DE2544362B2 - Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen Schneeablagerungen - Google Patents
Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen SchneeablagerungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Von zhtung zum Schutz
von Weichen gegen Schneeablagerangen der im Oberbegriff des Anspruchs t angegebenen Gattung.
In Ländern mit starkem Schneefall treten oft Störungen des Bahnbetriebes durch Schneeablagerangen auf Weichen auf. Deshalb sind verschiedene
Verfahren entwickelt worden, Weichen gegen solche Schneeablagerungen zu schützen. Als Beispiele sollen
die manuelle Reinigung, die Erzeugung von Wärme zürn Aufschmelzen des Schnees, beispielsweise durch elektrische Heizungen, Verbrennungsheizungen, Strahlungs-
heizungen, Konvektionsheizungen und Wärmeleitverfahren, die Einkapselung bestimmter Teile der Weiche
und schließlich pneumatische Verfahren genannt werden, bei denen beispielsweise unter hohem Druck
stehende Luft in bestimmten Abständen auf die Weiche so gerichtet wird, um den Schnee von bestimmten,
besonders empfindlichen Stellen wegzublasen.
Die manuelle Reinigung von Weichen ist jedoch mit sehr hohem Personalaufwand verbunden, so daß die
dabei entstehenden Kosten selbst für den Schutz von Weichen im Bahnhofsbereich nicht tragbar sind. Bei
einem weit ausgedehnten Schienennetz, wie es beispielsweise in den USA oder Kanada vorhanden ist, läßt
sich darüber hinaus dieses Verfahren in der Praxis nicht durchführen. mi
Auf der Erzeugung von Wärme zum Aufschmelzen des Schnees beruhende Verfahren erfordern hohe
Installations- und Betriebskosten und arbeiten im allgemeinen auch nicht zuverlässig, so daß es trotzdem
oft zu Störungen an den damit beheizten Weichen ·>
> komm». Ein weiteres Problem bei diesen Verfahren ist, daß die Erwärmung auf genau kontrollierte Weise
durchgeführt werden muß, damit es nicht zu einem
Durchbrennen der Weiche und zum Aufschmelzen
funktionswichtiger Teile der V/eiche kommt Schließlich können bei zu raschem Aufschmelzen der Schneeablagerungen Abwasserprobleme entstehen.
Auch die Umhüllung der besonders empfindlichen Teile einer Weiche mit einem entsprechenden Gehäuse
ist äußerst aufwendig, so daß auch dieses Verfahren sich in der Praxis nicht durchsetzen konnte.
Schließlich ist aus der US-PS 28 98CS2 eine
Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen Schneeablagerangen der angegebenen Gattung bekannt, bei der
zeitlich gesteuerte Drackluftimpulse aus einer Düse austreten, um die Schneeablagerangen zu entfernen, die
sich an bestimmten Stellen der Weiche angesammelt haben. Dieses intermittierend erfolgende Anblasen von
kritischen Stellen einer Weiche mit Druckluft arbeitet jedoch sehr unzuverlässig, da nasser Schnee oder
Schnee, der zwischen den beweglichen und den unbeweglichen Schienen aisammengeballt wird, aufgrund des üblichen Betriebs einer solchen Weiche durch
diese »Luftstöße« nicht entfernt werden kann, so daß die Weiche trotzdem durch den Aufbau dieser
zusammengeballten, eisartigen Schneemassen schließlich funktionsunfähig wird. Diese Luftstöße erfüllen also
ihre Funktion allenfalls bei trockenem, nicht haftendem Schnee, bieten jedoch keinen Schutz einer Weiche, die
sich auf einer Temperatur von weniger als 0"C befindet,
gegen nassen, darauf fallenden und daran haftenden Schnee.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen
Schneeablagerungen der angegebenen Gattung zu schaffen, die bei allen auftretenden Schneearten einen
sicheren und zuverlässigen Schutz bietet
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung ist im Unteranspruch dargestellt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß nicht die kritischen Stellen
einer Weiche durch intermittierende Luftstöße angeblasen werden, um den bereits gefallenen Schnee von
diesen Stellen zu entfernen, sondern daß über den zu schützenden Schienen einer Weiche ein kontinuierlicher
Luftvorhang ausgebildet wird, so daß der Schnee die Weiche gar nicht erreichen kann, also das obenerwähnte Zusammenballen des nassen Schnees zwischen der
beweglichen und der stationären Schiene sicher verhindert wird. Dabei müssen die folgenden Bedingungen erfüllt werden:
1. Der Luftvorhang muß aus den Mündungen der Luftleitung mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 30 m/sec austreten, da hierdurch eine
sekundäre Luftströmung sowohl unter als auch über dem eigentlich erzeugten Luftvorhang ausgebildet wird. Die untere, sekundäre Luftströmung
trifft auf dem Schienenkopf auf, so daß sich ein Wirbebtrommuster in diesem Bereich ergibt, der
durch die Leitzunge der Weiche und die Leitung begrenzt wird. Bei Versuchen hat sich herausgestellt, daß dieses sekundäre Wirbelströmungsmuster die Ablagerung des unter dem Hauptvorhang
einfallenden Schnees in longitudinaler Richtung der Schienen verhindern.
2. Durch die Neigung der Mündungen nach oben ergibt sich eine vertikale Vektorkomponente, so
daß bei der angegebenen Geschwindigkeit von wenigstens 30 m/sec der fallende Schnee aufgefangen
und wenigstens so weit mitgenommen werden kann, daß er erst außerhalb des zu schützenden
Bereichs den Boden berührt,
3. Und schließlich verläuft bei dem angegebenen, niedrigen Neigungswinkel, der im Bereich von 4 bis
6° liegt, der Luftvorhang relativ nahe über dem Boden, so daß sich der bekannte (Coanda-Effekt
ergibt Dadurch kann der Luftvorhang die Fläche außerhalb der Schienen über eine relativ große
Strecke praktisch frei von Schnee halten. Dies wäre nicht möglich, wenn der Winkel größer als 6° wäre,
während bei einem kleineren Neigungswinkel die obenerwähnte, sekundäre Luftströmung nicht erzeugt
würde.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeiüpiels unter Bezugnahme auf die schematischen
Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Grundriß einer Weiche für ein Schienensystem mit einer Vorrichtung zur Erzeugung
eines Luftvorhangs nach der vorliegenden Erfindung zum Schutz der Weiche gegen Schneeablagerungen,
Fig.2 einen Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1
und
Fig.3 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt längs
Linie II1-III von Fig.2 eines Teils einer Führung mit
Umlenkschaufeln.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Weiche 1, zum Teil im
Detail, mit einer Vorrichtung zur Erzeugung von Luftvorhängen dargestellt, mit denen die Weiche gegen
Schneeablagerungen geschützt werden soll. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus folgenden
Teilen: einer langgestreckten Luftführung 3 mit zwei Luftleitungen 2, 4, die nebeneinander längs des
Mittelbereiches der Weiche 1 verlaufen; jede Luftleitung 2,4 enthält einen Lufteinlaß 6,8. Außerdem weisen
die Luftleitungen 2, 4 Luftführungen in Form von Durchgängen 10, 12 auf, die sich in Längsrichtung der
Luftleitungen 2, 4 erstrecken. Die Querschnittsflächen der Luftdurchgänge 10,12 nehmen in Längsrichtung der
Luftleitungen 2, 4, von den Lufteinlässen 6, 8 aus gesehen, kontinuierlich ab.
Ein erster, langgestreckter, düsenförmiger Luftauslaß
14 mit einer langgestreckten, düsen/örmigen Mündung
15 verläuft längs einer ersten Seite der Luftführung 3, und zwar längs der Außenseite 16 der Luftleitung 2, um
in der Nähe der Seite 16 einen ersten Luftvorhang zur Ablenkung des fallende? Schnees quer über die erste,
bewegbare Schiene 18 und weiter quer über einen Teil einer ersten, stationären Schiene 20 in der Nähe der
ersten beweglichen Schiene 18 der Weiche 1 zu richten.
Ein zweiter, düsenförmiger Luftauslaß 22 mit einer langgestreckten, düsenförmigen Mündung 23 verläuft
längs einer zweiten Seite der Luftführung 3, nämlich längs der Außenseite 24 der Luftleitung 4. um einen
zweiten Luftvorhang zur Ablenkung des fallenden Schnees quer über eine zweite, bewegliche Schiene 26 in
der Nähe der Seite 24 sowie weiter quer über einen Teil einer zweiten, stationären Schiene 28 in der Nähe der
zweiten, beweglichen Schiene 26 der Weiche 1 zu richten.
Schließlich ist noch eine Luftquelle 30 in Form eines Zentrifugallüfters 38 mit Hilfe von Kreuzleitungen 32
und 34 an die Lufteimässe 6 und 8 angeschlossen, um den düsenförmigen Luftaus'issen 14 und 22 über die
Luftleitungen 2 und 4 Druckluft in der Weise zuzuführen, daß die beiden Luftvorhänge aus dem
langgestreckten, düsenförmigen Mündungen 15 bzw. 23 mit einer Geschwindigkeit von mindestens etv/a
30 m/sec austreten.
Die Weiche 1 hat die übliche Länge von 7,30 m, wobei
nicht unbedingt die gesamte Länge der Weiche gegen den fallenden Schnee oder gegen Treibschnee geschützt
werden muß. Wie man F i g. 1 entnehmen kann, verlaufen deshalb die Luftleitungen 2, 4 nicht über die
ίο gesamte Länge der Weiche 1, sondern stehen über die
ersten und zweite bewegliche Schiene 18 bzw. 2ö nicht mehr als etwa um die zulässigen 5 cm zwischen den
Schienen über. Dabei sind die einzelnen Teile so angeordnet, daß die Luftleitungen 2, 4 die Flanschab-Standstoleranzen
nicht beeinträchtigen.
Die Querschnittsflächen der Luftdurchgänge 10 und 12 nehmen in Längsrichtung von den Lufteinlässen 6
bzw. 8 aus in der Weise ab, daß längs der beiden Luftleitungen 2 und 4 die Luft aus den langgestreckten,
düsenförmigen Mündungen 15 und 23 im wesentlichen mit konstanter Geschwindigkeit abritt. Die düsenförmigen
Luftauslässe 14 und 22 sind in eLiem geeigneten
Abstand oberhalb der ersten und zweiten beweglichen Schiene 18 bzw. 26 angeordnet. Wegen der ebenerwähnten
Höhenbegrenzungen für die Luftleitungen 2 und 4 :3t die Höhe der düsenförmigen Auslässe 14 und
22 jedoch im wesentlichen auf die Höhe der ersten und zweiten beweglichen Schiene 18 bzw. 26 begrenzt Um
der Höhenbegrenzung Rechnung zu tragen, sind die Luftleitungen 2 und 4 und damit auch die Auslässe 14
und 22 in einem Winkel im Bereich von 4 bis 6°, insbesondere von 5° zur Horizontalen in einer solchen
Richtung zu der ersten und zweiten beweglichen Schiene 18 bzw. 26 nach oben geneigt, daß der erste und
zweite Luftvorhang aus der langgestreckten, düsenförmigen Mündung 15 bzw. 23 in einer Richtung austritt,
die in bezug auf die Horizontale in einem Winkel im Bereich von 4 bis 6°, insbesondere von 5°, geneigt ist,
und zwar sowohl zu der ersten als auch zu der zweiten beweglichen Schiene 18 bzw. 26 hin. Damit treten aus
der ersten und zweiten langgestreckten, düsenförmigen Mündung 15 bzw. 23 die Luftvorhänge jeweils in einer
Richtung aus, die gegenüber der Horizontalen in einem Winkel von 4 bis 6° nach oben geneigt ist und strömen
Vi dann zu der ersten und zweiten beweglirhen Schiene hin
und jeweils über diese Schienen hinweg.
Die Geschwindigkeit, mit der sich jeder zur Ablenkung des Schnees dienende Luftvorhang auflöst,
ist eine Funktion des Abstandes von der düsenförmigen
>o Mündung 15 oder 23, aus welcher der Luftvorhang austritt, sowie eine Funktion der Abmessungen der
düsenförmigen Mündungen 15 oder 23. Je dicker der Luftvorhang ist, der aus den düsenförmigen Mündungen
15 uiid 23 austritt, um so geringer ist die Auflösung des
Luftvorhanges in einem bestimmten, vorgegebenen Abstand von der aüsenförmigen Mündung 15 oder 23.
Andererseits ist dann jedoch eine höhere Energie zur Erzeugung des Luftvorhangs erforderlich. Aus diesen
Gründen sollte e'n Optimum zwischen dem für die
ι · Erzeugung des jeweiligen Vorhanges benötigten Energiebedarfs
und der Breite der düsenförmigen Mündungen 15 und 23 angestrebt werden. Bei der ir, den F i g. 1
bis 3 dargestellten Ausführungsform wurde dieses Optimum durch Verwendung von düsenförmigen
Mündungen 15 und T3 mit einer Breite von etwa 2,5 mm erreicht.
Die Luftquelle 30 enthält einen Zentrifugallüfter 38 sowie einen Elektromotor 40 für den Antrieb des
Zentrifugallüfters. Der Zentrifugallüfter hat einen Einlaß 39 für Luft mit geringer Geschwindigkeit, der so
hoch angeordnet ist, daß er in einem ausreichenden Abstand über der zu erwartenden Höhe des gefallenen
Schnees oder des Treibschnees liegt. Der Einlaß 39 weist eine Leitung 44 auf, die sich von dem
Zentrifugallüfter 38 nach oben erstreckt und einen Deckel 46 mit Übermaß enthält, der über einem oberen
Einlaß der Leitung 44 und im Abstand hierzu angeordnet sind, um einen Wiedereintrittsweg für die
Luft zu schaffen und die Ablagerung von Schnee in der Leitung 44 möglichst zu verhindern oder zumindest zu
verzögern. Der Querschnitt der Kreuzleitung 34 nimmt im wesentlichen auf die Hälfte des ursprünglichen
Innenquerschnitts ab, und zwar an der Stelle, wo die Luft in die Luftleitung 2 eintritt, so daß die Druckluft von
dem Zentrifugallüfter 38 den Luftleitungen 2 und 4 im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit zugeführt
F i g. 3 zeigt einen Teil der Luftleitung 2 und des düsenförmigen Auslasses 14 im Querschnitt, wobei
Umlenkschaufeln 42 zu erkennen sind, die sich in dem düsenförmigen Auslaß 14 befinden und nach oben über
die langgestreckte, düsenförmige Mündung 15 erstrekken.
Die Umlenkschaufeln 42 sind über die gesamte Längsausdehnung der langgestreckten, düsenförmigen
Mündung 15 mit gleichen Abständen zueinander angeordnet. Ähnliche Umlenkschaufeln sind mit gleichen
Absitänden zueinander längs der longitudinalen Ausdehnung der langgestreckten, düsenförmigen Mündung
23 (siehe F i g. 2) angebracht. Die Ablenk- oder Umlenkschaufeln 42 sind aerodynamisch in bezug auf
die Richtung X geformt, in der Luft längs des Durchgangs 10 der Luftleitung 2 strömt, so daß der zur
Ablenkung des Schnees dienende Luftvorhang im wesentlichen in einem rechten Winkel zu der Achse Y- Y
austritt
Im folgenden soll die Funktionsweise dieser Ausführungsform
der Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen Schneeablagerungen erläutert werden. Dem
Elektromotor 40 wird Energie, also Strom, zugeführt, um den Zentrifugallüfter 38 anzutreiben, so daß die
Luftdurchgänge 10 und 12 Druckluft empfangen, die durch die Luftleitungen 2 und 4 strömt. Die durch die
Luftleitungen 2 und 4 strömende Druckluft wird durch die Umlenkschaufeln 42 in der Weise abgelenkt, daß sie
aus den langgestreckten, düsenförmigen Mündungen 15 und 20 austritt, wie es oben beschrieben wurde, nämlich
im wesentlichen im rechten Winkel zu der Längsachse der langgestreckten Durchgänge 15 und 23. Dadurch
entstehen Vorhänge zur Ablenkung des Schnees, die über die erste und zweite bewegliche Schiene 18 bzw. 26
sowie über die stationäre Schiene 20,28 verlaufen.
Durch die aus den langgestreckten, düsenförmigen Mündungen 15 und 23 in einem Winkel, der in einem
Bereich von 4 bis 6, insbesondere 5°, zur Vertikalen nach
ίο oben geneigt ist, austretende Luft werden die durch die
Luftvorhänge mitgerissenen Schneeteilchen auf einer Bahn geführt, bei der diese Schneeteilchen außerhalb
des zu schützenden Bereiches der Weiche auf den Boden fallen und dort abgelagert werden.
\s Bei verschiedenen Ausführungsformen dieser Vorrichtung
wird eine einzige Luftführung mit einet einzigen, kanalartigen Luftleitung verwendet, auf deren
gegenüberliegenden Seiten die düsenförmigen Auslässe
empfangen Druckluft aus einem gemeinsamen, längs der einzigen Luftleitung verlaufenden Durchgang.
Bei einer anderen Ausführungsform befindet sich der Lufteinlaß zu einer Luftleitung in einer mittleren Lage
längs der Luftleitung, wobei sich der Innenquerschnitl der Luftleitung in beiden Richtungen von dem
Lufteinlaß aus verjüng!.
Bei einer anderen Ausführungsform nimmt die Größe der AH '.uände zwischen den Ablenkschaufeln 42 auf der
Strecke von dem Lufteinlaß zu der Luftleitung hin ab um sicher zu stellen, daß die Geschwindigkeit der LuH
des Luftvorhangs über die gesamte Länge der Luftleitung im wesentlichen gleich ist.
Für einige Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, die beiden Luftleitungen mit ihrer zugehörigen
!5 beweglichen Schiene verschiebbar anzuordnen, so daO
die düsenförmigen Auslässe nicht im Abstand der Bewegung der beweglichen Schienen von diesen
angebracht werden müssen.
Schließlich können bei einer anderen Ausführungs-
4<i form dieser Vorrichtung die Gesamtquerschnittsabmes
sungen einer Luftleitung über die Längsausdehnung der Luftleitung konstant sein, während sich der Querschnitt
des Innenraums der Luftleitung beispielsweise mittels einer Trennwand längs des Innenraums der Luftleitung
verringert, um auf diese Weise den Querschnitt der Luftleitung, in Längsrichtung von dem Lufteinlaß aus
gesehen, zu erhöhen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen Schneeablagerungen mit wenigstens einer zwischen
den Schienen angeordneten, in Schienenlängsrichtung verlaufenden, an eine Luftquelle angeschlossene Leitung mit Austrittsöffnungen, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Luftdurchgänge (10; 12) der längs der zu schützenden Schienen (18, 2Oi 26, 28) angeordneten,
langgestreckten Luftleitung (2; 4) in Strömungsrichtung der Luft abnimmt, daß die Austrittsöffnungen
als langgestreckte Luftauslässe (14; 22) mit langgestreckten Mündungen (15; 23) längs der den zu
schützenden Schienen zugekehrten Seiten der Luftleitung (2, 4) ausgebildet sind, und daß die
Luftauslässe (14; 22) oberhalb der Schienen (18, 20; 26,28) angeordnet und in einem Winkel von 4 bis 6"
zur Horizontalen nach oben geneigt sind und die Luftquelle £30) derart ausgebildet ist, daß aus den
Mündungen (15; 23) die Luft mit einer Geschwindigkeit von mindestens 30 m/sec austritt
2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den langgestreckten Luftauslässen
(14; 22) Ablenkschaufeln (42) angeordnet sind, welche die durch die Luhdurchgänge (10; 12)
strömende Luft im rechten Winkel durch die Mündungen (15; 23) der Luftauslässe (14; 22)
ablenken.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752544362 DE2544362C3 (de) | 1975-10-03 | 1975-10-03 | Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen Schneeablagerungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752544362 DE2544362C3 (de) | 1975-10-03 | 1975-10-03 | Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen Schneeablagerungen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2544362A1 DE2544362A1 (de) | 1977-04-07 |
DE2544362B2 true DE2544362B2 (de) | 1979-01-04 |
DE2544362C3 DE2544362C3 (de) | 1979-08-30 |
Family
ID=5958250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752544362 Expired DE2544362C3 (de) | 1975-10-03 | 1975-10-03 | Vorrichtung zum Schutz von Weichen gegen Schneeablagerungen |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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SE457218B (sv) * | 1983-11-17 | 1988-12-05 | Flaekt Ab | Anlaeggning foer att hindra snoe att laegga sig i taagvaexlar |
GB0800655D0 (en) * | 2008-01-15 | 2008-02-20 | Portec Rail Products Inc | Apparatus for de-icing a rail of a railway track |
-
1975
- 1975-10-03 DE DE19752544362 patent/DE2544362C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2544362A1 (de) | 1977-04-07 |
DE2544362C3 (de) | 1979-08-30 |
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