nicht immer akzeptabel, da, sofern kein Mittelleiter vorhanden ist, die linke und rechte Schiene des Gleiskörpers die beiden unterschiedlichen Potentiale der Fahrspannung tragen können. Eine solche elektrische Verkopplung des Hochspannungskreises mit dem Fahrspannungskreis würde zum Zerstören von Bauelementen innerhalb des Die fünf dem Stand der Technik zu entnehmenden Arten an Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schienenreinigungsfahrzeug zu schaffen, das organische Verschmutzungen auf den Modellbahnschienen vollständig beseitigt, und zwar
- • unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der Modellbahnschienen
- • ohne dass die Reinigungswirkung Verschleiß unterliegt
- • ohne die empfindlichen elektrischen Eingänge der anderen Modellbahnfahrzeuge zu stören oder zu zerstören.
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Dies wird mit dem Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst.
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Das Schienenreinigungsfahrzeug ist auf den Modellbahnschienen fahrbar, und zwar entweder durch eigenen Antrieb oder als fremdbewegter, beispielsweise von einer Modellbahnlokomotive bewegter Wagen.
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Während das Schienenreinigungsfahrzeug über die Modellbahnschienen fährt, wird derjenige Abschnitt der Modellbahnschienen und weiterer Kontaktleiter, wie beispielsweise ein stromführender Mittelleiter, gereinigt, über die das Schienenreinigungsfahrzeug fährt.
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Die Reinigung der Modellbahnschienen wird dabei mit einem Lichtbogenplasma bewerkstelligt. Das Lichtbogenplasma tritt an einer oder mehreren am Schienenreinigungsfahrzeug angebrachten Elektroden aus. Bei dem Lichtbogenplasma handelt es sich um ein Plasma unter atmosphärischem Druck in Luft.
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Das Plasma wird dadurch erzeugt, dass die Elektroden an eine Hochspannungsquelle angeschlossen werden. Durch die an den Elektroden entstehende Funkenstrecke kommt es zu einem Überschlag und somit zu einem Lichtbogenplasma. Die Energie des Lichtbogenplasmas reicht aus, den organischen Schmutz zu verbrennen und somit die Modellbahnschienen und möglicherweise weitere vorhandene Kontaktleiter zu reinigen.
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Die Hochspannungsquelle ist in dem Schienenreinigungsfahrzeug integriert. Vorzugsweise wird die Hochspannungsquelle aus der zur Verfügung stehenden Versorgungsspannung der Modellbahnanlage gespeist, sie kann aber auch beispielsweise aus einer Batterie, einem Akkumulator oder einem anderen elektrischen Energiespeicher, wie beispielsweise einem hochkapazitiven Kondensator (Supercap) gespeist werden.
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Die Hochspannungsquelle kann Wechselspannung oder Gleichspannung erzeugen, wobei üblicherweise eine Wechselspannungsquelle verwendet wird, deren Frequenz zwischen 10 kHz und 100 kHz liegt. Die Scheitelspannung der Hochspannungsquelle liegt zwischen 500 V und 10 kV.
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Der Abstand der Elektroden zu den Modellbahnschienen liegt zwischen 0,3 mm und 5,0 mm.
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Nachfolgend werden anhand der Abbildungen drei erfindungsgemäße Ausführungsformen näher beschrieben:
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In ist eine erste Ausführungsform des Schienenreinigungsfahrzeugs abgebildet. Das Schienenreinigungsfahrzeug 10 ist auf der Modellbahnschiene 20 fahrbar. Das Schienenreinigungsfahrzeug weist zwei Elektroden 30 auf, die mit der Hochspannungsquelle 40 elektrisch verbunden sind. Nachdem es zum Durchschlag kommt, entsteht zwischen den Elektroden 30 und der Modellbahnschiene 20 jeweils ein Überschlag, der sich als Lichtbogenplasma 50 jeweils unter den Elektroden 30 ausprägt. Der sich einstellende Strompfad 60 schließt sich über die zwei Elektroden 30 und die Modellbahnschiene 20.
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In ist eine zweite Ausführungsform des Schienenreinigungsfahrzeugs abgebildet. Das Schienenreinigungsfahrzeug 10 ist auf der Modellbahnschiene 20 fahrbar. Das Schienenreinigungsfahrzeug weist eine Elektrode 30 auf, die mit der Hochspannungsquelle 40 elektrisch verbunden ist. Der andere Anschluss der Hochspannungsquelle 40 ist mit einem elektrischen Kontakt zur Modellbahnschiene verbunden, hier mit einem Schleifstück an dem Rad des Schienenreinigungsfahrzeugs. Nachdem es zum Durchschlag kommt, entsteht zwischen der Elektrode 30 und der Modellbahnschiene 20 ein Überschlag, der sich als Lichtbogenplasma 50 unter der Elektrode 30 ausprägt. Der sich einstellende Strompfad 60 schließt sich über die Elektrode 30, die Modellbahnschiene 20 und den elektrischen Kontakt zur Modellbahnschiene des Schienenreinigungsfahrzeugs.
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In ist eine dritte Ausführungsform des Schienenreinigungsfahrzeugs abgebildet. Das Schienenreinigungsfahrzeug 10 ist auf der Modellbahnschiene 20 fahrbar. Das Schienenreinigungsfahrzeug weist zwei Elektroden 30 auf, die mit der Hochspannungsquelle 40 elektrisch verbunden sind. Zwischen den Elektroden ist eine Druckluftdüse 80 angebracht, die an einen Drucklufterzeuger 70 angeschlossen ist. Dieser Drucklufterzeuger kann beispielsweise ein Kompressor oder ein rotierender Lüfter sein. Nachdem es zwischen den Elektroden 30 zum Durchschlag kommt, entsteht ein Überschlag, der sich als Lichtbogenplasma 50 zwischen den Elektroden 30 ausprägt. Der aus der Druckluftdüse austretende Luftstrom bläst das Lichtbogenplasma 50 auf die Modellbahnschiene 20. Der sich einstellende Strompfad 60 schließt sich lediglich über die zwei Elektroden 30 und nicht über die Modellbahnschiene 20. Das elektrische Potential der Modellbahnschiene 20 steht somit in keiner Verbindung mit dem elektrischen Potential der Hochspannungsquelle 40. Dies ist für den während des Reinigungsbetriebs mit dem Schienenreinigungsfahrzeug gleichzeitigen Betrieb der restlichen Modellbahnanlage vorteilhaft.
