DE2656646C3 - Dosiervorrichtung für eine Sandungsanlage eines Fahrzeuges, insbesondere Schienenfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannte Dosiervorrichtungen der vorstehenden Art arbeiten im Betrieb unzuverlässig, da der Sand in dem Vorratsbehälter nicht frei von Feuchtigkeitseinflüssen ist, die die Fließfähigkeit des Sandes als die entscheidende Voraussetzung für die einwandfreie Funktion der Dosiervorrichtung wesentlich beeinträchtigt. Bewertet man das Fließvermögen eines trockenen Sandes mit 100%, so beträgt das Fließvermögen bei 0,5 Gewichtsprozent Wasserantcüen im Sand nur ca. 70%, bei 1,0 Gewichtsprozent Wasseranteilen nur noch ca. 40%. Bei 1,5 Gewichtsprozent Wasseranteilen ist kein Fließvermögen mehr vorhanden. Die sich auf den Sandkörnern niederschlagende Feuchtigkeit führt zu starken Haft- oder Klebekräften zwischen den Körnern, die bereits bei 13 Gewichtsprozent Feuchtigkeitsanteilen größer sind als die das Fließen des trockenen Sandes auf rechterhaltenden Massenkräfte.

Wirkt in Förderriehtung der Sandkörner nur eine Schwerkraftkomponente, so kommt die Sandförderung sogar schon bei geringeren Feuchtigkeitsanteilen als 1,5 Gewichtsprozenten zum Erliegen.

Es ist zwar bekannt, daß Luftströme erhebliche Kräfte auf den Sand in Strömungsrichtung ausüben können. Hierbei werden jedoch die Haft- und Klebekräfte zwischen den Sandkörnern bei einem vertretbaren Aufwand an Luftdruck und Luftverbrauch

40 nicht ohne weiteres überwunden.

Außerdem ist der Regelbereich der bekannten Sandungsanlagen zwischen etwa 0,2 kg bis 0,6 kg pro Sekunden unbefriedigend. Versuche zeigten, daß ein optimaler Einsatz der Sandungsanlage bei sparsamen Luftverbrauch nur dann gegeben ist, wenn der Dosierbereich zwischen einigen Gramm pro 30 Sekunden und mehreren Kilogramm pro 30 Sekunden liegt.
Die Sandstreu vorrichtung nach der AT-PS 3 22 619 entspricht der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Anordnung. Bei dieser Vorrichtung wird im Sandungsrohr über eine Düse am Austritt des Sandungsrohres ein Unterdruck erzeugt, der sich unter der Sandglocke auswirkt, über die Sand in das

Sandungsrohr eintreten kann. Zusätzlich ist noch eine Düse vorgesehen, die eine bestimmte Luftmenge an den Sand unter der Glocke und dem Eintrittsrand des Sandungsrohres abgibt. Durch Bemessen der Düsen ist zwar eine einmalige

Festlegung der Sanddosierung möglieh. Während des Betriebes ist jedoch keine Steuerung möglich, bei der je nach der Fahrzeuggeschwindigkeit eine bestimmte Sandmenge pro Zeiteinheit auf die Fahrbahn abgegeben wird.

Zu den bereits bekannten Sandungsanlagen gehört auch die Vorrichtung nach der FR-PS 3 37 401. Hieraus ist ein geschlossener Sandbehälter mit einem Sandablaufrohr und einer an das Sandablaufrohr anschließen-

den Luftleitung bekannt Die Luftleitung schließt außerdem an das obere Ende des Behälters an. Der Anschluß der Luftleitung an das Sandablaufrohr ist so beschaffen, daß bei eingeschalteter Luft entsprechend der eingestellten Luftströmung injektorartig Sand aus dem Behälter in das Ablaufrohr angesaugt wird. Damit durch den abfließenden Sand aus dem geschlossenen Behälter in diesem kein Unterdruck entstehen kann, der den geregelten Sandaustritt stört, ist die Luftleitung auch an das obere Ende des Behälters angeschlossen. Nachteilig ist bei der bekannten Sandungsanlage, daß sie bei feuchtem Sand nicht zuverlässig arbeitet Die zum oberen Ende des Behälters geleitete Luft zum Abbau von Unterdrücken ist nicht geeignet, den Sand zu trocknen und die Fließfähigkeit des feuchten Sandes wieder herzustellen bzw. aufrechtzuerhalten.

Durch die AT-PS 2 57 681 ist noch eine Sandungsanlage bekannt geworden, bei der der Sand in dem Sandungsbehälter Ober eine gegen die Sandoberfläche gehaltene Düse aufgewirbelt wird, der mit der Luft über eine Sandglocke in das Auslaufrohr gelangt Er, ist ohne weiteres klar, daß mit einer derartigen Vorrichtung eine genaue Dosierung der abzuführenden Sandmenge pro Zeiteinheit nicht möglich ist, da mit sinkendem Sandspiegel gegenüber der Sandglocke mit einem auf die Sandoberfläche aufgeblasenen Luftstrahl unterschiedliche Sandmengen über die Sandglocke in das Auslaufrohr gelangen. Außerdem ist der Luftverbrauch erheblich. Schließlich wird bei feuchtem Sand immer nur die oberste, von dem Luftstrahl angeblasene Schicht getrocknet und eine Sandung erfolgt erst dann, wenn die Trocknung erreicht ist was aber für eine wirksame Sandung zu spät sein kann.

Weiterhin zeigt das DE-GM 17 66 392 eine Sandungsanlage, bei der vor einer Düse ein Sandkegel aufrechterhalten wird, der über die Düse angeblasen wird. Der dabei mitgerissene Sand gelangt in ein Auslaufrohr. Eine genaue Sanddosierung ist hierbei schwer zu erreichen. Ähnlich wie bei der Vorrichtung nach der AT-PS 2 57 681 ist der Luftverbrauch beträchtlich. Durch Heizkörper wird bereits eine Trocknung des mit der Heizung in Kontakt kommenden Sandes erreicht Feuchter Sand, der weiter von der Heizung abliegt wird durch die Heizung auch bei größerem Energieaufwand nur unbefriedigend getrocknet so daß das Nachfließen von feuchtem Sand aus oberen Behälterbereichen nicht ohne weiteres sichergestellt werden kann.

Schließlich zeigt die DE-PS 9 36 848 einen durch einen Deckel dicht abschließbaren Sandbehälter. Der Sand in dem Behälter kann über eine erste Leitung in Verbindung mit einer Luftbrause getrocknet werden. Ober eine zweite Leitung wird Luft zum Aufwirbeln des Sandes verwendet, der über einen Trichter in das Sandungsrohr geblasen wird. Im oberen, sandfreien Teii des Behälters befindet sich ein mit dem Sandungsrohr in Verbindung stehender Rohrstutzen, über den geringe Luftmengen zur Beschleunigung des Sandes in das Sandungsrohr eintreten. Mit der bekannten Vorrichtung ist eine Einstellung der auszutragenden Sandmenge zwischen einer unteren und einer oberen Grenze nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die nicht nur eine wesentlich erhöhte Zuverlässigkeit im Betrieb aufweist, sondern deren Regelbereich wesentlich erweitert ist, so daß S'andmengen z. B. zwischen minimalen Werten von etwa 0,02 kg/30 s und maximalen Werten von etwa 5,5 kg/30 s mit ausreichender Genauigkeit einstellbar sind. Dabei soll die Dosiervorrichtung auch derart ausgebildet sein, daß sich bekannte Dosiervorrichtungen ohne größeren Aufwand in die erfindungsgemäß verbesserte Dosiervorrichtung umrüsten lassen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst

tu Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert In der dazugehörigen Zeichnung ist das Ausführungs-

|5 beispiel lediglich schematisch und stark vereinfacht wiedergegeben.

In der Zeichnung ist ein Sandvorratsbehälter einer Sandungsaniage mit 1 bezeichnet Der Sandvorratsbehälter 1 besitzt an seinem oberen Ende eine zentrale öffnung 2 zum Nachfüllen von Sand. Liie öffnung 2 ist durch einen Deckel 3 weitgehend dicht verschließbar. Der Sandvorratsbehälter besitzt an seinem unteren Ende ein trichterförmig sich verengendes Auslaufende 4, an das eine Dosiervorrichtung 5 angeflanscht ist

Die an den Sandvorratsbehälter 1 angeflanschte Dosiervorrichtung 5 besteht aus einem topfförmigen Dosierbehälter 6. In den Dosierbehälter 6 ragt durch den Boden des Dosierbehälters ein Auslaufrohr 7, dessen oberes Ende 8 unter eine feste Glocke 9 mit

Abstand von dem inneren Glockenboden ragt

Mit Abstand von dem Boden des Dosierbehälters 6 befindet sich eine luftdurchlässige Sintermetallplatte 10. Oberhalb dieser Platte ist die Glorke % angeordnet Der Sand 11 in dem Behälter 1 niht auf der Sinterplatte 10. In den sandfreien Raum 12 zwischen der Sinterplatte 10 und dem Boden des Dosierbehälters mündet eine Zuluftleitung 13, an die ein Verstärkeryentil 14 angeschlossen ist Ober das Verstärkerventil 14 kann ein Luftstrom mit einem bestimmten Druck in den

«ο Dosierbehälter 6 abgegeben werden. Hierbei kann es sich z. B. um eine Luftmenge von 1,5 l/s bei einem Druck von 0,5 bar handeln. In dem Raum 12 befindet sich eine elektrische Heizung 15 mit einem nach außen geführten Stromanschluß 16. Die in den Behälter 1 einströmende Luft streicht an der Heizung 15 vorbei und wird von dieser erwärmt

Etwa am höchsten Punkt des Behälters 1 befindet sich ein Rohrkrümmer 17 mit nach unten weisender freier Öffnung 18. An den Rohrkrümmer schließt eine Abluftleitung 19 an, die den Behälter 1 durchragt und die durch die seitliche Wandung des Dosierbehälters 5 nach außen geführt ist Hier schließt die Abluftleitung 19 an eine einstellbare Drossel 20 an, die über einen Leitungsabschnitt 21 an das Auslaufrohr 7 angeschbssen ist, das in dem Spalt zwischen einem Fahrzeugrad 23 und der Fahrbahn bzw. Schiene endet

Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung arbeitet wie folgt:
Die Fließfähigkeit des Sandes in dem Behälter 1 ist bei einem bestimmten Kornspektrum nur dann jederzeit sichergestellt, wenn der Sand in dem Behälter genügend trocken und aufgelockert ist.

Damit bei einer Bremsung des Fahrzeuges gegebenenfalls eine die Bremsung unterstützende Sandung mit großer Betriebssicherheit eingeschaltet werden kann, wird vor einer Sandung eine Zwangsbelüftung des Sandvorratsbehälters und möglichst aller luft- und sandführenden Leitungen mit durch die Heizung 15

erwärmter Luft vorgenommen, ohne daß dabei schon eine Sandförderung aus dem Behälter eingeleitet wird. Hierdurch soll der Sand vor der Einleitung einer Sandiing aiisreich-nd belüfte:! bzw. aufgelockert und getrocknet und zum Abfließen über die Glocke und das Auslaufrohr vorbereitet werden.

Eine solche Zwangsbelüftung des Sandvorratsbehälters zusammen mit dem angeflanschten Dosierbehälter läßt sich bei einem weiten Öffnungsquerschnitt der Drossel 20 erreichen. Hierbei kann die Fließfähigkeit des Sandes durch einen intensiven Luftstrom entgegen der Schwerkraft bereits stark gesteigert werden. Die Gestalt und Anordnung der Glocke 9 der Abluftleitung 19 mit Rohrkrümmung 17 und öffnung 18 und des Ablaufrohres 7 unter der Glocke sind derart gewählt und zueinander abgestimmt, daß bei einem gegebenen Sand mit einem bestimmten Kornspektrum der über die Zuluftleitung mit konstantem Druck zugeführte Luftstrom zur Förderung des Sandes über die Glocke in das Ablaufrohr 8 entgegen der Schwerkraft noch nicht ausreicht. Es bedarf dann aber nur einer geringen Drosselung des offenen Querschnittes der Drossel 20 in der Abluftleitung 19, um eine Sandförderung einzuleiten. Je enger der Drosselquerschnitt gestellt wird, um so größer ist die Sandförderung pro Zeiteinheit.

Zum Erzielen einer hohen Betriebssicherheit dei Dosiervorrichtung kann der Sandvorratsbehälter stan Hig oHp* wenigstens zeitweise bei "inprn niedrigerer Druck in der Zuluftleitung und eingeschalteter Heizung belüftet werden.

Die Abluftleitung 7 mit dei Drossel 20 ist derar ausgelegt, daß auch bei dem weitesten Drosselquer schnitt in dem Behälter noch ein Überdruck von etwj 0,01 bis 0,05 bar erzielt wird. Hierdurch wird eir Einströmen von feuchter Luft durch Undichiigkeiten ii dem Behälter sicher vermieden.

Die Heizung 15 dient zur Erwärmung der zugeführtet Luft mit der eine Trocknung des Sandes beschleunig bzw. eine Befeuchtung des Sandes durch außen Einflüsse besser vermieden wird.

Eine Befeuchtung des Sandes durch feuchte Luft wire dadurch vermieden, daß in die Zuluftleitung 13 eit auswechselbarer Filter eingeschaltet wird, der di( Feuchtigkeit der durchströmenden Luft bindet. Dabe kann es sich auch um ein körniges Material, ζ. Β Kieselgel handeln, das in den Raum 12 unter de luftdurchlässigen Platte 10 angeordnet sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Dosiervorrichtung für eine Sandungsanlage eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, zur Abgabe einer bestimmten Sandmenge pro Zeiteinheit auf die Fahrbahn unmittelbar vor die Fahrzeugräder, mit einem nach außen weitgehend dicht abschließbaren, an seinem Auslaufende sich trichterförmig verjüngenden Sandvorratsbehälter, einem an das Auslaufende des Behälters anschließenden Auslaufrohr zum Austragen des Sandes, einer an das Auslaufrohr anschließenden Luftleitung zur Abgabe einer Luftströmung in das Auslaufrohr, einer Einstellvorrichtung zur Einstellung der Luftströmung in Abhängigkeit von der über das Auslaufrohr auszutragenden Sandmenge pro Zeiteinheit und einer an das Auslaufende des Sandvorratsbehälters anschließenden Luftleitung, wobei das offene Ein'rittsende des Auslaufrohres in den Sandvorratsfeehälter bis unter eine Glocke ragt, die mit Abstand von dem Auslaufende des Behälters angeordnet und zum Auslaufende hin offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das vom Auslaufrohr (7) abliegende Ende (öffnung 18) der an das Auslaufrohr (7) anschließenden Luftleitung (Abluftleitung 19) im vom Sand im wesentlichen frei gehaltenen oberen Teil des Behälters liegt und daß die Einstellvorrichtung (Drossel 20) zur Einstellung der Luftströmung in die Abluftleitung (19) eingeschaltet ist

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ei* /tellvorrichtung eine Drossel (20) mit einstellbarem Drosselquerschnitt ist.

3. Dosiervorrichtung nach \nspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zuluftleitung (13) und dem Sandvorratsbehälter (1) eine luftdurchlässige Platte angeordnet ist,

4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem sandfreien Raum des Sandvorratsbehälters (1) unterhalb der porösen Platte (Sintermetallplatte 10 eine Heizungsanlage (Heizung 15) vorgesehen ist

5. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintrittsende des Auslaufrohres (7) durch den sandfreien Raum (12) und die poröse Platte (Sintermetallplatte 10) bis unter die Glocke (9) oberhalb der Platte (Sintermetallplatte 10) geführt ist

6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Platte (Sintermetallplatte 10) aus einem Sintermetall besteht

7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuluftleitung (13) ein Filter aus einem wasserabsorbierenden Stoff eingeschaltet ist

8. Dosiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der auswechselbare Filter in dem Raum (12). unterhalb der luftdurchlässigen Platte angeordnet ist

9. Dosiervorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Raum (12) unterhalb der luftdurchlässigen Platte (Sintermetallplatte 10) wenigstens teilweise mit dem wasserabsorbierenden Stoff angefüllt ist

10. Dosiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff aus einem körnigen Material (Kieselgel) besteht