DE4127016A1

DE4127016A1 - Sandstreuer fuer eine lokomotive

Info

Publication number: DE4127016A1
Application number: DE4127016A
Authority: DE
Inventors: Jurij Ivanovic Osenin; Aleksei Nikolaevic Konjaev; Aleksandr Leonidovic Golubenko; Villi Vilgelmovic Avgust; Georgij Sergeevic Melikdzanov; Igor Alekseevic Baleskov; Aleksandr Nikolaevi Voloscenko; Nikolai Matveevic Michin; Erik Chelmutovic Tasang; Aleksandr Semenovic Kljuev; Petr Ivanovic Kudla
Original assignee: LUGANSKIJ MASINOSTROITEL NYJ I
Current assignee: LUGANSKIJ MASINOSTROITEL NYJ I
Priority date: 1991-08-13
Filing date: 1991-08-16
Publication date: 1993-02-18
Anticipated expiration: 2011-08-17
Also published as: GB2258640B; FR2680491B1; GB9117455D0; GB2258640A; DE4127016C2; FR2680491A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Eisenbahnverkehrswesens und betrifft Vorrichtungen zur Verbesserung der Haftreibung zwischen den Rädern und den Schienen, insbesondere Sandstreuer für Lokomotiven.

Die Anwendung von Sandstreuern bei den Lokomotiven zur Verbesserung der Haftreibung zwischen den Rädern und den Schienen durch Zuführung von Sand zu ihrer Kontaktstelle ist praktisch vom Entstehungstag des Eisenbahnverkehrs her bekannt und und hat sich bis zu unseren Tagen erhalten. Leichte Beschaffbarkeit und Billigkeit des Sandes trugen dazu bei.

Zur Zeit erfuhren im Eisenbahnverkehrswesen Sandstreuer eine Verbreitung, deren Wirkungsweise auf Mitnahme und Beförderung von Sand durch Druckluft beruht. Ein typisches Beispiel für solche Sandstreuer stellt der an sämtlichen Lokomotiven in der Sowjetunion benutzte Sandstreuer dar, welcher ein Gehäuse mit darin eingebauten Stutzen für die Zufuhr von Druckluft enthält, die zur Mitnahme und Beförderung von Sand notwendig ist.

In anderen Ländern sind Sandstreuer für Lokomotiven verbreitet, die auf einem ähnlichen Prinzip aufgebaut sind.

Diese Sandstreuer weisen folgende Nachteile auf:

- niedrige Effektivität und Wirtschaftlichkeit, bedingt durch unveränderlichen Durchsatz des Sandstreuers,
- schlechte Einstellbarkeit auf die notwendige Sandzufuhrmenge,
- unbefriedigende Reproduzierbarkeit der Arbeitsergebnisse,
- Betriebsausfälle durch Geraten der Feuchtigkeit von Druckluft und den Endabschnitten von Sandzuführungsrohren in den Sand.

Die Vervollkommnung der Sandstreuerkonstruktion zur Beseitigung der aufgeführten Mängel führte zur Schaffung von Sandstreuern, bei denen der Sand von der Mischkammer durch eine Klappe getrennt ist, die mit einem Elektromagnetantrieb versehen ist. Der Sandstreuer enthält ein Gehäuse mit Kanälen für den Anschluß an einen Bunker und eine Sandleitung, einen Stutzen für die Zuführung von Druckluft und einen mit der Klappe verbundenen Elektromagnet mit einem federbelasteten Anker.

Bekannt ist ferner eine Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Sandstreuers, enthaltend einen Bunker, der über einen vertikalen Kanal mit einem Stutzen für die Zuführung von Druckluft und einem Stutzen für den Abzug von Sand-Luft-Gemisch kommuniziert, und eine Verschlußklappe, die aus einer Platte besteht, deren oberes Ende an der Kanalwandung befestigt ist und deren unteres Ende im Wirkungsbereich eines Elektromagnetantriebes liegt, der zwei beiderseits der Platte angeordnete Elektromagnete mit permanent magnetisierten Kernen einschließt.

Nachteile der beschriebenen Vorrichtungen sind

- niedrige Effektivität und Wirtschaftlichkeit, die durch unveränderlichen Durchsatz des Sandstreuers bedingt ist,
- erhöhter Verschleiß der Arbeitselemente durch große Kräfte, die bei ihrer Beaufschlagung mit Sand entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Sandstreuer zu schaffen, bei dem die konstruktive Ausbildung der Hauptelemente es gestatten, die Effektivität, die Wirtschaftlichkeit und die Betriebssicherheit desselben zu erhöhen.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß beim Sandstreuer für eine Lokomotive, enthaltend ein Gehäuse mit einem vertikalen Kanal, welcher auf der einen Stirnseite mit einem Stutzen für die Zuführung von Sand und auf der anderen Stirnseite über eine elektrisch angetriebene Verschlußklappe mit einer mit einer Druckluftquelle und einem Stutzen für den Abzug von Sand-Luft-Gemisch verbundenen Mischkammer kommuniziert, erfindungsgemäß die Klappe im Wirkungsbereich des Elektromagnetantriebes angeordnet ist und eine elastische Platte aufweist, die am Gehäuse befestigt ist und an ihrem Ende einen Absperrverschluß trägt, der die Zuteilöffnung des vertikalen Kanals periodisch verschließt.

Bei einer der Ausführungsformen der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Elektromagnetantrieb einen Geschwindigkeitsgeber und eine Steuereinheit enthält und daß dessen Kern axialverschiebbar und relativ zur Spule festlegbar ausgebildet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Absperrverschluß mit einem Gewicht für die Zusammenwirkung mit dem Gehäuse versehen ist.

Eine derartige konstruktive Ausbildung der Sandstreuerelemente macht es möglich, den Durchsatz der Sandzuführung durch den Sandstreuer proportional der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive zu ändern, wodurch unabhängig von ihr die Beständigkeit der optimalen Sandmasse im Kontaktbereich zwischen Rädern und Schienen sichergestellt wird.

Dadurch werden die höchstmögliche Effektivität und Wirtschaftlichkeit bei der Verwendung von Sand zur Verbesserung der Haftreibung zwischen den Rädern und den Schienen erzielt.

Das Wesen der Erfindung besteht im folgenden.

Die Voraussetzungen für die Entwicklung der Erfindung beruhen auf Ergebnissen von experimentellen und theoretischen Untersuchungen, gemäß denen der maximale Haftreibungswert zwischen den Rädern und den Schienen lediglich bei der Zuführung einer ganz bestimmten Sandmenge zum Kontaktbereich erreicht werden kann. Eine Abweichung von diesem Sandmassenwert sowohl im Sinne der Vergrößerung als auch der Verkleinerung bewirkt eine Verringerung des Haftwertes zwischen den Rädern und den Schienen. Die Realisierung dieser These setzt eine Änderung des Durchsatzes der Sandzuführung durch den Sandstreuer in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive voraus.

Dazu erfolgt die Zuführung von Sand aus dem vertikalen Kanal in die Mischkammer mit anschließender Beförderung durch Druckluft unter die Räder der Lokomotive durch Öffnen der Zuteilöffnung mittels der Verschlußklappe in genauer Übereinstimmung mit der Dauer elektrischer Impulse, die von der Steuereinheit an den Elektromagnet gegeben werden und eine Funktion der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive sind.

Dadurch wird der Durchsatz der Sandzuführung durch den Sandstreuer mit wachsender Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive größer.

Eine Erhöhung der Betriebssicherheit des Sandstreuers erfolgt durch einseitige Befestigung des Absperrverschlusses rechtwinklig zur elastischen Platte, wodurch die Kräfte und somit der Verschluß reduziert werden, die bei der Beaufschlagung des Absperrverschlusses mit der Sandmasse entstehen, weil sie in diesem Fall in einem minimalen Winkel zueinander zusammenarbeiten.

Außerdem ist zwischen dem Absperrverschluß und der Zuteilöffnung ein Spalt vorgesehen, der dem 2- bis 3fachen Sandkorndurchmesser (1,0 bis 1,5 mm) gleich ist und eine Zerkleinerung der Sandkörner ausschließt, wodurch ein intensiver Abrasivverschleiß vermieden wird.

Zur Erhöhung der Effektivität des Sandstreuers durch Einstellung der Anfangsbedingungen für die Sandzuführung ist der Elektromagnetkern axialverschiebbar und relativ zur Spule festlegbar ausgebildet.

Der Sandstreuer für eine Lokomotive läßt somit dank den Eigenschaften, die ihm durch die Kennzeichnungsmerkmale verliehen sind, die höchstmöglichen Haftreibungswerte zwischen den Rädern und den Schienen und eine rationelle Ausnutzung von Sand durch Zuführung einer optimalen Sandmasse zum Kontaktbereich aufgrund einer Änderung des Sandstreuerdurchsatzes in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit während der Fahrt der Lokomotive erreichen.

Es wurde festgestellt, daß die Anwendung eines Sandstreuers mit den erwähnten Eigenschaften folgende Vorzüge zu erzielen erlaubt:

- Erhöhung der Effektivität beim Sandeinsatz um 5 bis 15% (nach dem Haftwert beurteilt),
- Reduzierung des Sandverbrauchs um das zweifache und mehr,
- Verringerung des Verschleißes der Rad- und Schienenlaufflächen sowie der vor Auftreffen von Sand ungeschützten Fahrzeugteile,
- Erhöhung der Verkehrssicherheit,
- kleinstmögliche Verunreinigung des Bahnkörpers.

Die vorgenannten Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich anhand der nachfolgenden konkreten Beschreibung einer Ausführung des Sandstreuers für eine Lokomotive und der beigelegten Zeichnungen erläutern, in denen es zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Sandstreuers für eine Lokomotive und

Fig. 2 die Betriebskennlinie des Sandstreuers in schematischer Darstellung als Diagramm, in dem die Abhängigkeit des Sandzufuhrdurchsatzes von der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive wiedergegeben ist.

Der Sandstreuer für eine Lokomotive (Fig. 1) enthält einen Geschwindigkeitsgeber 1, der mit einer Steuereinheit 2 verbunden ist, welche eine elektrische Verbindung zu Sanddüsen hat, die aus einem Gehäuse 3 und einem in dessen Innerem vertikal angeordneten Kanal 4 bestehen, welcher auf der einen Stirnseite mit einem Sandzuführungsstutzen 5 und auf der anderen, eine Zuteilöffnung 6 aufweisenden Stirnseite mittels einer elektrisch angetriebenen Verschlußklappe über eine Mischkammer 7 mit einer Druckluftzufuhrquelle 8 und einem Stutzen 9 für den Abzug von Sand-Luft-Gemisch kommuniziert. Die Querschnittsfläche der Zuteilöffnung 6 wird periodisch von einem Absperrverschluß 10 verschlossen, welcher an einer elastischen Platte 11 einseitig befestigt und mit einem Gewicht 12 als ein Ganzes ausgebildet ist.

Der Anker 13 ist an der elastischen Platte 11 angebracht und einer Elektromagnetspule 14 zugekehrt, die aus einem Gehäuse 15 mit angegossenem Ansatz 16, einer Spule 17 und einem mittels eines Schaftes 19 und einer Sicherungsmutter 20 am Gehäuse befestigten Kern 18 besteht. Am Ende des Schaftes 19 ist ein Schlitz 21 ausgebildet. Die Spule 17 ist von der Mischkammer 7 durch eine Dichtung 22 getrennt.

Die Wirkungsweise des Sandstreuers für eine Lokomotive ist wie folgt.

Der Sand gelangt über den Stutzen 5 in das Gehäuse 3 und wird im Raum des vertikalen Kanals 4 durch den Absperrverschluß 10 gehalten.

Soll der Sand unter die Räder der Lokomotive gegeben werden, werden dem Elektromagnet 14 elektrische Impulse veränderlicher Dauer zugeführt, die durch die Steuereinheit 2 erzeugt werden und von Signalparametern des Geschwindigkeitsgebers 1 abhängig sind. Dadurch wird die Proportionalität der Dauer der von dem Elektromagnet 14 empfangenen Impulse und der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive erzielt. Infolgedessen führt der Anker 13, in dem er die elastische Platte 11 und den Absperrverschluß 10 mitnimmt, Schwingbewegungen zwischen der Zuteilöffnung 6 und dem Elektromagnetkern 18 aus, wodurch gemäß der Dauer des elektrischen Impulses die Zuteilöffnung 6 periodisch geöffnet wird und der Sand in die Mischkammer 7 gelangt.

Zu demselben Zeitpunkt, in welchem die Gabe der elektrischen Impulse beginnt, wird von der Quelle 8 Druckluft zugeführt, die den Sand über den Stutzen 9 unter die Räder der Lokomotive fördert. Zum Abbrechen der Sandzufuhr wird die Spule 17 stromlos gemacht und die Druckluftzufuhr hört auf.

Das Aufmachen der Zuteilöffnung 6 durch den Absperrverschluß 10 gemäß der Dauer der elektrischen Impulse, die eine Funktion der Fahrgeschwindigkeit der Lokomotive sind und an den Elektromagnet 14 gegeben werden, macht es möglich, den Sandzufuhrdurchsatz zu verändern und die im Diagramm von Fig. 2 gezeigte Betriebskennlinie des Sandstreuers zu erzielen.

Die Einstellung des Sandstreuers auf einen bestimmten Anfangsdurchsatz geschieht durch Verstellung des Kernes 18 relativ zur Spule 17. Die Verstellung des Kernes 18 wird durch Drehen des Schaftes 19 unter Benutzung des Schlitzes 21 mit anschließender Festlegung der notwendigen Lage mit der Sicherungsmutter 20 durchgeführt.

Dadurch wird eine Änderung der Magnetfeldkraft der elektrischen Spule erreicht, die die Größe des Ausschlags des Ankers 13 und und die Stärke dessen Anziehung an den Kern 18 bestimmt.

Zum besseen Ausfließen des Sandes aus der Zuteilöffnung 6 ist am Absperrverschluß 10 das Gewicht 12 befestigt, das bei der Rückkehr des Absperrverschlusses 10 in die Ausgangslage Stoßimpulse der Stirnwand erteilt, in welcher die Zuteilöffnung 6 ausgeführt ist.

Claims

1. Sandstreuer für eine Lokomotive, enthaltend ein Gehäuse (3) mit einem vertikalen Kanal (4), welcher auf der einen Stirnseite mit einem Stutzen (5) für die Zuführung von Sand und auf der anderen Stirnseite über eine elektrisch angetriebene Verschlußklappe mit einer Mischkammer (7) kommuniziert, die mit einer Druckluftquelle (8) und einem Stutzen (9) für die Abfuhr von Sand-Luft-Gemisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe im Wirkungsbereich des Elektromagnetantriebes angeordnet ist und eine elastische Platte (11) aufweist, die am Gehäuse (3) befestigt ist und an ihrem Ende einen Absperrverschluß (10 trägt, der die Zuteilöffnung (6) des vertikalen Kanals (4) periodisch verschließt.

2. Sandstreuer für eine Lokomotive nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnetantrieb einen Geschwindigkeitsgeber (1) und eine Steuereinheit (2) enthält und daß dessen Kern (18) axialverschiebbar und relativ zur Spule festlegbar ausgebildet ist.

3. Sandstreuer für eine Lokomotive nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrverschluß (10) mit einem Gewicht (12) für die Zusammenwirkung mit dem Gehäuse (3) versehen ist.