DE19725590A1 - Fahrzeug zum Befahren von Schienenwegen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug zum Befahren von Schienenwegen gemäß der im Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 angegebenen Art.

Fahrzeuge zum Befahren von Schienenwegen sind als Loko­ motiven, Schienenfahrzeugen für das Befahren von Stra­ ßen und Schienenwegen sowie Straßenfahrzeugen für das Befahren von Straßen und Schienenwegen bekannt. Letz­ tere werden auch Mehrwegefahrzeuge genannt. Die Räder rollen dabei in der Regel über die Schienen, deren Oberseite die Abrollfläche für die Räder bildet.

Problematisch beim Befahren von Schienenwegen ist der sich durch Nässe auf der Schiene ergebende Schmierfilm, der den Reibungskoeffizienten zwischen den angetriebenen Rädern und der Schiene drastisch reduziert.

Bisher ist es bekannt, Sand in Bezug auf die Fahrtrich­ tung vor den angetriebenen Rädern auf den Kopf der Schiene auf jeder Seite des Schienenweges aufzubringen, um dadurch den Reibungskoeffizienten zu verbessern.

Der Reibungskoeffizient im trockenen Zustand, also ohne nassen Schmierfilm und ohne auf der Abrollfläche be­ findliche Partikel, kann jedoch dadurch nicht erreicht werden, so daß die Zug- oder Schubleistung des Fahrzeu­ ges bei Nässe oder bei beispielsweise auf der Abroll­ fläche befindlichen Partikeln, wie Sand, o. ä., ein­ geschränkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug zum Befahren von Schienenwegen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzu­ bilden, daß ein hoher Reibungskoeffizient zumindest zwischen den angetriebenen Rädern und ihrer Abroll­ fläche gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Ober­ begriffsmerkmalen gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich durch Entfernen des durch Nässe auf dem Schienenkopf befindlichen Schmierfilms oder der auf dem Schienenkopf liegenden Partikel der ursprüngliche Reibungskoeffizient wieder erhalten wird und dies am einfachsten mit Druck­ luft erreicht werden kann.

Hierfür ist zumindest eine auf die Abrollfläche der Rä­ der gerichtete Düse in Bezug auf die Fahrtrichtung vor zumindest einem angetriebenen Rad auf jeder Seite des Schienenweges vorgesehen, wobei die Düse mit einer Druckluftquelle verbunden ist, so daß zum Trockenlegen des Schmierfilms und Entfernen der Partikel auf der Ab­ rollfläche bedarfsweise Druckluft auf die Abrollfläche aufgebracht werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind zumin­ dest die angetriebenen Räder des Fahrzeuges gummibe­ reift. Infolge des hohen Reibungskoeffizientens zwi­ schen den gummibereiften Rädern des Fahrzeugs und den Schienen können mit diesen Fahrzeugen erhebliche Lasten gezogen oder geschoben werden. Beispielsweise liegt der Reibungskoeffizient in trockenem Zustand zwischen Gummi und Stahl bei ca. 0,9, wohingegen der Reibungskoeffi­ zient auf ca. 0,4 reduziert wird, wenn der Gummi und nasser Stahl einander berühren.

Vorzugsweise bildet ein Mehrwegefahrzeug, insbesondere ein Straßenfahrzeug, für den Einsatz auf Straßen und Schienenwegen das Fahrzeug nach der Erfindung.

Hierfür weist das Fahrzeug insbesondere eine Führungs­ einrichtung auf, die jeweils mit einer parallel zu den Radachsen der Räder sich erstreckenden Traverse verse­ hen ist, an der bei Schienenfahrt des Fahrzeugs die Führung bewirkende, mit Spurkränzen versehene Führungs­ rollen oder Führungsdoppelrollen gelagert sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind an den Außenseiten der Führungsrollen konzentrisch an­ geordnete Reibzylinder vorgesehen, die triebschlüssig mit den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs für die Schienenfahrt verbindbar sind.

Eine Düse ist hierbei auf den Reibzylinder gerichtet. Ergänzend oder alternativ hierzu kann die Düse oder eine weitere Düse auf die Schiene gerichtet sein.

Um den Wirkungsgrad der Düse für das Entfernen des durch Nässe entstehenden Schmierfilms auf der Abroll­ fläche des angetriebenen Rades möglichst hoch zu hal­ ten, ist die Düse als Flachdüse ausgebildet.

Damit die Feuchtigkeit oder die Partikel auf der Ab­ rollfläche mit dem Wegblasen über die Düse nicht auf die nächstgelegenen Räder oder Führungsrollen gelangen, ist die Düse in einem in Bezug auf die Fahrtrichtung von der Schiene zur Düse sich ergebenden stumpfen Win­ kel angeordnet.

Günstig ist es, die Düse mit der Traverse zu koppeln, da mit Verschwenken der Traverse in die Ruheposition auch die Düse aus dem Arbeitsbereich geschwenkt wird und das Fahrzeug seine volle Bodenfreiheit wieder er­ hält.

In der Regel weisen Fahrzeuge zum Befahren von Schie­ nenwegen ein über Druckluft gespeistes Bremssystem auf. Es ist daher von Vorteil, daß die Druckluftquelle von einem Druckluftgenerator gespeist wird, der Teil dieses Bremssystems des Fahrzeugs ist.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der fol­ genden Beschreibung zweier Ausführungsformen in Zusam­ menhang mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Mehrwegefahrzeugs bei Schienenfahrt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Räder und ei­ nes Teils der zugeordneten Führungseinrichtung mit Düsen von Fig. 1;

Fig. 3 eine Prinzipskizze für das Anfahren des Fahr­ zeuges auf nassen Schienenwegen; und

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Mehrwegefahrzeugs bei Schienenfahrt gemäß einer weiteren Ausführungs­ form der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Mehrwegefahrzeug 10 für das Befahren von Straßen und Schienenwegen 12 mittels luftbereifter Räder 14 bei Schienenfahrt dargestellt.

Das Mehrwegefahrzeug 10 weist für die Vorder- und Hin­ terräder 14 jeweils eine Führungseinrichtung 16 auf, die mittels hier nicht dargestellter Stellglieder aus einer Ruhe- in eine Arbeitslage und umgekehrt schwenk­ bar ist.

Die Räder 14 werden jeweils über eine mit dem Antrieb des Fahrzeugs 10 verbundene Gelenkwelle 18 angetrieben.

In der Führungseinrichtung 16 sind paarweise hinterein­ ander für jede Schiene 24 jeweils eine große Führungs­ rolle 20 oder zwei kleine Führungsrollen 20 hinterein­ ander - Führungsdoppelrollen - den Vorder- bzw. Hinter­ rädern 14 zugeordnet. Die Führungsrollen 20 sind je­ weils an einer Traverse 22 der Führungseinrichtung 16 gelagert und weisen den Spurköpfen der Schienen 24 des Schienenweges 12 zugeordnete Spurkränze 26 auf, so daß bei Schienenfahrt in der Arbeitslage - wie in Fig. 1 dargestellt - über die Führungsrollen 20 die Führung des Fahrzeuges 10 gewährleistet wird.

Desweiteren sind jeweils zwei Schwenkarme 28 pro Füh­ rungseinrichtung 16 vorgesehen, die schwenkbar an ihrer einen Seite an dem Fahrzeug 10 gelagert und mit ihrer anderen Seite mit der zugeordneten Traverse 22 fest verbunden sind.

Die Stellglieder sind auf der einen Seite mit dem Fahr­ zeug 10 und auf der anderen Seite zum vorbestimmten Verschwenken der Traversen 22 aus einer fahrzeugnahen Ruhestellung in eine Arbeitslage mit den Schwenkarmen 28 oder mit der Traverse 22 jeweils gelenkig verbunden. Die Stellglieder werden dabei hydraulisch betätigt.

In Fahrtrichtung vor der den Vorderrädern 14 zugeord­ neten vorderen Führungsrolle 20 ist jeweils eine Düse 30 angeordnet, die auf die Oberfläche der zugeordneten Schiene 24 des Schienenweges 12 gerichtet ist. Die Düse 30 ist mit der Traverse 22 fest verbunden und wird für die Straßenfahrt zusammen mit der Traverse 22 durch die Stellglieder über die Schwenkarme 28 in die Ruhelage und für die Schienenfahrt in die Arbeitslage ver­ schwenkt.

Die Düse 30 ist zur Oberfläche der Schiene 24 jeweils so angestellt, daß sich der in Fahrtrichtung nach vorne ergebende Winkel Gamma zwischen Schiene 24 und Düse 30 jeweils stumpf ist.

Über einen Druckluftschlauch 32 sind die Düsen 30 je­ weils mit einem auf der Lagefläche des Fahrzeugs 10 be­ findlichen Druckluftbehälter 34 verbunden. Der Druck­ luftbehälter 34 wird dabei von einem Drucklufterzeuger 36 gespeist.

Die den Hinterrädern 14 zugeordnete Führungseinrichtung 16 weist eine entsprechende Konstruktion auf, jedoch ist jeweils die Düse 30 hinter der hinteren Führungs­ rolle 20 angeordnet. Die Düse 30 ist dabei zur Oberflä­ che der Schiene 24 so angestellt, daß sich bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeuges 10 der sich in Fahrtrich­ tung von der Schiene 24 zur Düse 30 ergebende Winkel Gamma stumpf ist.

Auch die hinteren Düsen 30 sind über einen Druckluft­ schlauch 32 jeweils mit dem Druckluftbehälter 34 ver­ bunden.

Vor dem Druckluftbehälter 34 ist ein Steuerventil 38 vorgesehen, über das der Druckluftaustritt über die vorderen Düsen 30 oder die hinteren Düsen 30 gesteuert wird. Über das Steuerventil 38 kann auch der Druckluft­ austritt aus den Düsen 30 unterbunden werden.

Mit dem Drucklufterzeuger 36 wird komprimierte Luft in den Druckluftbehälter 34 gefördert und somit ein pulsa­ tionsfreies Luftpolster gespeichert.

Über das Steuerventil 38 wird bei Bedarf, d. h. bei nasser oder verschmutzter Schiene 24, über den Druck­ luftschlauch 32 und die Düse 30 bei Vorwärtsfahrt auf die vor den vorderen Führungsrollen 20 angeordneten Dü­ sen 30 und bei Rückwärtsfahrt über den Druckluft­ schlauch 32 und die hinter den hinteren Führungsrollen 20 angeordneten Düsen 30 Druckluft auf die Schiene 24 gefördert.

Durch eine besondere Formgebung und Ausbildung als Flachdüse 30 kann eine optimale Beseitigung des Wasser­ films und der Partikel von den Abrollflächen - der Oberseiten der Schienen 24 - erreicht werden, bei­ spielsweise durch einen vorbestimmten Verengungswinkel Beta und einen Verbreitungswinkel Alpha der Flachdüse 30 - siehe Fig. 2. Die optimalen Winkel ergeben sich im praktischen Versuch ebenso wie der oben erwähnte An­ stellwinkel Gamma der Düse 30 zur Schiene 24.

Die volle Zugkraft und somit die hohe Haftreibung von ca. µ = 0,9 wird erfahrungsgemäß nur beim Anfahren des von dem Fahrzeug 10 gezogenen oder geschobenen Zug­ verbandes und in Steigungen benötigt. Sobald der Zug­ verband rollt, ist auch die durch Nässe oder Sandparti­ kel verminderte Haftreibung ausreichend, um den Zugver­ band durch das Fahrzeug 10 zu beschleunigen bzw. in Be­ wegung zu halten. Zur Energieeinsparung ist deshalb beim Ankuppeln des Fahrzeugs 10 folgendes Verfahren sinnvoll, siehe Fig. 3.

Vor dem Anfahren der Waggons 40 wird auf der Distanz a - a entspricht dem Abstand von dem hinteren Ende der Kupplungsstange 44 des Fahrzeugs 10 zur zugeordneten vorderen Kupplung eines Waggons 40 - a = 5×1 - 1 ist gleich die Fahrzeuglänge - mit dem Fahrzeug 10 über die hinteren Düsen 30b der Schienenweg 12 in Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 10 in Richtung a von dem Wasserfilm und den Schmutzpartikeln getrocknet bzw. gereinigt. Beim Anschleppen des Zugverbandes in Richtung b sind der Schienenweg 12 und die Straßen- bzw. Schienenrädern 14 bereits vorgetrocknet. Zusätzlich wird mit den Düsen 30a die durch Regen hinzukommende Nässe vor dem Fahr­ zeug 10 auf der Distanz b = 7×1 entfernt. Der restliche Fahrweg kann erfahrungsgemäß mit einem verminderten Reibwert bewältigt werden.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt, wobei für funktionsgleiche Teile dieselben Bezugszei­ chen verwendet werden.

Die Führungsrollen 20 sind bei dieser Ausführungsform jeweils mit einem Reibzylinder 42 versehen, der konzen­ trisch zur Führungsrolle 20 an deren Außenseite angeord­ net ist.

Zum Befahren des Schienenweges 12 wird die Führungsein­ richtung in die Arbeitslage verschwenkt, siehe Fig. 4. In dieser Arbeitslage wird das Fahrzeug 10 von den Schienen 24 hochgehoben und über die Räder 14 jeweils auf den Reibzylindern 32 abgesetzt. Das gesamte Fahr­ zeuggewicht liegt somit anteilig verteilt auf den Reib­ zylindern 32 und darüber auf den Führungsrollen 20 auf.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Wendegetriebe 46 er­ forderlich, da zusätzlich zu den beiden Fahrtrichtungen in allen Gängen zwischen den Rädern 14 und den Reibzy­ lindern 42 eine Drehrichtungsumkehr erfolgt. Dies wird durch die in die Räder 14 und die Führungsrollen 20 eingezeichneten Bewegungspfeile verdeutlicht.

Bei dieser Ausführungsform bildet die Abrollfläche der Räder 14 die Umfangsfläche der Reibzylinder 42. Inso­ fern sind die Düsen 30 auf die Umfangsfläche der Reib­ zylinder 42 gerichtet und entsprechend angestellt. Die Düsen 30 sind mit der Traverse 22 oder den Schwenkarmen 28 verbunden und werden somit ebenfalls für die Stra­ ßenfahrt in die Ruhelage mitverschwenkt.

Gemäß einer hierzu alternativen, hier nicht dargestell­ ten, Ausführungsform sind entsprechende Düsen 30 auch den Führungsrollen 20 wie beim ersten Ausführungsbei­ spiel zusätzlich zugeordnet.

Mit der Erfindung wird auf einfache Weise ein schnelles Reinigen und Abtrocknen der Abrollfläche der Antriebs­ räder erreicht, wodurch der Reibungskoeffizient zwi­ schen den antreibenden Rädern und der Abrollfläche ein­ fach erhöht werden kann. Somit sind nunmehr auch bei Nässe Steigungen einfach zu bewältigen bzw. es bleibt die Zugleistung beim Anfahren eines Zugverbandes, ins­ besondere bei gummibereiften Rädern 14, erhalten.

Bezugszeichenliste

10

Mehrwegefahrzeug

12

Schienenweg

14

Vorder- und Hinterräder

16

Führungseinrichtung

18

Gelenkwelle

20

Führungsrollen

22

Traverse

24

Schienen

26

Spurkränze

28

Schwenkarme

30

Düse

32

Druckluftschlauch

34

Druckluftbehälter

36

Drucklufterzeuger

38

Steuerventil

40

Waggon

42

Reibzylinder

44

Kupplungsstange

46

Wendegetriebe

Claims (11)

1. Fahrzeug (10) zum Befahren von Schienenwegen (12) mit über Abrollflächen, wie Schienen (12) o. ä., rollenden Rädern (14), gekennzeichnet durch zumindest eine auf die Abrollfläche der Räder (14) gerichtete Düse (30) in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs (10) vor zumin­ dest einem angetriebenen Rad (14) auf jeder Seite des Schienenweges (12), wobei die Düse (30) mit einer Druckluftquelle (34) verbunden ist, so daß zum Trockenlegen und Reinigen der Abrollfläche bedarfsweise Druckluft auf die Ab­ rollfläche bringbar ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch gummibereifte Räder (14).

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Mehrwegefahrzeug (10), insbesondere Straßenfahrzeug, für den Einsatz auf Straßen- und Schienenwegen.

4. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Düse (30) bei Schienenfahrt auf die ihr zuge­ ordnete Schiene (24) des Schienenweges (12) ge­ richtet ist.

5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Düse (30) in einem in Bezug auf die Fahrtrichtung von der Schiene (24) zur Düse (30) sich ergebenden stumpfen Winkel (Gamma) angeordnet ist.

6. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch zumindest eine Füh­ rungseinrichtung (16), die mit einer parallel zu den Radachsen der Räder (14) erstreckenden Traverse (22) versehen ist, an der bei Schie­ nenfahrt des Fahrzeugs (10) die Führung bewir­ kende mit Spurkränzen (26) versehene Führungs­ rollen (20) oder Führungsdoppelrollen (20) ge­ lagert sind.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß an den Außenseiten der Führungsrollen (20) konzentrisch angeordnete Reibzylinder (42) angeordnet sind, die triebschlüssig mit den angetriebenen Rädern (14) des Fahrzeuges (10) verbindbar sind, wobei jeweils zumindest eine Düse (30) auf den zugeordneten Reibzylinder (42) gerichtet ist.

8. Fahrzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeweils zumindest eine Düse (30) in Bezug auf die Fahrtrichtung vor den Führungsrollen (20) angeordnet und auf die Schienen (24) gerichtet ist.

9. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, gekennzeichnet durch eine Flachdüse (30).

10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 6 und insbe­ sondere einem der weiteren vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (30) mit der Traverse (22) gekoppelt ist.

11. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ luftquelle (34) von einem Druckluftgenerator (36) gespeist wird, der Teil des Bremssystems des Fahrzeugs (10) ist.