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Vorrichtung zur Erzeugung von Schneeablenk-LuStvorhängen für Eisenbahnweichen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schneeablenk-Luftvorhängen
für Eisenbahnweichen.
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Im Winterbetrieb von Eisenbahnsystemen stellt eine Störung von Schienenweichen
durch Schnee ein bekanntes Problem dar.
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Eisenbahnschienen-Weichen werden gegenwärtig gegen eine Störung durch
Schnee oder Eis in vielfältiger Weise geschützt, beispielsweise durch manuelle Reinigung,
durch thermische Verfahren, beispielsweise durch elektrische Heizung, Verbrennungsheizung,
Strahlungsheizung, Konvektivheizung und Wärmeleitverfahren, weiterhin durch pneumatische
Methoden, wobei beispielsweise HochdrucklUft periodisch verwendet wird, um Schnee
von kritischen Stellen wegzublasen, und es werden schließlich bestimmte Teile eingekapselt,
um die Weiche gegenüber den Elementen zu schützen.
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Eine manuelle Reinigung von Eisenbahnschienen-Weichen ist an entfernteren
Stellen und auch bei Abstellgleisen oder Bahnhöfen nicht tragbar, da sie teuer ist
und für das Personal gefährlich ist. Wärmeverfahren zum Schutz von Eisenbahnschienen-Weichen
sind sowohl im Einblick auf das Kapital als auch im Hinblick auf die Betriebs- und
die Wartungskosten aufwendig, und sie haben sich außerdem nicht als zuverlässig
erwiesen.
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Eine Heizung kann auch deshalb unvorteilhaft sein, weil sie zu weichem
Material führen kann, weiterhin zu einem Durchbrennen der Weiche und zu Abwasserproblemen.
Die Umhüllung einer Eisenbahnschienen-Weiche mit einem entsprechenden Gehäuse erfordert
einen langen und teueren Aufbau.
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In der US-Patentschrift 2 898 062 vom 4. 8. 1959 (0. P. Elagnus) ist
ein pneumatisches Gebläse beschrieben, welches Rohre aufweist, welche derart ausgebildet
sind, daß sie zwischen der eigentlichen Schiene und dem Schaltpunkt auf beiden Seiten
der Schienenweiche angeordnet sind, um Bereiche zwischen der bewegbaren und der
nicht bewegbaren Schiene auf beiden Seiten der Weiche von Verunreinigungen frei
zu halten, welche sich dort ansammeln könnten. Dabei ist die Anordnung derart getroffen,
daß zeitlich gesteuerte intermittierende Impulse von Druckluft aus einer entsprechenden
Austrittseinrichtung (Düse) austreten, welche an den Rohren angebracht ist. Solche
Einrichtungen dienen dazu, bereits abgelagerten Schnee aus bestimmten Weichenbereichen
zu entfernen, und sie leiden unter dem Nachteil, daß nasser Schnee oder solcher
Schnee, welcher zwischen dem bewegbaren und dem unbewegbaren Teil der Weiche eingeklemmt
ist, was beim Betrieb der Weiche geschehen kann, durch die impulsartig abgegebene
Luft aus den Düsen nicht entfernt wird. Somit kann die Weiche unter Umständen durch
den Ansatz von festgepacktem Schnee versagen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der oben näher erläuterten
Art zu schaffen, welche im wesentlichen jegliche
Schneeablagerung
auf bestimmten Bereichen einer Eisenbahnweiche verhindert, so daß die Weiche auch
bei starkem Schneefall uneingeschränkt funktioniert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Patentbegehren niedergelegten
Merkmale. Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung, welche dazu dient,
Schneeablenk-Luftvorhänge zu erzeugen, die im wesentlichen jegliche Schneeablagerung
in bestimmten Bereichen einer Eisenbahnweiche verhindern, so daß die Weiche auch
während eines Schneefalls uneingeschränkt und unbegrenzt in Funktion bleibt.
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Nach dem Rauptanspruch sieht die Erfindung zur Lösung der Erfindungsaufgabe
vor, daß eine langgestreckte Führungseinrichtung vorgesehen ist, welche einen isufteinlaß
aufweist und sich entlang einem Mittelabschnitt der Eisenbahnweiche erstreckt, daß
die Führungseinrichtung eine Luftdurchgangseinrichtung aufweist, welche sich entlang
der Sührungseinrichtung erstreckt und in ihrer Querschnittsfläche in der Längsrichtung
von der Lufteinlaßrichtung aus abnimmt, daß weiterhin eine erste Düseneinrichtung
vorhanden ist, an welcher eine langgestreckte Düsenöffnung angeordnet ist, welche
sich entlang einer ersten Seite der Fühningseinrichtung erstreckt und dazu dient,
einen ersten Schneeablenk-Luftvorhang quer über eine erste bewegbare Schiene zu
richten, benachbart zu der ersten Seite der Buhrungseinrichtung, und weiterhin quer
über einen Teil einer ersten nicht bewegbaren Schiene, benachbart zu der ersten
bewegbaren Schiene der Eisenbahnweiche, daß weiterhin eine zweite Düseneinrichtung
vorhanden ist, an welcher eine langgestreckte Düsenöffnung angebracht ist, die sich
entlang einer zweiten Seite der Führungseinrichtung erstreckt und dazu dient, einen
zweiten Schneeablenk-Luftvorhang quer über eine zweite bewegbare Schiene zu richten,
benachbart zu der zweiten Seite der Fülirungseinrichtung und weiter quer über einen
Teil einer zweiten nicht bewegbaren Schiene, benachbart zu
der zweiten
bewegbaren Schiene der Eisenbahnweiche, und daß eine Luftversorgungseinrichtung
an die Lufteinlaßeinrichtung angeschlossen ist, um Druckluft mit Hilfe der Führungseinrichtung
der ersten und der zweiten Düseneinrichtung zuzufren, um den ersten und den zweiten
Schneeablenk-Luftvorhang aus den langgestreckten Düsenöffnungen mit einer Geschwindigkeit
von mindestens etwa 30 m/sek. (100 Fuß/Sekunde) austreten zu lassen.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigen: Fig. 1 einen Grundriß einer Eisenbahnweiche, welche
eine Vorrichtung hat, die dazu dient, Schneeablenk-Luftvorhänge zu erzeugen, Fig.
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in der Fig. 1, und Fig. 7 einen vergrößerten
Schnitt eines Teiles einer Führung entlang III-III in der Fig. 2, wobei Umlenkschaufeln
in der Führung dargestellt sind.
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In den Fig. 1 bis 3 ist eine Eisenbahnweiche 1 dargestellt, welche
eine Vorrichtung hat, die dazu dient, Schneeablenk-Luftvorhänge zu erzeugen. Die
Vorrichtung umfaßt im wesentlichen folgende Teile: a) eine langgestreckte Führungseinrichtung
3 in Form von zwei Kanälen 2 und 4, welche sich nebeneinander erstrecken und von
denen jeder einen Lufteinla in Form der Lufteinlässe 6 und 8 aufweist und sich entlang
einem Nittelabschnitt der Eisenbahweiche 1 erstreckt. Die Kanäle 2 und 4 haben Luftdurchführungs.-einrichtungen,
welche sich jeweils in der Form der Luftdurchgänge 10 und 12 in der Längsausdehnang
der Kanäle erstrecken.
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Die Luftdurchgänge 10 und 12 nehmen in ihrer Querschnittsflächein
der Längsrichtung von den Bufteinlässen 6 bzw. 8 aus fortschreitend ab; b) eine
erste Düseneinrichtung in der Form einer Düse 14, welche an eine langgestreckte
Düsenöffnung 15 angeschlossen ist, die sich entlang einer ersten Seite der Führungseinrichtung
3 erstreckt, und zwar entlang der äußeren Seite 16 des Kanals 2, um einen ersten
Schneeablenk-Luftvorhang quer über die erste
bewegbare Schiene
18 zu richten, benachbart zu der Seite 16, und weiter quer über einen Teil einer
ersten nicht bewegbaren Schiene 20, benachbart zu der ersten bewegbaren Schiene
1o der Eisenbahnweiche 1; c) eine zweite Düseneinrichtung in Form einer Düse 22,
welche eine langgestreckte Düsenöffnung 23 aufweist, die sich entlang einer zweiten
Seite der Führungseinrichtung 3 erstreckt, d. h.
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entlang der Außenseite 24 des Kanals 4, um einen ersten Schneeablenk-luftvorhang
quer über eine zweite bewegbare Schiene 26 zu richten, benachbart zu der Seite 24,
und weiter quer über einen Teil einer zweiten nicht bewegbaren Schiene 28, benachbart
zu der zweiten bewegbaren Schiene 26 der Eisenbahnweiche 1 und d) eine LuStversorgungseinrichtung
in Form einer Zentrifugallüfteranordnung 30, welche an die Bufteinlässe 6 und 8
mit Hilfe von Kreuzleitungen 32 und 34 angeschlossen ist, um Druckluft über die
Kanäle 2 und 4 jeweils den Düsen 14 und 22-zuzuführen, damit der erste und der zweite
Schneeabl enk-l;uf tvorhang aus der langgestreckten Düsenöffnung 15 bzw. 23 mit
einer Geschwindigkeit von mindestens etwa 30 m/sek. (100 Fuß pro Sekunde) austritt.
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Die Eisenbahnweiche 1 ist eine typische Weiche mit einer Länge von
etwa 7,30 m (22 Fuß), wobei nicht unbedingt die Gesamtlänge gegen fallenden Schnee
oder Treibschnee geschützt werden muß Somit erstrecken sich gemäß Fig. 1 die Kanäle
2 und 4 nicht über die gesamte Länge der Eisenbahnweiche 1. Die Kanäle 2 und 4 stehen
über die erste und die zweite-bewegbare Schiene 18 bzw. 26 nicht mehr als etwa um
die zulässigen 5 cm (2 Zoll) über, die allgemein zulässig sind, und zwar zwischen
den Schienen, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß die Kanäle die Flanschabstandstoleranzen
nicht beeinträchtigen.
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Die Luftdurchgänge 10 und 12 nehmen in ihrer Querschnittsfläche
in
der Langsrichtung von dem Lufteinlaß 6 bzw. 8 aus in der Weise ab, daß die Luft
aus den langgestreckten Düsenöffnungen 15 und 23 entlang der gesamten Kanäle 2 und
4 im wesentlichen mit konstanter Geschwindigkeit austritt. Im Idealfall sollten
die Kanäle 2 und 4 sowie die Düsen 14 und 22 um einen vernünftigen abstand oberhalb
der ersten und der zweiten bewegbaren Schiene 18 bzw. 26 angeordnet sein, wegen
der oben erwähnten Höhenbegrenzungen für die Kanäle 2 und 4 ist die Höhe der Düsen
14 und 22 jedoch auf im wesentlichen die Höhe der ersten und der zweiten bewegbaren
Schiene 18 bzw. 26 begrenzt. Um der Höhenbegrenzung in dieser Ausführungsform der
Erfindung Rechnung zu tragen, sind die Kanäle 2 und 4 und somit auch die Düsen 14
und 22 unter einem Winkel im Bereich von 40 bis 60 nach oben geneigt, vorzugsweise
um 5°, -und zwar gegenüber der Horizontalen, in einer Richtung zu der ersten und
der zweiten bewegbaren Schiene 18 bzw. 26, so daß der erste und der zweite Schneeablenk-LuCtvorhang
aus der langgestreckten Düsenöffnung 15 bzw. 23 in einer Richtung austritt, welche
gegenüber der Horizontalen unter einem Winkel im Bereich von 40 bis 6° geneigt ist,
vorzugsweise um 50, und, zwar zu der ersten und zweiten bewegbaren Schiene 18 bzw.
26 hin. Somit treten di e die Schneeablenk-'luftvorhänge aus der ersten und der
zweiten langgestreckten Düsenöffnung 15 bzw. 23 jeweils in einer Richtung aus, welche
gegenüber der Horizontalen unter einem Winkel im Bereich von 40 bis 60 nach oben
geneigt ist, jeweils zu der ersten und der zweiten bewegbaren Schiene hin, über
welche der Schneeablenk-Luftvorhang hinweggeht.
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Die Rate, mit welcher jeder Schneeablenk-'luftvorhang zerfällt, ist
eine Funktion des Abstandes von der Düsenöffnung 15 oder 23, aus welcher der LuStvorhang
austritt, und weiterhin eine FuSçtion der Abmessungen der Düsenöffnung 15 oder 23.
Je dicker der Luftvorhang ist, welcher aus den Düsenöffnungen 15 und 23 auftritt,
um so schwächer ist der Zerfall des Luftvorhanges
auf argendeinee
Abstand von der Düsenöffnung 15 oder 23, jedoch ist dann eine höhere Energie erforderlich,
um den Luftvorhang zu erzeugen. Somit sollte ein Optimum zwischen des Energiebedarf,
um den Vorhang jeweils zu erzeugen, und der Breite der Düsenöffnungen 15 und 23
angestrebt werden.
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Bei der in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichten Ausführungsforn' wurde
dieses Optimum erreicht, indem Düsenöffnungen 15 und 23 mit einer Breite von etwa
2,5 mm (0,100 inches) verwendet wurden.
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Die Zentrifugallüfteranordnung 30 weist einen Zentrifugallüfter 38
und einen Elektromotor 40 auf, mit welchem der Lüfter betrieben wird. Der Zentrifugallüfter
38 hat einen Luftwiedereintrittseinlaß 39 für Zuluft mit geringer Geschwindigkeit,
der so hoch angeordnet ist, daß er ausreichend über der erwartbaren Höhe von gefallenem
Schnee oder von Treibschnee liegt. Der Einlaß 39 weist eine Leitung 44 auf, welche
sich von der Lüftereinrichtung 38 nach oben erstreckt und einen Deckel 46 mit t'bermaß
hat, welcher über einem oberen Einlaß der Beizung 44 und auf Abstand davon angeordnet
ist, um einen Wiedereintrittsweg für Zuluft zu schaffen und die Ablagerung von Schnee
in der Leitung 44 möglichst zu verhindern und zu verzögern. Die Kreuzleitung 34
nimmt in ihrem Querschnitt im wesentlichen auf die Hälfte des ursprunglichen Innenquerschnittes
ab, und zwar an der Stelle 40, wo die Zuluft in den Kanal 2 eintritt, so daß Druckluft
aus dem Zentrifugallüfter 38 mit im wesentlichen derselben Rate den Kanälen 2 und
4 zugeführt wird.
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Die Fig. 3 zeigt einen Teil des Kanals 2 und der Düse 14 im Querschnitt,
wobei Umlenkschaufeln 42 dargestellt sind, welche in der Düse 14 angeordnet sind
und sich nach oben über die langgestreckte Düsenöffnung 15 erstrecken. Die Umlenkschaufeln
42 sind über die gesamte Längsausdehnung der langgestreckten Düsenöffnung 15 äquidistant
zueinander angeordnet, und ähnliche
UmlenkschauSeln sind äquidistant
entlang der Längsausdehnung der langgestreckten Düsenöffnung 23 angebracht (siehe
Fig. 2).
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Die Ablenkschaufeln oder Umlenkachaufeln 42 sind in bezug auf die
Richtung X aerodynamisch geformt, in welcher Luft entlang dem Luftdurchgang 10 des
Kanals 2 strömt, so daß der Schneeablenk-Luftvorhang im wesentlichen unter rechten
Winkeln zu der Achse Y-Y der langgestreckten Düsenöffnung 15 austritt.
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Im Betrieb wird der Elektromotor 40 mit Energie versorgt, um den Zentrifugallüfter
38 anzutreiben, so daß Druckluft den Luftvorgängen 10 und 12 zugeführt wird und
den Kanälen 2 und 4 entlang strömt. Die den Kanälen 2 und 4 entlang strömende Luft
wird durch die Umlenkschaufeln 42 derart abgelenkt, daß sie aus den langgestreckten
Düsenöffnungen 15 und 23 in der Weise austritt, wie es oben beschrieben wurde, nämlich
iu wesentlichen rechtwinklig und zu der Längsachse der langgestreckten Düsenöffnungen
15 und 23, so daß SchneeableEk-LuCtvorhänge gebildet werden, und zwar in der Weise,
daß diese Buftvorhänge über die erste und die zweite bewegbare Schiene 18 bzw. 26
und die unbeweglichen Schienen 20 und 28 hinweggehen.
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Durch die aus den langgestreckten Düsenöffnungen 15 und 23 unter einem
Winkel austretende Luft, nämlich gegenüber der vertikalen in einem Bereich von 40
bis 60 nach oben geneigt, vorzugsweise um O, werden die durch die Schneeablenk-Luftvorhänge
mitgerissenen Schneepartikeln auf einer Bahn geführt, welche zu der Ablagerung der
Schneepartikeln außerhalb des Bereiches der Eisenbahnschiene führt, welcher geschützt
werden soll.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstandes
wird ein einzelner Kanal verwendet, und die Düsen 14 und 24 sind auf gegenüberliegenden
Seiten dieses Kanals angeordnet und erhalten beide Druckluft' aus einem gemeinsamen
Buftdurchgang
entlang dem einzigen Kanal.
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Bei anderen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ist der lufteinlaß
zu dem Kanal oder zu den Kanälen in einer Mittellage entlang der Längsausdehnung
des Kanals oder der Kanäle angeordnet, und der oder jener Eanal verjüngt sich in
seinem Innenquerschnitt in beiden Richtungen von dem Bufteinlaß aus.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nehmen
die Abstände zwischen den Umlenkschaufeln 42 in ihrer Größe in der Richtung vom
Lufteinlaß zu dem Kanal hin ab, um weiter zu gewährleisten, daß die Geschwindigkeit
der Luft des Schneeablenk-'luftvorhanges entlang der IEngsausdehnung des Kanals
im wesentlichen konstant ist.
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In einigen Fällen kann es erwünscht sein, die-zwei Kanäle mit ihrer
zugehörigen bewegbaren Schiene beweglich anzuordnen, so daß die Düsen nicht so weit
von den beweglichen Schienen entfernt angebracht sein müssen, daß der Bewegungsspielraum
der Schienen eingehalten ist.
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In verschiedenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind
die Gesamtquerschnittsabmessungen des Kanals oder der Kanäle über die LängsausdeEnung
des oder jedes Kanals konstant, und der Innenraum des oder jedes Kanals nimmt in
seinem Querschnitt ab, beispielsweise mit Hilfe einer Trennwand, welche dem oder
jedem Kanal im Innenraum entlanggeführt ist, so daß der abgeteilte Raum in seinem
Querschnitt in der Längsrichtung vom Lufteinlaß aus zunimmt.
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- Patentansprüche -
L e e r s e i t e