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Verfahren und Vorrichtung zum Beheizen eines
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Gleisteiles Patentansprüche: Seiten 2 - 3 Beschreibung: Seiten 4
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beheizen eines Gleisteiles,
bei welchem am Gleisteil ein fester Brennstoff angeordnet und entzündet wird, sowie
eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Eisenbahngleise und deren Bauteile, insbesondere Weichen, müssen im
Winter zur Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit schnee- und eisfrei gehalten
werden. Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen zum Beheizen von Schienen bekannt,
die sich im wesentlichen in der Art der aufgewendeten Energie unterscheiden. Bei
elektrischen Schienenheizungen werden beispielsweise stromdurchflossene Heizelemente
an den zu erwärmenden Schienen befestigt, während bei Gasheizungen Brenner bzw.
Strahler mit Stadt-, Propan- der Butangas gespeist werden und das Gas mit angesaugter
Luft verbrannt wird, wobei die Erwärmung der Schienen durch Infrarotstrahlung erfolgt.
Ferner sind Heizungen bekannt, bei denen ein fluides Medium, wie Luft oder eine
Flüssigkeit, erhitzt und über ein Leitungssystem im Kreislauf an den zu erwärmenden
Gleisteilen vorbeigeleitet wird.
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Als nachteilig erweist sich bei allen bekannten Heizsystemen zunächst,
daß das Heizmedium in häufig sehr langen Leitungen an die zu beheizenden Gleisteile
herangebracht werden muß, wozu je nach den örtlichen Gegebenheiten mehr oder weniger
aufwendige Installationen erforderlich sind.
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Die Heizanlagen und Leitungssysteme sind überdies beispielsweise durch
Arbeiten im Schienenbereich und durch Erschütterungen beim Befahren der Gleise der
Beschädigungsgefahr ausgesetzt und unterliegen dem Verschleiß durch Witterungseinflüsse.
Sie verursachen ferner nicht nur relativ hohe Einbaukosten, sondern erfordern auch
Steuerungs- und Oberwachungseinrichtungen, die einer sorgfältigen Wartung und auf
jeden Fall einer Versorgung mit elektrischer Energie bedürfen. Es gibt außerdem
in vielen Ländern noch immer Bahnstrecken, die nur von Diesel- und Dampflokomotiven
befahren werden und an die elektrischer Strom und sonstige Heizmedien, wie Propangas,
nur mit Mühe herangebracht werden könnten.
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Aus der DL-PS 111 229 ist es ferner bereits bekannt, an einem zu beheizenden
Gleisteil ein katalytisch wirkendes Heizelement vorzusehen, das aus einem Trägermaterial
mit angelagerten Aktivatoren besteht, und Kohlenwasserstoffe aus einem Tank durch
das Heizelement zu führen, so daß sie an den Aktivatoren des Heizelementes reagieren
und Wärme freigeben. Auch diese bekannte Maßnahme ist wegen des Erfordernisses eines
speziellen Heizelementes und einer Brennstoffzufuhr relativ aufwendig und kostspielig.
Schließlich ist es aus der DT-AS 1 015 029 bekannt, an einem Gleisteil ein Gehäuse
anzubringen und in dieses feste Brennstoffe, insbesondere in Form von Braunkohlenbriketts,
einzubringen und zu entzünden, wobei
die Verbrennungsgase durch
Löcher im Heizgehäuse entweichen, das überdies Öffnungen für die Zufuhr der Verbrennungsluft
aufweisen muß. Diese Ausführung hat vor allem den Nachteil eines relativ geringen
Wirkungsgrades und erfordert nach jeder Heizphase ein Entfernen der Asche; außerdem
ist das Entzünden von Kohlebrennstoffen oder dergleichen relativ mühsam und der
Verbrennungsvorgang mit der Gefahr verbunden, daß z.B. durch ein Verlegen der Gehäuseöffnungen
die Reaktion mangels Luftzufuhr zum Erliegen kommt oder die Verbrennung durch den
Fahrtwind der Züge beeinträchtigt wird.
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Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Beheizen eines Gleisteiles zu schaffen, die es ermöglichen, nicht nur ohne elektrische
Energie und die übrigen bisher verwendeten Heizmedien auszukommen, sondern auch
konstruktiv und wirtschaftlich aufwendige Heizanlagen und Installationen, insbesondere
für die Zuleitung des Heizmediums zu den zu erwärmenden Gleisteilen, zu vermeiden
und eine Beheizung von hohem Wirkungsgrad zu gewährleisten. Das erfindungsgemäße
Verfahren zum Beheizen eines Gleisteiles, bei dem am Gleisteil ein fester Brennstoff
angeordnet und entzündet wird, zeichnet sich dadurch aus, daß als fester Brennstoff
eine Mischung aus aluminothermischem Material verwendet wird, die in einen am Gleisteil
vorgesehenen geschlossenen Hohlraum eingebracht wird.
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Die erfindungsgemäße Verfahrensweise macht aufwendige Installationen
an den Schienen sowie Energiezuleitungen und Steuerungseinrichtungen überflüssig.
Die nach dem Zünden der Mischung aus aluminothermischem Material ablaufende Reaktion
setzt eine beträchtliche Wärmemenge frei, die bei Verwendung eines geeigneten Wärmespeichermaterials
im Bereich der zu beheizenden Gleisteilzone über eine mehrere Stunden umfassende
Zeitspanne an den Gleisteil abgegeben wird. Ein wesentlicher Vorteil der aluminothermischen
Reaktion besteht auch darin, daß sie unter Luftabschluß in einem geschlossenen Raum
vor sich geht, d.h. keine Sauerstoffzufuhr benötigt, und durch Umwelteinflüsse,
z.B. den Fahrtwind der Züge, nicht beeinträchtigt wird.
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Der Mischung aus aluminothermischem Material, die vorzugsweise als
leicht austauschbarer Formkörper in den geschlossenen Hohlraum eingesetzt wird,
wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein die Oxydation verlangsamender
Zusatz, beispielsweise Quarzsand, beigegeben.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zur Durchführung
des geschilderten Verfahrens ist mit einem an der zu beheizenden Gleisteilzone,
insbesondere der Laschenkammer einer Schiene, montierbaren Gehäuse für den festen
Brennstoff versehen und dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen sich entlang
der Gleisteilzone erstreckenden, nach
außen abgeschlossenen Hohlraum
zur Aufnahme einer vorzugsweise als Formkörper vorliegenden Mischung aus aluminothermischem
Material und zumindest auf der der Gleisteilzone zugekehrten Seite eine aus wärmespeicherndem
Material gebildete Wandung aufweist.
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Bei einer zum Beheizen einer Schiene bestimmten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung füllt das Gehäuse, das im wesentlichen als sich von der Schiene seitlich
wegerstreckender Kasten ausgebildet ist, mit seiner aus wärmespeicherndem Material
bestehenden Wandung die Laschenkammer der Schiene im wesentlichen voll aus.
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Für die praktische Anwendung dieser Ausführung erweist es sich als
besonders vorteilhaft, wenn die Gehäusewandungen, die sich von der aus wärmespeicherndem
Material gebildeten Wandung wegerstrecken, einen Doppelmantel aufweisen, der mit
gegen eine Wärmeabstrahlung isolierendem Material ausgefüllt ist.
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Die Erfindung und weitere Vorteil derselben werden nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Abbildung näher erläutert, die schematisch im Schnitt ein Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, mit welcher eine Schiene beheizt wird.
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Bei dem gezeigten Beispiel ist in der Laschenkammer (L) eine Schiene
(S), z.B. der Backenschiene einer Vignol-Weiche, ein im wesentlichen kastenförmiges
Gehäuse (1) angeordnet, das an der Schiene mittels nicht gezeigter Befestigungsorgane,
z.B. Klammern, montiert ist. Das Gehäuse, das sich über eine vorbestimmte Länge
der Schiene erstreckt, weist an seiner der Laschenkammer zugekehrten Seite eine
Wandung auf, die durch eine Schicht (2) aus wärmespeicherndem Material, z.B. Schamott,
gebildet ist, welche die Laschenkammer (L) im wesentlichen ausfüllt. Die sich von
der Schicht (2) wegerstreckenden Gehäusewandungen haben einen Doppelmantel (3) in
dessen Hohlräumen ein gegen Wärmeabstrahlung isolierendes Material (4) vorgesehen
ist. Zumindest der innere der beiden Gehäusemäntel (3) besteht aus zunderfestem
Blech oder dergleichen.
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Im Gehäusehohlraum ist eine Mischung aus aluminothermischem Material
in Form eines Ziegels (5) angeordnet, der durch die aufklappbare obere Wandung (6)
des Gehäuses in den Gehäusehohlraum eingebracht wird und diesen im wesentlichen
ausfüllt. Das als Glühmasse dienende aluminothermische Material ist mit einem geeigneten
Zusatz, wie Quarzsand, versehen, der bewirkt, daß die Oxydation möglichst langsam
abläuft und die Reaktionsprodukte fest bleiben. Der Ziegel (5) ist z.B.
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durch Wasserglas gebunden und kann als vorgefertigter Formkörper in
das Gehäuse (1) eingesetzt werden.
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Im Gebrauch wird der Ziegel (5) mit Hilfe eines Spezialzünders entzündet,
worauf die Oxydation von selbst abläuft.
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Der langsam verbrennende Glühmasseziegel gibt die Wärme an das wärmespeichernde
Material (2) ab, das seinerseits über eine Zeitspanne von mehreren Stunden Wärme
gegen die Schiene abstrahlt. Beispielsweise kann, ausgehend von einer Anfangstemperatur
von 4000C, die Schiene über mehrere Stunden, z.B.
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8 Stunden, auf einer Temperatur von über 200C gehalten werden, wodurch
Schnee zum Schmelzen gebracht und jegliche Eisbildung verhindert wird. Das wärmespeichernde
Material (2) wird selbstverständlich so gewählt, daß jegliche Gefahr einer schädlichen
Beeinflussung des Schienenmaterials durch zu hohe Reaktionstemperatur vermieden
wird.
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Um eine gezielte Wärmeabgabe an die Laschenkammer und Teile des Schienenkopfes
sowie des Schienenfußes zu erreichen und eine Wärmeabstrahlung nach außen zu verhindern,
wird ein entsprechendes Isoliermaterial (4) verwendet.
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Die beschriebene Vorrichtung kann auch von ungeschultem Personal auf
einfache Weise und rasch, z.B. mittels Klammern, an der Schiene befestigt und wieder
entfernt werden. Ebenso einfach ist es, den Glühmasseziegel in das Gehäuse einzubringen
bzw. bei Bedarf gegen einen neuen Ziegel auszutauschen. Die Glühmasseziegel werden
zweckmäßig in eine Kunststoffolie eingeschweißt, damit sie bis zum Einsatz gegen
Feuchtigkeit
geschützt sind. Zur Inbetriebnahme der Heizung braucht lediglich der vom Kunststoffüberzug
befreite Glühmasseziegel in das Gehäuse eingelegt und mittels eines Spezialzünders
entzündet werden. Der Ziegel verbrennt sodann im geschlossenen Gehäuse ohne das
Erfordernis einer Sauerstoffzufuhr und ohne Gefahr einer Beeinträchtigung der Oxydation
durch Umwelteinflüsse.
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Die Erfindung ermöglicht es, Gleisteile, wie Schienen und insbesondere
alle Teile von Weichen, z.B. auch deren Herzstücke, zu beheizen und dadurch schnee-
und eisfrei zu halten.
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Es versteht sich, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel im Rahmen
des allgemeinen Erfindungsgedankens verschiedentlich abgewandelt werden kann. So
braucht das Gehäuse nicht unbedingt in der Laschenkammer einer Schiene montiert
zu werden, sondern könnte auch an der Unterseite des Schienenfußes oder diesen umfassend
angebracht werden. Ferner kann sich wärmespeicherndes Material im Hohlraum des Gehäusemantels
auch über den gesamten Umfang des Gehäuses erstrecken; in diesem Fall muß jedoch
das Gehäuse an seiner freien Außenseite von einer Isolierschicht abgedeckt werden.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich auch andere
Gleisteile als Schienen, z.B. Stellwerksteile, einwandfrei beheizen.
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L e e r s e i t e