DE102020122640B3

DE102020122640B3 - Pneumatische sandfördereinrichtung für ein sandungssystem eines schienenfahrzeugs, sandungssystem und verfahren zum betreiben einer pneumatischen sandfördereinrichtung

Info

Publication number: DE102020122640B3
Application number: DE102020122640.3A
Authority: DE
Inventors: Georg Krismanic; Albert Missliwetz
Original assignee: Knorr Bremse GmbH
Current assignee: Knorr Bremse GmbH
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2040-09-01
Also published as: EP4204272A1; US20230278597A1; CA3192026A1; CN115989167A; WO2022043546A1

Abstract

Eine pneumatische Sandfördereinrichtung 100 für ein Sandungssystem 500 eines Schienenfahrzeugs umfasst eine Hürdeneinrichtung 105, die fluidisch mit einem Sandeingang 200 zum Aufnehmen von Sand aus einem Sandvorratsbehälter 505 gekoppelt ist, wobei die Hürdeneinrichtung 105 ausgeformt ist, um eine Hürde zwischen dem Sandeingang 200 und einer fluidisch mit der Hürdeneinrichtung 105 gekoppelten Mischeinrichtung 110 zu bilden. Außerdem weist die Sandfördereinrichtung 100 die Mischeinrichtung 110 zum Aufnehmen und Weiterleiten von Sand aus der Hürdeneinrichtung 105 mittels Druckluft auf und eine fluidisch mit der Mischeinrichtung 110 gekoppelte Auslaufeinrichtung 115 zum Ausgeben des Sands aus der Sandfördereinrichtung 100 durch einen Sandausgang 203. Dabei sind die Hürdeneinrichtung 105, die Mischeinrichtung 110 und die Auslaufeinrichtung 115 in einem betriebsbereiten Zustand 140 der Sandfördereinrichtung 100 in einer horizontalen Ebene angeordnet.

Description

Der vorliegende Ansatz bezieht sich auf eine pneumatische Sandfördereinrichtung für ein Sandungssystem eines Schienenfahrzeugs, ein Sandungssystem mit einer pneumatischen Sandfördereinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer pneumatischen Sandfördereinrichtung.
Sandungssysteme dienen bei Schienenfahrzeugen dazu Sand auf die Schiene vor das sie überrollende Rad oder direkt in den Radschienenspalt zu bringen, um den Reibwert zwischen Rad und Schiene zu erhöhen. Hierfür wird mittels Sandfördereinrichtungen, beziehungsweise Sanddosier- und Fördereinrichtungen, Sand aus einem Sandvorratsbehälter, idealerweise an dessen tiefstem Punkt, bezogen und entsprechend dosiert und weiterbefördert. Der Abstand zwischen diesem tiefsten Punkt und dem Ausgang der Sandfördereinrichtung hat direkten Einfluss auf das Volumen des Sandvorratsbehälters und sollte dementsprechend möglichst gering ausfallen. Die DE 10 2017 205 622 A1 offenbart eine Dosiereinrichtung für eine Sandstreuanlage eines Schienenfahrzeugs. Die DE 102 52 466 A1 offenbart eine druckluftbetriebene Sandstreuvorrichtung und ein Verfahren zum Streuen von Sand. Die DE 88 08 842 U1 offenbart eine Sandstreueinrichtung für Schienenfahrzeuge. Die DE 12 79 057 A offenbart eine Sandtreppe, insbesondere für Schienenfahrzeuge.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe des vorliegenden Ansatzes eine verbesserte pneumatische Sandfördereinrichtung für ein Sandungssystem eines Schienenfahrzeugs, ein verbessertes Sandungssystem mit einer pneumatischen Sandfördereinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer verbesserten pneumatischen Sandfördereinrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine pneumatische Sandfördereinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1, ein Sandungssystem mit einer pneumatischen Sandfördereinrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 13 und ein Verfahren zum Betreiben einer pneumatischen Sandfördereinrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen vor allem darin, dass eine besonders kompakte Sandfördereinrichtung entsteht, bei der ein Abstand zwischen einer Position eines Sandeingangs, an dem im Betrieb der Sandfördereinrichtung Sand von einem Sandvorratsbehälter bezogen wird, und einer Position eines Sandausgangs der Sandfördereinrichtung besonders gering ist und dadurch beispielsweise die Verwendung eines größeren Sandvorratsbehälters, der auch als Sandkasten bezeichnet werden kann, ermöglicht wird.
Es wird eine pneumatische Sandfördereinrichtung für ein Sandungssystem eines Schienenfahrzeugs vorgestellt, wobei die Sandfördereinrichtung folgende Merkmale aufweist:

Eine Hürdeneinrichtung, die fluidisch mit einem Sandeingang zum Aufnehmen von Sand aus einem Sandvorratsbehälter gekoppelt ist, wobei die Hürdeneinrichtung ausgeformt ist, um eine Hürde zwischen dem Sandeingang und einer fluidisch mit der Hürdeneinrichtung gekoppelten Mischeinrichtung zu bilden. Außerdem weist die Sandfördereinrichtung die Mischeinrichtung zum Aufnehmen und Weiterleiten von Sand aus der Hürdeneinrichtung mittels Druckluft und eine fluidisch mit der Mischeinrichtung gekoppelte Auslaufeinrichtung zum Ausgeben des Sands aus der Sandfördereinrichtung durch einen Sandausgang auf, wobei die Hürdeneinrichtung, die Mischeinrichtung und die Auslaufeinrichtung in einem betriebsbereiten Zustand der Sandfördereinrichtung in einer horizontalen Ebene angeordnet sind.

Insbesondere die horizontale Anordnung hat den Vorteil, dass die Sandfördereinrichtung sehr kompakt ausgeformt sein kann und der Höhenunterschied vom Sandeingang der Sandfördereinrichtung zum Sandausgang wesentlich geringer ausfällt, als dies bei einer im betriebsbereiten Zustand vertikal untereinander gereihten Anordnung möglich ist. Entsprechend kann bei einer Anbringung an einem Schienenfahrzeug mit einem möglichst großen Sandvorratsbehälter eine größtmögliche Distanz zu den Schienen eingehalten werden. Die Sandfördereinrichtung kann auch zum Fördern von einem sich von Sand unterscheidenden anderen rieselfähigen Gut ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform können die Hürdeneinrichtung, die Mischeinrichtung und die Auslaufeinrichtung innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sein. Beispielsweise können diese Einrichtungen oder Teile der Einrichtungen auch direkt in das Gehäuse eingearbeitet sein, wodurch eine einstückige und zusätzlich oder alternativ quaderförmige Ausformung der Sandfördereinrichtung erreicht werden kann. Das hat den Vorteil, dass die Sandfördereinrichtung möglichst kompakt gebaut werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine maximale Höhe der Sandfördereinrichtung kleiner sein als eine maximale Tiefe und zusätzlich oder alternativ eine maximale Breite der Sandfördereinrichtung. Beispielsweise können die Hürdeneinrichtung, die Mischeinrichtung und die Auslaufeinrichtung im betriebsbereiten Zustand nebeneinander auf einer horizontalen Ebene angeordnet sein, wodurch die Breite und zusätzlich oder alternativ die Tiefe der Sandfördereinrichtung größer ist als die Höhe. Die Position, an der die Sandfördereinrichtung den Sand bezieht, sollte idealerweise dem tiefsten Punkt des Sandvorratsbehälters entsprechen, damit der Sandvorrat vollständig ausgenutzt werden kann. Demzufolge kann das Volumen des Sandvorratsbehälter desto größer ausfallen, je tiefer der tiefste Punkt des Sandvorratsbehälters, bei ansonsten gleichen Abmessungen, liegt. Andererseits sollte die Position des Sandausganges der Sandfördereinrichtung nicht zu tief liegen, da ansonsten der Höhenunterschied zwischen diesem Sandausgang der Sandfördereinrichtung und einem der Schiene nahe gelegenen Sandschlauch- oder Rohrausgang für eine optimale und prozesssichere Sandausbringung zu gering ist. Vorteilhafterweise kann bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Abstand zwischen dem Sandeingang und dem Sandausgang der Sandfördereinrichtung minimal gehalten werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Durchmesser des Sandausgangs im Wesentlichen mit einer maximalen Höhe der Sandfördereinrichtung übereinstimmen. Somit kann die Höhe der Sandfördereinrichtung nur durch den Durchmesser des Sandausganges und einem dort angeschlossenen Sandschlauch oder Rohr bestimmt werden, wodurch vorteilhafterweise die Höhe der Sandfördereinrichtung sehr gering und die Sandfördereinrichtung insgesamt sehr kompakt ausgeformt sein kann. Die Angabe „im Wesentlichen“ kann im Rahmen des hier vorgestellten Ansatzes insbesondere eine Abweichung bei Längenangaben von bis zu +/- 20% bezeichnen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können der Sandeingang und der Sandausgang im Wesentlichen lotrecht zueinander angeordnet sein. In einem betriebsbereiten Zustand kann der Sandeingang beispielsweise an der Hauptoberfläche der Sandfördereinrichtung angeordnet sein, um den Sand vom tiefsten Punkt des darüber angeordneten Sandvorratsbehälters aufzunehmen. Der Sandausgang kann beispielsweise an einer Seite der Sandfördereinrichtung angeordnet sein. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass der zuvor bereits beschriebene Abstand zwischen Sandeingang und Sandausgang minimierte werden kann. Die Angabe „im Wesentlichen“ kann im Rahmen des hier vorgestellten Ansatzes insbesondere eine Abweichung bei Winkelangaben von bis zu +/- 20° umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Hürdeneinrichtung eine zur Mischeinrichtung hin angeordnete Labyrintheinheit mit einem Blättchen und einer Stufe umfassen, wobei die Labyrintheinheit ausgeformt sein kann, um ein Auslaufen des Sandes von der Hürdeneinrichtung in die Mischeinrichtung zu verhindern. Beispielsweise kann die Hürdeneinrichtung eine in das Gehäuse gefräste Vertiefung aufweisen, wobei zur Seite der Mischeinrichtung hin die Stufe ausgeformt sein kann. Dieser Stufe kann leicht versetzt das Blättchen entgegenragen, sodass ein eckiger Spalt oder Kanal offenbleibt. Vorteilhafterweise kann die so angeordnete Labyrintheinheit verhindern, dass Sand aus der Hürdeneinrichtung selbstständig in die Mischeinrichtung eindringt, wobei gleichzeitig gewährleistet werden kann, dass der Sand, beispielsweise mittels Unterdrucks, in die Mischeinrichtung, die auch als Mischkammer bezeichnet werden kann, gesaugt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Hürdeneinrichtung eine Ablassschraube zum Ablassen des Sandes aus der Hürdeneinrichtung aufweisen. Die Ablassschraube kann zum Beispiel auf der dem Sandeingang gegenüberliegenden Seite der Hürdeneinrichtung angeordnet sein und zusätzlich oder alternativ bei geschlossenem Zustand bündig mit dem Gehäuse der Sandfördereinrichtung abschließen. Vorteilhafterweise kann die Ablassschraube geöffnet werden, wenn beispielsweise zu Servicezwecken der Sand vollständig aus der Hürdeneinrichtung abgelassen werden soll.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Sandfördereinrichtung eine Drossel aufweisen, die zwischen einem Sandungsdruckluftanschluss zum Bereitstellen der Druckluft und der Mischeinrichtung angeordnet ist, wobei die Drossel ausgebildet ist, die Druckluft zu drosseln. Beispielsweise kann die Drossel eingesetzt werden, wenn die zugeführte Druckluft auf ein gewisses Maß verringert oder eine Strömungsgeschwindigkeit der Druckluft gemindert werden soll. Das hat den Vorteil, dass durch gegebenenfalls gedrosselte Druckluftzufuhr die Ausgabe des Sandes möglichst exakt dosiert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Auslaufeinrichtung einen am Sandausgang angeordneten Schlauchstutzen aufweisen, der axial zu einer in der Mischeinrichtung angeordneten Düse zum Zuführen von Druckluft angeordnet ist, insbesondere wobei der Schlauchstutzen in seinem Inneren verjüngt und zusätzlich oder alternativ als Lavaldüse ausgeformt sein kann und zusätzlich oder alternativ eine Lavaldüse umfassen kann. Beispielsweise kann die Druckluft vom Sandungsdruckluftanschluss und gegebenenfalls durch eine Drossel durch die Düse strömen. Die Düse kann in der Mischeinrichtung in Verbindung mit dem beispielsweise als Lavaldüse ausgeformten Schlauchstutzen einen Unterdruck erzeugen. Dieser Unterdruck kann Sand durch die Labyrintheinheit aus der Hürdeneinrichtung saugen, in die der Sand zuvor aus dem Sandvorratsbehälter durch die Schwerkraft gelangt sein kann. In der Mischeinrichtung kann sich der Sand mit der Luft aus der Düse vermischen und in Richtung Sandausgang beschleunigt und weiter durch den Schlauchstutzen und einen angeschlossenen Sandschlauch gefördert werden. Dabei ist die Ausformung des Schlauchstutzens als Lavaldüse oder die Integration einer Lavaldüse besonders vorteilhaft, um den benötigten Unterdruck zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Sandfördereinrichtung einen Ausblasedruckluftanschluss zum Bereitstellen einer Ausblasedruckluft zum Ausblasen der Mischeinrichtung umfassen, wobei der Ausblasedruckluftanschluss im Wesentlichen lotrecht zum Schlauchstutzen und der Düse angeordnet sein kann.
Beispielsweise kann die Ausblasedruckluft am Ausblasedruckluftanschluss, der auch als Druckluftanschluss Ausblasen bezeichnet werden kann, angelegt werden. Der Luftstrom kann sich in Richtung der Auslaufeinrichtung und in Richtung der Hürdeneinrichtung teilen. Das heißt ein Teil der Luft kann durch den Schlauchstutzen und beispielsweise einen angeschlossenen Sandschlauch strömen und den in diesem Bereich noch vorhandenen Sand ausblasen. Vorteilhafterweise ist so eine leichte Reinigung des Schlauchstutzens und eines angeschlossenen Sandschlauchs möglich.
Gleichzeitig kann ein weiterer Teil der Luft über die Labyrintheinheit zum Beispiel bis in den Sandvorratsbehälter strömen und somit den in der Hürdeneinrichtung und im Nahbereich der Sandfördereinrichtung vorhandenen Sand auflockern oder fluidisieren. Gleichzeitig mit dem Anlegen von Ausblasedruckluft am Ausblasedruckluftanschluss kann optional auch Druckluft am Sandungsdruckluftanschluss angelegt werden. Dies hat den Vorteil, dass keine Sandkörner in die Düse gelangen können und diese somit auch nicht verstopfen können. Des Weiteren kann damit die Aufteilung des Luftstromes zu Gunsten des Luftstroms durch den Schlauchstutzen beeinflusst werden. Dies kann bei langen Sandschläuchen, welche einen höheren Luftwiderstand darstellen, von Vorteil sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Sandfördereinrichtung ein am Sandungsdruckluftanschluss und zusätzlich oder alternativ am Ausblasedruckluftanschluss angeordnetes Heizelement zum Erwärmen der zugeführten Druckluft und zusätzlich oder alternativ Ausblasedruckluft aufweisen. Somit kann die Luft beheizt und der Sand durch die warme Luft erwärmt und getrocknet werden. Das hat den Vorteil, dass der Sand vor eindringender Feuchtigkeit und zusätzlich oder alternativ Kälte, beispielsweise in den Wintermonaten, geschützt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Sandfördereinrichtung einen Ausgleichsluftkanal zum Ausgleichen von in der Mischeinrichtung entstehendem Unterdruck umfassen, insbesondere wobei der Ausgleichsluftkanal über eine zweite Labyrintheinheit mit der Hürdeneinrichtung fluidisch gekoppelt sein kann. Der Ausgleichsluftkanal kann auch als Falschluftkanal bezeichnet werden und beispielsweise an einer Seite der Hürdeneinrichtung angeordnet sein. Über eine zweite Labyrintheinheit, die wie bei der zuvor beschriebenen Labyrintheinheit eine Stufe und ein Blättchen umfassen kann, kann der Ausgleichsluftkanal einen Ausgleichslufteinlass, der auch als Falschlufteinlass bezeichnet werden kann, mit der Hürdeneinrichtung verbinden. Vorteilhafterweise kann diese zweite Labyrintheinheit verhindern, dass Sand über den Ausgleichsluftkanal in die Umgebung gelangt, wobei zugleich ermöglicht werden kann Luft (Falschluft) vom Ausgleichslufteinlass hin zum Ausgleichsluftkanal strömen zu lassen. Dabei kann der Ausgleichsluftkanal beispielsweise verschließbar ausgeformt sein, um vorteilhafterweise einen Druckausgleich in der Hürdeneinrichtung zu ermöglichen, wenn dieser benötigt wird. Zusätzlich oder alternativ kann ein unerwünschter Unterdruck in der Hürdeneinrichtung auch durch nachströmende Luft aus dem Sandvorratsbehälter und weiter über beispielsweise Falschluftöffnungen im Sandvorratsbehälter aus der Umgebung ausgeglichen werden.
Zudem wird ein Sandungssystem mit einer Variante der zuvor beschriebenen pneumatischen Sandfördereinrichtung und einem Sandvorratsbehälter zum Bevorraten von Sand vorgestellt, insbesondere wobei eine Hauptoberfläche der Sandfördereinrichtung mit dem Sandvorratsbehälter gekoppelt oder koppelbar ausgeformt sein kann. Dabei kann die Hauptoberfläche der Sandfördereinrichtung beispielsweise über eine geeignete Dichtung zum Sandvorratsbehälter hin abgedichtet sein, um unerwünschtes Eindringen von Luft zu verhindern. Durch eine solche Kombination können die zuvor beschriebenen Vorteile optimal umgesetzt werden.
Zudem wird ein Verfahren zum Betreiben einer Variante einer zuvor beschriebenen pneumatische Sandfördereinrichtung vorgestellt, wobei das Verfahren den folgenden Schritt des Zuführens von Druckluft in die Mischeinrichtung der Sandfördereinrichtung aufweist, um ein Auswerfen von Sand aus der Auslaufeinrichtung der Sandfördereinrichtung zu bewirken. Alternativ oder zusätzlich kann im Schritt des Zuführens ein Zuführen von Druckluft in die Hürdeneinrichtung der Sandfördereinrichtung erfolgen, um ein Ausblasen von Sand aus der Hürdeneinrichtung, Mischeinrichtung und Auslaufeinrichtung der Sandfördereinrichtung zu bewirken. Alternativ oder zusätzlich kann auch kann im Schritt des Zuführens ein Zuführen von Druckluft in die Mischeinrichtung der Sandfördereinrichtung bei gelichzeitigem Zuführen von Druckluft in die Hürdeneinrichtung der Sandfördereinrichtung erfolgen, um ein Auswerfen von Sand aus der Auslaufeinrichtung der Sandfördereinrichtungmit erhöhter Förderluft zu bewirken. Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer pneumatischen Sandfördereinrichtung mit Hürdeneinrichtung, Mischeinrichtung und Auslaufeinrichtung;
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sandförderei nrichtung;
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sandfördereinrichtung mit Ausgleichsluftkanal;
4 eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Sandfördereinrichtung mit einer Drossel und einem Ausblasedruckluftanschluss;
5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Sandungssystems; und
6 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Variante einer hier vorgestellten Sandfördereinrichtung.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele des vorliegenden Ansatzes werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer pneumatischen Sandfördereinrichtung 100 mit einer Hürdeneinrichtung 105, einer Mischeinrichtung 110 und einer Auslaufeinrichtung 115. Diese drei Hauptkomponenten der Sandfördereinrichtung 100, die auch verkürzt als Hürde, Mischer und Auslauf bezeichnet werden können, sind in diesem Ausführungsbeispiel mit angedeuteten Linien voneinander abgehoben dargestellt. Die Hürdeneinrichtung 105, Mischeinrichtung 110 und Auslaufeinrichtung 115 sind in einem hier gezeigten betriebsbereiten Zustand 140 der Sandfördereinrichtung 100 in einer horizontalen Ebene angeordnet. Lediglich beispielhaft sind die Hürdeneinrichtung 105, Mischeinrichtung 110 und Auslaufeinrichtung 115 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner in einem Gehäuse 120 angeordnet, wobei die Höhe 125 des Gehäuses 120, und damit der gesamten Sandfördereinrichtung 100, gemäß diesem Ausführungsbeispiel kleiner ist als die Tiefe 130 des Gehäuses 120 und hier beispielhaft auch kleiner als die Breite 135 des Gehäuses 120. Das Gehäuse 120 ist hier lediglich beispielhaft insgesamt quaderförmig und/oder einstückig ausgeformt.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sandfördereinrichtung 100. Dabei kann es sich um die in 1 beschriebene Sandfördereinrichtung 100 handeln, mit dem Unterschied, dass die Grenzen der Hürdeneinrichtung 105, Mischeinrichtung 110 und Auslaufeinrichtung 115 nicht wie in 1 durch zusätzliche Linien hervorzuheben sind. Zu erkennen ist in 2, dass die Hürdeneinrichtung 105 fluidisch mit einem Sandeingang 200 zum Aufnehmen von Sand aus einem hier nicht dargestellten Sandvorratsbehälter gekoppelt ist, wobei die Hürdeneinrichtung 105 ausgeformt ist, um eine Hürde zwischen dem Sandeingang 200 und der fluidisch mit der Hürdeneinrichtung 105 gekoppelten Mischeinrichtung 110 zu bilden. Die Mischeinrichtung 110 ist zum Aufnehmen und Weiterleiten von Sand aus der Hürdeneinrichtung 105 mittels Druckluft ausgebildet. Die Auslaufeinrichtung 115 ist fluidisch mit der Mischeinrichtung 110 gekoppelt und zum Ausgeben des Sands aus der Sandfördereinrichtung 100 durch einen Sandausgang 203 ausgeformt.
Eine Hauptoberfläche 204 des Gehäuses 120 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Dichtung 205 zum Abdichten der Sandfördereinrichtung 100 gegenüber dem Sandvorratsbehälter. Bei der Hauptoberfläche 204 des Gehäuses 120 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um eine gegenüber anderen Flächen des Gehäuses 120 größte Fläche. Dabei ist die Hauptoberfläche 204 teilweise offen abgebildet, um eine detaillierte Darstellung der darunter angeordneten Komponenten zu ermöglichen. Unter Verwendung von Montagelöchern 207 ist die Hauptoberfläche 204 und mit ihr die gesamte Sandfördereinrichtung 100 an den Sandvorratsbehälter koppelbar.
Die Hürdeneinrichtung 105 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Vertiefung im Gehäuse 120 ausgeformt, die gemäß einem Ausführungsbeispiel in das Gehäuse 120 gefräst ist. Im unteren Bereich der Hürdeneinrichtung 105 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft eine Ablassschraube 210 angeordnet, welche die Möglichkeit liefert zu Servicezwecken Sand ablassen zu können. An einer im Wesentlichen zentral in der Sandfördereinrichtung 100 angeordneten Seite der Hürdeneinrichtung 105 ist eine aus einem Boden des Gehäuses 120 ragende Stufe 215 und ein leicht versetzt und in die Gegenrichtung ragendes Blättchen 220 angeordnet. In der hier abgebildeten Anordnung stellen die Stufe 215 und das Blättchen 220 eine Labyrintheinheit 225 dar. Wenn sich beispielsweise Sand in der Hürdeneinrichtung 105 befindet, dann kann die Labyrintheinheit 225 ein unbeabsichtigtes Weiterströmen des Sandes in die Mischeinrichtung 110 verhindern. Zugleich ist es aber möglich den Sand, beispielsweise mittels Unterdrucks, aktiv durch eine Öffnung zwischen der Stufe 215 und dem Blättchen 220 zu saugen.
Die neben der Hürdeneinrichtung 105 angeordnete Mischeinrichtung 110 umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Düse 230, mittels der Druckluft in die Mischeinrichtung 110 eingeleitet werden kann. Die Mischeinrichtung 110 ist gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zum Beispiel gleich der Hürdeneinrichtung 105 in das Gehäuse 120 gebohrt oder gefräst, wobei die Düse 230 axial zur Mischeinrichtung 110 angeordnet ist. Mit diesem System aus Mischeinrichtung 110 und Düse 230 kann mittels Unterdruck Sand aus dem Sandvorratsbehälter über die Hürdeneinrichtung 105 gesaugt, entsprechend dosiert und weiter durch die Auslaufeinrichtung 115 befördert werden.
Die Auslaufeinrichtung 115 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen am Sandausgang 203 angeordneten Schlauchstutzen 235, welcher axial zur Düse 230 ausgerichtet ist. Der Schlauchstutzen 235 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel im Inneren verjüngt oder auch als Lavaldüse ausgebildet, so dass eine Saugwirkung der Düse 230 verstärkt werden kann. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel ist in einem Hohlraum des Schlauchstutzens 235 eine Lavaldüse als separates Teil eingebaut.
Die hier gezeigte Sandfördereinrichtung 100 realisiert gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise eine kompakte Sanddosier- und Fördereinrichtung mit horizontalem Sandausgang 203.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Sandfördereinrichtung 100 mit einem Ausgleichsluftkanal 300. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der in 1 oder 2 beschriebenen Sandfördereinrichtung 100 handeln. Mit einem solchen Ausgleichsluftkanal 300 innerhalb der Sandfördereinrichtung 100 ist ein Druckausgleich realisierbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ausgleichsluftkanal 300 an einer der Labyrintheinheit 225 gegenüberliegenden Seite der Hürdeneinrichtung 105 angeordnet und als zweite Labyrintheinheit 305 mit einer zweiten Stufe 310 und einem zweiten Blättchen 315 ausgeformt. Durch einen Ausgleichslufteinlass 320, der auch als Falschlufteinlass bezeichnet werden kann, kann Luft von einem Außenbereich der Sandfördereinrichtung 100 zu einem Ausgleichsluftauslass 325, der auch als Falschluftauslass bezeichnet werden kann, in die Hürdeneinrichtung 105 geführt werden. Dabei stellt die zweite Labyrintheinheit 305 eine Hürde dar, so dass kein Sand aus der Hürdeneinrichtung 105 über den Ausgleichsluftkanal 300 in die Umgebung gelangen kann.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Sandfördereinrichtung 100 mit einer Drossel 400 und einem Ausblasedruckluftanschluss 405. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der in 1, 2 oder 3 beschriebenen Sandfördereinrichtung 100 handeln. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Drossel 400 zwischen einem Sandungsdruckluftanschluss 410, der auch als Druckluftanschluss Sanden bezeichnet werden kann, und der Düse 230 angeordnet.
Die Drossel 400 kann bei Bedarf den Druck am Sandungsdruckluftanschluss 410 reduzieren und somit eine gewünscht niedrigere Saugleistung und entsprechende Sanddosierung erzielen. Als zusätzliche Ergänzung der Sandfördereinrichtung 100 ist in diesem Ausführungsbeispiel an der Mischeinrichtung 110 der Ausblasedruckluftanschluss 405 angeordnet, der auch als Druckluftanschluss Ausblasen bezeichnet werden kann, wobei der Ausblasedruckluftanschluss 405 gemäß diesem Ausführungsbeispiel lotrecht zur Düse 230 angeordnet ist. Am Ausblasedruckluftanschluss 405 kann Ausblasedruckluft angelegt werden, mittels der, beispielsweise zu Reinigungszwecken, Sand aus der Sandfördereinrichtung 100 ausgeblasen werden kann. Am Ausblasedruckluftanschluss 405 ist zudem ein Heizelement 415 angeordnet, um die Ausblasedruckluft erwärmen und somit den Sand und/oder die Sandfördereinrichtung 100 trocknen und/oder die Sandfördereinrichtung 100 und den Sand vor Vereisung schützen zu können.
Der Luftstrom kann sich zum Beispiel in Richtung Auslaufeinrichtung 115 und in Richtung Hürdeneinrichtung 105 aufteilen, so dass ein Teil der Ausblasedruckluft durch den Schlauchstutzen 235 strömen und den in diesem Bereich noch vorhandenen Sand ausblasen kann. Ein weiterer Teil der Ausblasedruckluft kann über die Hürdeneinrichtung 105 und den Sandeingang 200 bis in den Sandvorratsbehälter strömen und den in der Hürdeneinrichtung 105 vorhandenen Sand auflockern. Wird die Luft zusätzlich durch das Heizelement 415 beheizt, dann kann der Sand durch die warme Ausblasedruckluft außerdem erwärmt und getrocknet werden.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Sandungssystems 500. Das Sandungssystems 500 weist die in einer der vorangegangenen Figuren beschriebene pneumatischen Sandfördereinrichtung 100 und den Sandvorratsbehälter 505 zum Bevorraten von Sand auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich beispielhaft die Hauptoberfläche der Sandfördereinrichtung 100 mit dem Sandvorratsbehälter 505 gekoppelt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Sandvorratsbehälter 505 an einem Schienenfahrzeug 510 angeordnet und an seinem tiefsten Punkt mit der Sandfördereinrichtung 100 gekoppelt. Von der Sandfördereinrichtung 100 führt ein Sandschlauch 515 bis zu einem Rad 520 des Schienenfahrzeugs 510, wobei das Rad 520 auf einer Schiene 525 angeordnet ist. Durch ein Zuführen von Sand auf die Schiene 525 vor dem Rad 520 kann der Reibwert zwischen dem Rad 520 und der Schiene 525 erhöht oder auf einen ursprünglich höheren Wert gebracht werden. Durch diese Maßnahme können die Traktion und die Bremsung des Schienenfahrzeugs 510 verbessert werden.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 600 zum Betreiben einer Variante einer der in einer der vorangegangenen Figuren beschriebenen Sandfördereinrichtungen 100. Das Verfahren 600 umfasst einen Schritt 605 des Zuführens von Druckluft in die Mischeinrichtung der Sandfördereinrichtung, um ein Auswerfen von Sand aus der Auslaufeinrichtung der Sandfördereinrichtung zu bewirken. Optional umfasst das Verfahren 600 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ferner vor dem Schritt 605 des Zuführens einen Schritt 610 des Bereitstellens, in dem die Sandfördereinrichtung bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann im Schritt des Zuführens ein Zuführen 615 von Druckluft in die Hürdeneinrichtung der Sandfördereinrichtung erfolgen, um ein Ausblasen von Sand aus der Hürdeneinrichtung, Mischeinrichtung und Auslaufeinrichtung der Sandfördereinrichtung zu bewirken. Alternativ oder zusätzlich kann auch kann im Schritt des Zuführens ein Zuführen 605 von Druckluft in die Mischeinrichtung der Sandfördereinrichtung bei gelichzeitigem Zuführen von Druckluft in die Hürdeneinrichtung der Sandfördereinrichtung erfolgen, um ein Auswerfen von Sand aus der Auslaufeinrichtung der Sandfördereinrichtungmit erhöhter Förderluft zu bewirken.
Bezugszeichenliste

100: Pneumatische Sandfördereinrichtung
105: Hürdeneinrichtung
110: Mischeinrichtung
115: Auslaufeinrichtung
120: Gehäuse
125: Höhe der Sandfördereinrichtung
130: Tiefe der Sandfördereinrichtung
135: Breite der Sandfördereinrichtung
140: betriebsbereiter Zustand
200: Sandeingang
203: Sandausgang
204: Hauptoberfläche der Sandfördereinrichtung
205: Dichtung
207: Montagelöcher
210: Ablassschraube
215: Stufe
220: Blättchen
225: Labyrintheinheit
230: Düse
235: Schlauchstutzen
300: Ausgleichsluftkanal
305: Zweite Labyrintheinheit
310: Zweite Stufe
315: Zweites Blättchen
320: Ausgleichslufteinlass
325: Ausgleichsluftauslass
400: Drossel
405: Ausblasedruckluftanschluss
410: Sandungsdruckluftanschluss
415: Heizelement
500: Sandungssystem
505: Sandvorratsbehälter
510: Schienenfahrzeug
515: Sandschlauch
520: Rad
525: Schiene
600: Verfahren zum Betreiben einer pneumatischen Sandfördereinrichtung
605: Schritt des Zuführens von Druckluft in die Mischeinrichtung der Sandförderei nrichtung
610: Schritt des Bereitstellens
615: Schritt des Zuführens von Druckluft in die Hürdeneinrichtung der Sandförderei nrichtung

Claims

Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) für ein Sandungssystem (500) eines Schienenfahrzeugs (510), wobei die Sandfördereinrichtung (100) folgende Merkmale aufweist: eine Hürdeneinrichtung (105), die fluidisch mit einem Sandeingang (200) zum Aufnehmen von Sand aus einem Sandvorratsbehälter (505) gekoppelt ist, wobei die Hürdeneinrichtung (105) ausgeformt ist, um eine Hürde zwischen dem Sandeingang (200) und einer fluidisch mit der Hürdeneinrichtung (105) gekoppelten Mischeinrichtung (110) zu bilden; eine Mischeinrichtung (110) zum Aufnehmen und Weiterleiten von Sand aus der Hürdeneinrichtung (105) mittels Druckluft; und eine fluidisch mit der Mischeinrichtung (110) gekoppelte Auslaufeinrichtung (115) zum Ausgeben des Sands aus der Sandfördereinrichtung (100) durch einen Sandausgang (203), wobei die Hürdeneinrichtung (105), die Mischeinrichtung (110) und die Auslaufeinrichtung (115) in einem betriebsbereiten Zustand (140) der Sandfördereinrichtung (100) in einer horizontalen Ebene angeordnet sind.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Hürdeneinrichtung (105), die Mischeinrichtung (110) und die Auslaufeinrichtung (115) innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses (120) angeordnet sind.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine maximale Höhe (125) der Sandfördereinrichtung (100) kleiner ist als eine maximale Tiefe (130) und/oder eine maximale Breite (135) der Sandfördereinrichtung (100).
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Durchmesser des Sandausgangs (203) mit einer maximalen Höhe (125) der Sandfördereinrichtung (100) übereinstimmt.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Sandeingang (200) und der Sandausgang (203) lotrecht zueinander angeordnet sind.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Hürdeneinrichtung (105) eine zur Mischeinrichtung (110) hin angeordnete Labyrintheinheit (225) mit einem Blättchen (220) und einer Stufe (215) umfasst, wobei die Labyrintheinheit (225) ausgeformt ist, um ein Auslaufen des Sandes von der Hürdeneinrichtung (105) in die Mischeinrichtung (110) zu verhindern.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Hürdeneinrichtung (105) eine Ablassschraube (210) zum Ablassen des Sandes aus der Hürdeneinrichtung (105) aufweist.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Drossel (400), die zwischen einem Sandungsdruckluftanschluss (410) zum Bereitstellen der Druckluft und der Mischeinrichtung (110) angeordnet ist, wobei die Drossel (400) ausgebildet ist die Druckluft zu drosseln.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Auslaufeinrichtung (115) einen am Sandausgang (203) angeordneten Schlauchstutzen (235) aufweist, der axial zu einer in der Mischeinrichtung (110) angeordneten Düse (230) zum Zuführen von Druckluft angeordnet ist.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß Anspruch 9, mit einem Ausblasedruckluftanschluss (405) zum Bereitstellen einer Ausblasedruckluft zum Ausblasen der Mischeinrichtung (110), wobei der Ausblasedruckluftanschluss (405) im Wesentlichen lotrecht zum Schlauchstutzen (235) und der Düse (230) angeordnet ist.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, mit einem am Sandungsdruckluftanschluss (410) und/oder am Ausblasedruckluftanschluss (405) angeordneten Heizelement (415) zum Erwärmen der zugeführten Druckluft und/oder Ausblasedruckluft.
Pneumatische Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Ausgleichsluftkanal (300) zum Ausgleichen von in der Mischeinrichtung (110) entstehendem Unterdruck.
Sandungssystem (500) mit einer pneumatischen Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche und einem Sandvorratsbehälter (505) zum Bevorraten von Sand.
Verfahren (600) zum Betreiben einer pneumatischen Sandfördereinrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren (600) den folgenden Schritt aufweist: - Zuführen (605) von Druckluft in die Mischeinrichtung (110) der Sandfördereinrichtung (100), um ein Auswerfen von Sand aus der Auslaufeinrichtung (115) der Sandfördereinrichtung (100) zu bewirken und/oder Zuführen (615) von Druckluft in die Hürdeneinrichtung (105) der Sandfördereinrichtung (100), um ein Ausblasen von Sand aus der Hürdeneinrichtung (105), Mischeinrichtung (110) und Auslaufeinrichtung (115) der Sandfördereinrichtung (100) zu bewirken und/oder Zuführen (605) von Druckluft in die Mischeinrichtung (110) der Sandfördereinrichtung (100) bei gelichzeitigem Zuführen (615) von Druckluft in die Hürdeneinrichtung (105) der Sandfördereinrichtung (100), um ein Auswerfen von Sand aus der Auslaufeinrichtung (115) der Sandfördereinrichtung (100) mit erhöhter Förderluft zu bewirken.