DE10305551A1

DE10305551A1 - Vorrichtung zur Verbesserung der Traktion von Schienenfahrzeugen, insbesondere im Winterbetrieb

Info

Publication number: DE10305551A1
Application number: DE2003105551
Authority: DE
Inventors: Toralf Noack; Olaf Schiemenz
Original assignee: Deutsche Bahn AG
Current assignee: Deutsche Bahn AG
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-11
Also published as: DE10305551B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Traktion von Schienenfahrzeugen, insbesondere im Winterbetrieb, wobei eine Sandungseinrichtung zum Einsatz kommt. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik durch eine Vorrichtung zu beseitigen, bei der die Sandung und das Freiblasen vereint werden und die weitgehend winterfest ist. DOLLAR A Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass jede Sandungseinrichtung (1) mit einer die Schienenoberfläche zuvor reinigenden Blaseinrichtung (17) und einer beide Einrichtungen erwärmenden Heizungsanlage (18) verbunden und als kompakte Vorrichtung (15) ausgebildet ist. DOLLAR A Der Sandspeicher (13) ist dabei über den Sandförderer (14) und eine Sandförderleitung (9) mit der kompakten Vorrichtung (15) verbunden, die über ein Basisteil (16) mit der Blaseinrichtung (17) und der vorzugsweise zwischen beiden angeordneten Heizungsanlage (18) eine Einheit bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Traktion von Schienenfahrzeugen, insbesondere im Winterbetrieb, wobei eine Sandungseinrichtung zum Einsatz kommt.
Es ist bekannt, dass die Traktion von Schienenfahrzeugen im Herbst (Laub) und Winter (Eis, Schnee) erschwerten Bedingungen unterliegt, sodass bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen mit teilweise sehr stark verlängerten Wegen 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 DE-PS 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 Sandens 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 wiederholten Flacherstellen der Kennlinie die Motorleistung in kleineren Schritten zurückgenommen.
DE-OS 100 47 249 A1 benennt eine Vorrichtung zur Traktionskontrolle für ein mehrachsiges 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 DE-OS 2 207 450 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-OS 41 14 515 A1 eine Sandstreueinrichtung für Schienenfahrzeuge bekannt, die in ihrem unteren Abschnitt einen trichterförmigen Sandkasten aufweist, der ein nach unten gerichtetes Sandfallrohr mit einer Sandtreppe mit einem aufwärts führendem Steigabschnitt besitzt, in den eine Druckluftdüse 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 und die Freiblaseinrichtung im extremen Winterbetrieb bei größerer Kälte sehr anfällig gegen Einfrieren sind, so dass sie unwirksam werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik durch eine Vorrichtung zu beseitigen, die Sandung und Freiblasen vereint und winterfest ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass jede Sandungseinrichtung (1) mit einer die Schienenoberfläche zuvor reinigenden Blaseinrichtung (17) und einer beide Einrichtungen erwärmenden Heizungsanlage (18) verbunden und als kompakte Vorrichtung ausgebildet ist.
Der Sandspeicher (13) ist dabei über den Sandförderer (14) und eine Sandförderleitung (9) mit der kompakten Vorrichtung (15) verbunden, die über ein Basisteil (16) mit der Blaseinrichtung (17) und der vorzugsweise zwischen beiden angeordneten Heizungsanlage (18) eine Einheit bildet.
Das Basisteil (16) verfügt über einen Sandkanal (2), der beidseitig von einem Gewindestutzen (5) zur Aufnahme einerseits eines Anschlusses (22) der Sandförderleitung (9) und andererseits des Rohranschlusses (6) einer Auslauftülle/-düse (7) eingefasst ist. Die ebenfalls im Basisteil (16) integrierte Blaseinrichtung (17) ist über einen weiteren Gewindestutzen (20) und einen Anschluss (23) für die Druckluftleitung (8) mit einer Drucklufterzeugungsanlage (19) des Schienenfahrzeuges verbunden.
Die Blaseinrichtung (17) weist im Basisteil (16) einen Druckluftkanal (4) mit einer oder mehreren Austrittsdüsen (11) auf.
Die vorzugsweise zwischen der Sandungseinrichtung (1) und der Blaseinrichtung (17) im Basisteil (16) angeordnete Heizungsanlage (18) verfügt über einen Heizungskanal (3) mit einem elektrischen Heizungselement (10), der beiderseits mit einem Gewindestutzen wasserdicht verschlossen ist. Einerseits ist der Gewindestutzen (24) fest mit der elektrischen Heizung (10) verbunden und dient der dichten Durchführung der elektrischen Versorgungsleitung (21) für das Heizungselement (10). Andererseits wird mit der Blindstutzen/-verschraubung (12) der Heizungskanal (3) wasserdicht verschlossen.
Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:

– durch die kompakte Ausführung der gesamten Vorrichtung ist diese problemlos in jedes Schienenfahrzeug integrierbar und robust gegenüber äußeren Einwirkungen
– durch die erfindungsgemäße Verbindung von Sandungs-, Blas- und Heizungseinrichtung in einer Vorrichtung ist ein sicherer Einsatz bei nahezu jeder Wetterbedingung möglich
– ein Einfrieren des Sandes und ein Verstopfen der Vorrichtung findet nicht mehr statt
– die Vorrichtung ist konstruktiv unkompliziert und damit preiswert herstell- und nachrüstbar
– durch die zwischen der Sandungs- und der Blaseinrichtung angeordnete Heizung, werden beide Einrichtungen durch diese Energiequelle gleichermaßen erwärmt. Die Heizung vermeidet Kondensation von Wasser bzw. Ansammlung von Schnee im Sandaustritts- und Blasdüsenbereich und verhindert damit deren verstopfen bzw. zufrieren.

Ausführungsbeispiel
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden.
Dabei zeigt

– 1 die Vorrichtung im Querschnitt.

Die kompakte Vorrichtung zur Verbesserung der Traktion von Schienenfahrzeugen besitzt in ihrem Basisteil (16) die Sandungseinrichtung (1), die Blaseinrichtung (17) und die Heizungsanlage (18).
Die Sandungseinrichtung (1) weist im Basisteil (16) den Sandkanal (2) mit beidseitig angeordneten Gewindestutzen (5) auf. Der obere Gewindestutzen (5) ist über den Anschluss (22) mit der Sandförderleitung (9) verbunden, die in den Sandförderer (14) mündet, der am Sandspeicher (13) angeordnet ist. Der untere Gewindestutzen (5) ist über den Rohranschluss (6) mit einer Auslauftülle/- düse (7) verbunden, die in etwa auf die Mitte des Gleisprofils vor den angetriebenen Rädern des Schienenfahrzeuges gerichtet ist. Der Sandkanal besitzt eine antiabrassive Innenwandbekleidung.
Die Blaseinrichtung (17) ist im Basisteil (16) unterhalb der Heizungsanlage (18) angeordnet. Sie weist im Basisteil (16) den Heizungskanal (3) und die Austrittsdüse (11) sowie den Gewindestutzen (20) zur Aufnahme des Anschlusses (23) der Druckluftleitung (8) auf, die mit der Drucklufterzeugungsanlage (19) verbunden ist.
Zwischen der Sandungs- (1) und der Blaseinrichtung (17) ist in baulicher Einheit im Basisteil (16) die Heizungsanlage (18) integriert. Die Heizungsanlage weist den Heizungskanal (3) und die elektrische Heizung (10) auf.
Während der Heizungskanal (3) an seinem unteren Ende mit einem(r) Blindstutzen/verschraubung (12) versehen ist, weist er an seinem oberen Ende im Basisteil (16) einen Gewindestutzen (24) zur Durchführung der Versorgungsleitung (21) und gegebenenfalls zur Schutzschlauchfixierung auf. Das elektrische Heizungselement (10) wird mit Wärmeleitpaste in den Heizungskanal (3) eingesetzt. Die Versorgungsleitung (21) ist mit dem elektrischen Bordnetz des Schienenfahrzeuges verbunden. Der Betriebszustand der elektrischen Heizung (18) kann mit Hilfe einer Steuerung entsprechend der Umgebungstemperatur angepasst werden.
Die Vorrichtung wird aus salzwasserbeständigem Aluminium gefertigt.
Die Wirkungsweise bei Inbetriebsetzung der Vorrichtung ist dabei folgende:

1 Sandung Druckluft strömt in den Sandförderer (14) und es wird ein Sand- Druckluftgemisch gebildet. Das Sand- Druckluftgemisch gelangt durch die Sandförderleitung (9) über den Gewindestutzen (5) in das Basisteil (16). Vom Basisteil (16) gelangt das Sand- Druckluftgemisch über den Gewindestutzen (5) und den Rohranschluß (6) zur Auslauftülle/düse (7). Die Anschrägung der Auslauftülle/- düse (7) 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 Sanden über die Druckluftleitung (8), den Gewindestutzen (20), den Druckluftkanal (4) zur Austrittsdüse (11) geleitet werden.
3 Heizung Das elektrische Heizungselement (10) im Heizungskanal (3), versorgt das Basisteil (16) mit Wärmeenergie und hält die Austrittsdüse (11), sowie die angrenzenden Bauteile, die thermisch leitend mit dem Basisteil (16) verbunden sind, kondensat- bzw. frostfrei.

Weiterhin ist darauf zu achten, dass für besonders kritische Einsatzfälle die Einrichtung mit einfachen konstruktiven Mitteln wärmetechnisch isolierbar ist. Die Einrichtung besitzt keine Verschleißteile und ist in diesem Sinne wartungs- und instandhaltungsfrei. Wie jede Einrichtung im Fahrwerksbereich von Schienenfahrzeugen ist sie allerdings aus Sicherheitsgründen in die periodischen Sicht- und Funktionsprüfungen einzubeziehen. Im Falle einer Beschädigung bzw. Verstellung, welche in der Regel auf mechanische Einwirkung zurückzuführen ist, ist sie unkompliziert tauschbar bzw., aus ihrem funktionellen Aufbau heraus selbsterklärend, justierbar.

1: Sandungseinrichtung
2: Sandkanal
3: Heizungskanal
4: Druckluftkanal
5: Gewindestutzen
6: Rohranschluss
7: Auslauftülle/-düse
8: Druckluftleitung
9: Sandförderleitung
10: Heizungselement
11: Austrittsdüse
12: Blindstutzen/-verschraubung
13: Sandspeicher
14: Sandförderer
15: kompakte Vorrichtung
16: Basisteil
17: Blaseinrichtung
18: Heizungsanlage
19: Drucklufterzeugungsanlage
20: Gewindestutzen
21: Versorgungsleitung
22: Anschluss
23: Anschluss
24: Gewindestutzen

Claims

Vorrichtung zur Verbesserung der Traktion von Schienenfahrzeugen, insbesondere im Winterbetrieb, wobei zumindest ein Sandspeicher und zumindest ein Sandförderer am Schienenfahrzeug angeordnet und die Auslauföffnung eines jeden Sandkanals auf einen Schienenbereich vor einem Rad des Schienenfahrzeuges gerichtet ist, gekennzeichnet dadurch, dass jede Sandungseinrichtung (1) mit einer die Schienenoberfläche zuvor reinigenden Blaseinrichtung (17) und einer beide Einrichtungen erwärmenden Heizungsanlage (18) verbunden und als kompakte Vorrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Sandspeicher (13), der Sandförderer (14) und eine Sandförderleitung (9) mit der kompakten Vorrichtung (15) verbunden sind, die über ein Basisteil (16) mit der Blaseinrichtung (17) und der vorzugsweise zwischen beiden angeordneten elektrischen Heizung (18), eine Einheit bildet.
Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Basisteil (16) über einen Sandkanal (2) verfügt, der beidseitig von einem Gewindestutzen (5) zur Aufnahme einerseits des Anschlusses (22) der Sandförderleitung (9) und andererseits des Rohranschlusses (6) einer Auslauftülle/-düse (7) eingefasst ist und eine antiabrassive Innenwandauskleidung besitzt.
Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die ebenfalls im Basisteil (16) integrierte Blaseinrichtung (17) über einen weiteren Gewindestutzen (20) und einen Anschluss (23) für die Druckluftleitung (8) mit einer Drucklufterzeugungsanlage (19) des Schienenfahrzeuges verbunden ist.
Vorrichtung nach 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass die Blaseinrichtung (17) im Basisteil (16) einen Druckluftkanal (4) mit einer oder mehreren Austrittsdüsen (11) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass die vorzugsweise zwischen der Sandungseinrichtung (1) und der Blaseinrichtung (17) im Basisteil (16) angeordnete elektrische Heizung (10) in einen Heizungskanal (3) beiderseits mit einem Gewindestutzen verschlossen wird. Die Blindstutzen/ -verschraubung (12) einerseits, verschließt wie die mit der Heizung (10) fest verbundene Verschraubung andererseits, den Heizungskanal (3) wasserdicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass die Einrichtung durch eine Wärmeisolierung eingekleidet ist.