EP3418450A1 - Tunnelreinigungsvorrichtung - Google Patents

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EP3418450A1
EP3418450A1 EP17177161.1A EP17177161A EP3418450A1 EP 3418450 A1 EP3418450 A1 EP 3418450A1 EP 17177161 A EP17177161 A EP 17177161A EP 3418450 A1 EP3418450 A1 EP 3418450A1
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EP
European Patent Office
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discharge
cleaning
dirt
discharge pipe
suction
Prior art date
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EP17177161.1A
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EP3418450B1 (de
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Beat BRÜGGER
Matthias BRÜGGER
Thomas BRÜGGER
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Bruegger Htb GmbH
Bruegger Htb GmbH
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Bruegger Htb GmbH
Bruegger Htb GmbH
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Publication date
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    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/005—Mobile installations, particularly for upkeeping in situ road or railway furniture, for instance road barricades, traffic signs; Mobile installations particularly for upkeeping tunnel walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
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    • E01B27/06—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/10—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track without taking-up track
    • E01B27/102—Removing unwanted material without removing the ballast
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
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    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B05B14/30—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material comprising enclosures close to, or in contact with, the object to be sprayed and surrounding or confining the discharged spray or jet but not the object to be sprayed

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device for dry cleaning a tunnel, comprising a feed device for supplying an air flow to a surface to be cleaned, wherein the feed device comprises an outlet opening through which the air flow exits the feed device.
  • the cleaning device further comprises a discharge device comprising at least one discharge pipe with a free end for sucking dirt or debris from the surface with the free end in a first direction.
  • the lanes of road and rail vehicles must be maintained on a regular basis. This includes cleaning the lanes.
  • the regular grinding of the rails in order to prevent material fatigue due to running surface errors. In such work, a lot of fine dust and dirt, which is deposited in the rail bed and in the banquet of the roadway.
  • the cleaning vehicle comprises a cleaning head which can be positioned above the roadway.
  • a cleaning head includes water nozzles, which generate a directed onto the surface to be cleaned water jet. With a suction shoe dirt and water are sucked up and directed into a dirt container on the cleaning vehicle.
  • Another type of cleaning is dry cleaning. In this cleaning does not take place with a liquid but only with air. This has the advantage that it is mechanically gentler on the facilities in the tunnel and corrosion damage due to moisture introduced are avoided.
  • Such a cleaning device mounted on a rail vehicle comprises a plurality of arms projecting from the rail vehicle and pointing to the tunnel walls. At the respective outer ends of the arms a suction shoe is arranged to suck the dirt from the tunnel walls and the tunnel ceiling.
  • the arms are adjustable in length, so that obstacles can be avoided on the walls and the ceiling while driving by moving the arms towards the vehicle.
  • the rail vehicle also includes a further cleaning unit for cleaning the ballast next to the rails.
  • a suction tube with a rectangular suction shoe can be lowered next to the rails to the ballast out.
  • the surface to be cleaned is blown off with compressed air.
  • Another cleaning device describes the EP 0 887 470 A1 (Schörling-Brock GmbH).
  • This discloses a rail vehicle with a device for cleaning grooves in rails.
  • the device comprises a suction shoe, which is moved a short distance above the rail.
  • a rotating brush In the direction of travel is close to the rear end of the suction shoe, a rotating brush to solve the hard dirt in the groove.
  • the direction of rotation of the brush is opposite to the direction of travel, so that the dirt dissolved by the brush is thrown in the direction of the suction shoe.
  • a nozzle which can generate a directed to the bottom of the groove cleaning stream in the form of a compressed air-water mixture.
  • the brush and the nozzle are adjustable in the direction perpendicular to the groove. This allows the brush and nozzle to be lifted when cleaning turnouts.
  • Such known cleaning devices have a suction shoe with a relatively large cross-sectional area, which covers half or even the entire width of the track with the two tracks. As a result, it is indeed possible to suck in dirt in one passage over a relatively large area.
  • suction shoes are not very efficient. If a thorough cleaning is to be achieved, that is, as much as possible, and especially deep lying in the gravel or underground dust are sucked, a very high suction power of several thousand kilowatts is required. A suction fan, which provides such a power, generates a lot of heat.
  • large-scale heat generation in tunnels is problematic: it creates a fire hazard, can damage infrastructure in tunnels and degrade working conditions for workers and operators in the tunnel.
  • the object of the invention is to provide a cleaning device belonging to the technical field mentioned at the beginning, which enables an efficient and at the same time thorough cleaning of a tunnel.
  • the supply device is arranged such that the air flow exits the delivery opening in a second direction towards the opening of the free end of the discharge tube and impinges on the surface, wherein the first direction is at an angle between 45 ° and 80 ° , in particular at an angle between 60 ° and 70 °, is aligned with the second direction.
  • the dirt or the waste is not only solved by the supplied air flow from the surface, as in known cleaning equipment, but the air flow is inclined to the suction direction, particularly much dirt and waste can be replaced and then sucked. This allows efficient cleaning of the tunnel.
  • an angle between 45 ° and 80 ° is particularly advantageous. That is, the dirt released from the surface or the dirt that rests freely on the surface is substantially blown toward the opening of the free end of the discharge tube. This avoids that the upset or dissolved by the air flow dirt is conveyed into an area next to the discharge tube, which is no longer detected by the discharge tube and thus can not be absorbed by the free end of the discharge tube.
  • the inventive arrangement of the feed device allows a particularly thorough cleaning of the surface relative to the free end of the discharge tube.
  • Dry cleaning in the present description is understood to mean cleaning with air or another gas, but essentially without the use of a liquid. This means that, unlike wet cleaning, no liquid is used to dissolve the dirt from the surface, but rather a gas. This statement refers to the loosening and collecting of dirt and waste. Even if a liquid is added to the collected dirt and debris in a later step, it is a dry cleaning, as long as substantially no liquid is applied to the surface to be cleaned.
  • surface includes not only the uppermost layer but also areas immediately below the uppermost layer.
  • a loose subsoil such as, for example, a gravel or gravel bed
  • a deeper layer in the gravel or gravel bed which is at a distance from a topmost layer also comprises the term surface.
  • dirty and “waste” include all substances that are not part of the road infrastructure and that are not intended to remain in the carriageway area. These include, for example, dust, soot, lubricants, defective parts, garments, food, packaging materials such as beverage bottles and plastic bags, plants, pests and insects.
  • the discharge tube can basically have any desired cross-section.
  • the discharge tube may have a circular, an oval, a rectangular or a cross section with several corners.
  • the feed device preferably comprises a feed tube. This may also have any cross-section, such as a circular, an oval, a rectangular or a polygonal cross-section.
  • dirt or waste is sucked off the surface in a first direction with the free end of the discharge pipe.
  • the first direction corresponds substantially to a longitudinal axis of the discharge tube in the region of the free end of the discharge tube.
  • the second direction is thus defined by the points which lie in the spatial center of the air jet, which is located between the outlet opening and the surface.
  • the term "opening the free end of the purge tube" means that a first distance between the center of the exit port and the center of the cross-sectional area of the opening in the free end of the purge tube is greater than a second distance between the central impingement point of the air jet on the surface and the center of the cross-sectional area of the opening in the free end of the discharge tube.
  • the air jet is directed towards the opening of the free end of the discharge tube.
  • the claimed angle between the first direction and the second direction corresponds to the smallest angle between these two directions.
  • the feed device is designed to be arranged adjacent to the discharge pipe.
  • the air jet can be guided particularly close to the discharge pipe.
  • the dirt and dust dissolved and stirred up by the air jet can therefore be absorbed particularly well by the discharge pipe.
  • the distance between the center of the cross-sectional area of the exit opening of the feeder and the center of the cross-sectional area of the opening of the free end of the discharge tube is less than 0.5 m, preferably less than 0.3 m.
  • the feed device and the discharge device are arranged close to one another. This allows a particularly close guidance of the air flow to open the free end of the discharge tube, whereby a particularly efficient suction and thus a particularly thorough cleaning of the surface are possible.
  • the discharge tube is arranged such that it can be guided as close as possible to the surface.
  • the feed device is preferably arranged so that it can be guided as close to the surface.
  • the cleaning device is adapted to clean a roadway and an area next to the roadway and the tunnel walls and possibly also the tunnel ceiling.
  • the cleaning device comprises several Cleaning units, preferably at least one for the roadway, at least one for the ground next to the roadway and at least one for the tunnel walls.
  • these cleaning units or at least one or more thereof comprise a feed device and a discharge device according to claim 1.
  • the discharge device comprises a plurality of discharge pipes for suction, preferably at least 10 discharge pipes per meter, more preferably at least 20 discharge pipes per meter.
  • the suction surface for sucking dirt and waste can be increased, while a high suction power is ensured per tube. This allows efficient cleaning of the surface.
  • the discharge pipes are arranged in a row next to each other.
  • the discharge pipes are arranged side by side, so that the discharge pipes are adjacent to each other and touch each other. With this arrangement, a particularly efficient cleaning of the surface can be achieved.
  • the cleaning device is mounted on a vehicle, the discharge pipes are preferably arranged in a row next to one another in a direction transverse to the direction of travel of the vehicle.
  • the discharge pipes to each other at a mutual distance, which preferably does not exceed 10 cm, more preferably 5 cm.
  • the discharge tube comprises an end member at an end of the discharge tube facing the cleaning surface, the end member being movable relative to the supply means.
  • the opening for sucking dirt or debris is at the free end of the end member.
  • the end element may for example be pivotally mounted, linearly displaceable and / or rotatable relative to the feed device.
  • the opening can be positioned relative to the surface to be cleaned so that as much dirt and waste can be absorbed.
  • the end element can also be positioned in an optimal manner to the feed device, so that the dissolved and stirred up by the air flow dirt can be absorbed as efficiently as possible through the opening in the end member.
  • the end member is made of a rigid material such as sheet metal or the like. As a result, the opening at the free end keeps its shape, so that a reliable suction of the dirt from the surface is made possible.
  • the discharge tube has no end element and that the discharge tube is fixed immovably relative to the feed device.
  • the end element of a first discharge pipe of the plurality of discharge pipes is movable relative to an end element of a second discharge pipe of the plurality of discharge pipes.
  • all discharge pipes are individually movable or adjustable.
  • the cleaning device can be matched exactly to the surface to be cleaned.
  • several individual discharge tubes can be raised or positioned at an angle to the surface for better cleaning.
  • by this adjustability and recesses and depressions are sucked in the surface to be cleaned by one or more individual discharge tubes are positioned in the recess. This allows an efficient and thorough cleaning even on uneven surfaces.
  • each end element is movable independently of the other end elements. This allows the greatest possible flexibility in setting the discharge pipes.
  • the end elements of a cleaning device for a substantially horizontal surface for.
  • a rail bed or a banquet adjustable in the vertical direction.
  • the free ends of the end elements can be positioned in a simple manner relative to the surface to be cleaned.
  • the maximum adjustability of a first end element relative to a second end element is at least 20 cm, preferably between 25 cm and 30 cm, in the vertical direction.
  • the cleaning device can be adapted as best as possible to obstacles or depressions in the surface.
  • the discharge pipes are arranged immovable or only all discharge pipes can be moved together.
  • the discharge tube has an inner diameter of 5 to 30 cm, preferably an inner diameter of 8 to 20 cm.
  • Such a diameter allows a sufficiently large suction surface and yet a flexible use of the discharge tube.
  • the discharge pipe is sufficiently small, for example, to be lowered between tracks in a switch or in a depression can. Thus, even corners or narrow areas can still be thoroughly cleaned.
  • this size of the inner diameter efficient suction is made possible because the cross section of the discharge tube is also sufficiently large to absorb not only dust but also larger objects such as packaging or plastic beverage bottles.
  • the discharge pipe in the suction direction after the end element comprises a flexible region and a rigid region adjoining the flexible region, so that the end element is pivotable relative to the rigid region of the discharge pipe.
  • the opening at the free end of the end member can be easily positioned to the surface.
  • the flexible region makes it possible for the end element to be pushed out of its position for a short time, for example by an obstacle, when the discharge tubes are moved along the surface during cleaning.
  • the supply device comprises a plurality of supply pipes for supplying the air flow.
  • the air flow can be easily supplied to the surface to be cleaned.
  • a first feed pipe is arranged on a first side next to the discharge pipe, and a second feed pipe is arranged on a second side of the discharge pipe opposite the first side.
  • This allows the dirt or dust to be blown from two sides to the discharge pipe. If the cleaning device is moved relative to the surface and the supply pipes are arranged in the direction of movement in front of and behind the discharge pipe, the dirt can first be released from a first air flow from a first supply pipe from the surface and then the remaining dirt from the second air stream from the second Feeding be detected and blown to the discharge pipe out. This allows a particularly thorough cleaning.
  • a third feed pipe is arranged on a third side next to the discharge pipe and a fourth feed pipe is arranged on a fourth side opposite the third side. This allows the dirt to be blown from four sides to the discharge pipe. Thus, the area of the surface which is detected by the cleaning device is increased.
  • the third and the fourth side are each transverse to the direction of travel of the rail vehicle with respect to the discharge pipe.
  • the feed device may also have only one feed tube.
  • the feeder can not include any feed tube at all.
  • the air flow is led directly from an air pressure source through an outlet opening to the surface.
  • a brush is arranged in an end region of the discharge tube, for brushing the surface to be cleaned.
  • the end region of the discharge tube is the region of the discharge tube facing the surface to be cleaned.
  • the brush is a roller brush.
  • the roller brush preferably comprises a rigid core and elastic bristles disposed around the core. The use of a roller brush allows easy brushing of the surface, especially when the cleaning device is mounted on a vehicle and the discharge tubes are moved along the surface.
  • the brush comprises a plurality of bristles, which are arranged fixedly on the discharge pipe and, for example, enclose the opening of the discharge pipe at least three sides (ie over an angle of 270 °). In this way, on the one hand in the direction of travel front of the dust from the surface can be removed mechanically, on the other hand results in a flexible limitation of the air duct to the discharge pipe.
  • the inventive cleaning device forms part of a cleaning module, which moreover comprises a compressed air source for generating an air pressure in the feed device, a suction device for generating a negative pressure in the discharge device and a container for receiving the sucked dirt and waste.
  • a cleaning module which moreover comprises a compressed air source for generating an air pressure in the feed device, a suction device for generating a negative pressure in the discharge device and a container for receiving the sucked dirt and waste.
  • the compressed air source generates an air pressure in the feed device of at least 400,000 Pa (4 bar), preferably of at least 550,000 Pa (5.5 bar).
  • the volume flow generated by the compressed air source for the feeder is between 2,000 m 3 / h and 8,000 m 3 / h.
  • the effective total volume flow at the outlet openings of the feed device will be somewhat lower due to the action of the feed lines.
  • the suction power generated by the suction device for the discharge device is between 20,000 m 3 / h and 60,000 m 3 / h.
  • the effective total suction power on the discharge pipes of the discharge device will be slightly lower due to filters and other elements.
  • the cleaning module comprises a chamber formed by four side walls and a lid, wherein each at least a lower end portion of the discharge device and a lower end portion of the feed device are enclosed by the chamber, wherein in the chamber, a pressure can be generated, which is lower as the atmospheric pressure.
  • the chamber does not have to be hermetically sealed, but only allow to generate a negative pressure by means of a suitable suction device. Values of the negative pressure of 40,000 Pa or more can be achieved with advantage in such a chamber.
  • the chamber may be formed for example by a laterally encircling wall with flexible aprons and a lid.
  • enclosed by the chamber means that an element is located in the space delimited by the four side walls, the lid and the surface to be cleaned.
  • the cleaning module comprises a detection device for detecting obstacles, an evaluation unit and a drive for adjusting the discharge device in the vertical direction relative to the feed device.
  • the detection device is designed to send signals to the evaluation unit and the evaluation unit is designed to control the drive in response to the signals.
  • the drive allows the adjustment of individual discharge pipes (or smaller groups of such discharge pipes) of the discharge device, so that a lifting can only take place directly in the area of an obstacle, while the suction continues unchanged in other areas.
  • the feeder can be controlled in response to the signals of the detection device.
  • the detection device can be based on different principles and combine several detection principles. These include optical detection by means of cameras, ultrasonic sensors, radar sensors, inductive sensors, etc. Mechanical sensors are also conceivable which include sensors, as well as force sensors which detect actions on the sensors.
  • the inventive cleaning module is used in particular on a rail vehicle. Especially for the cleaning of railway tunnels, namely the rails, the rail bed, the banquet and the tunnel wall, in the dry cleaning process, the cleaning module and the cleaning device are particularly well suited.
  • the rail vehicle has at least four wheels, each with a running surface, wherein the free end of the discharge tube at least 15 cm, preferably at least 30 cm, in the vertical direction beyond the lowest point on the tread of a wheel is lowered, so that the free end is positioned just above the surface to be cleaned. This allows a thorough cleaning of the rail bed between the rails and outside the rails.
  • the feed device is preferably arranged and designed so that the free end of the feeder can be lowered to 10 cm, preferably to 5 cm to a substrate on which the rail of the rail vehicle rests.
  • the feed device and the discharge pipes are displaceable relative to the vehicle in the transverse direction to the direction of travel of the vehicle. This allows adaptation to the geometry of the system to be cleaned. Adaptation in the transverse direction may be necessary in particular if different tracks of multi-lane tunnels are to be cleaned.
  • a width of the surface to be cleaned is adjustable.
  • the discharge pipes and / or the feed pipes are divided into two or more groups, which can be moved individually in the transverse direction. In a straight non-overlapping arrangement, the working area is maximum while being reduced in a transversely overlapping arrangement.
  • At least one discharge pipe is moved by a plurality of discharge pipes of the discharge device during cleaning of the tunnel in a direction different from the longitudinal axis of the tunnel relative to the surface and relative to a further one of the discharge pipes.
  • the movement can be effected by a direct mechanical interaction between the discharge pipe (in particular an end element of the discharge pipe) and elements of the device to be cleaned and / or actively controlled on the basis of sensor data.
  • the Figure 1A shows a view of a cross section through a railway tunnel, in which a railway vehicle 10 according to the invention is located.
  • the rail vehicle 10 is shown from behind.
  • the rail vehicle 10 includes several cars.
  • an inventive cleaning module 1 is arranged.
  • This comprises a cleaning device comprising a cleaning unit tunnel wall 100, a cleaning unit banquet 200 and a cleaning unit rail bed 300.
  • the cleaning devices each comprise a feed device for supplying an air flow to the surface to be cleaned and a discharge device with discharge pipes for sucking dirt and debris from the surface in the tunnel ,
  • the cleaning module 1 comprises a blower for generating a negative pressure in the discharge pipes, a compressor for generating an air pressure in supply lines of the feeders of the cleaning units 100, 200, 300 and a dirt container 13 for collecting and collecting the sucked up dirt and waste, as shown in FIG FIG.
  • the cleaning units 100, 200, 300 are connected by means of flexible pipes 11 to the dirt container 13.
  • a cab 14 is housed.
  • a user can control the cleaning units 100, 200, 300.
  • the rail vehicle 10 further comprises a flat car, on which further dirt containers 13 are accommodated, which can be exchanged with the dirt container 13, which is connected to the cleaning devices 100, 200, 300.
  • Other cars of the rail vehicle 10 include passenger cabins or storage space.
  • FIG. 1B is the carriage of the rail vehicle 10, on which the cleaning unit 300 is arranged, can be seen.
  • the dirt container 13 is arranged on the carriage in the direction of travel 2 in front of the cleaning unit 300 for the rail bed.
  • the driver's cab 14 is located on the carriage in the direction of travel 2 behind the cleaning unit 300.
  • the cleaning units 100, 200, 300 are positioned relative to a surface 20 to be cleaned in the tunnel and the fan and the compressor are turned on. Subsequently, the rail vehicle 10 moves through the tunnel at a walking pace, with the cleaning units 100, 200, 300 being guided along the inner tunnel surfaces.
  • FIGS. 2 to 4 each show a schematic representation of the three cleaning units 100, 200, 300 for the tunnel wall, for the banquet and for the rail bed. The function of these cleaning units will be described in detail below.
  • FIG. 2A schematically shows the cleaning unit 100 for the tunnel wall.
  • FIG. 2B shows a side view, the Figure 2C an oblique view of the cleaning unit 100 for the tunnel wall.
  • this tunnel wall cleaning unit 100 comprises a feeder in the form of feed tubes 110 for supplying an air flow 130 to the surface to be cleaned.
  • each feed tube 110 comprises a nozzle 113, through which an air flow exits the feed tube 110 and is guided in a focused manner onto the surface 20 to be cleaned.
  • the cleaning unit 100 further comprises a discharge device with a discharge pipe 120 for removing dirt or waste from the surface.
  • the discharge pipe comprises a suction mouth 122 at its free end 121 directed towards the surface.
  • a brush 123 surrounding the suction mouth 122 is arranged at this free end 121 of the discharge pipe 120, which brushes the surface 20 to be cleaned during operation of the cleaning unit 100 and the suction channel in the direction of travel 2 at least partially limited.
  • the feed tube 110 is pivotally mounted on the discharge tube 120 in the region of the free end of the discharge tube 121 with a hinge 112, so that the free end of the feed tube 111 can be pivoted relative to the free end of the discharge tube 121.
  • the suction mouth 122 of the discharge tube 120 is formed substantially rectangular or oblong oval and has a rear longitudinal direction in the direction of travel 2 a plurality of feed tubes 110, so that per discharge tube 120 a plurality of air streams 130 are passed to the surface 20 to be cleaned.
  • the suction mouth 122 is connected via the discharge pipe, which is designed as a flexible AbGermanrohrtechnisch, with the dirt container 13 and the blower on the rail vehicle 10. The sucked dirt and waste is thus absorbed by the suction mouth 122 and passes through the Ab2020rohr admir in the dirt container 13th
  • the cleaning module 1 comprises a holding device with drive (not shown) for the cleaning unit 100 for the tunnel wall.
  • the holding device comprises a telescopic arm, which is mounted at an inner end on the rail vehicle 10 and carries at its outer end the free end of the discharge pipe 121 and the discharge pipe 110 mounted on the discharge pipe.
  • the free end of the discharge tube 121 is adjustable relative to the rail vehicle 10.
  • the free end of the discharge pipe 121 can be adjusted with the suction mouth 122 transversely to the direction of travel of the rail vehicle 10 away from the rail vehicle 10 or towards the rail vehicle.
  • the free end of the discharge tube 121 can be pivoted about an axis of rotation.
  • the cleaning unit 100 can be aligned precisely with the tunnel wall or with the tunnel ceiling so that the brush 123 touches the surface 20.
  • This adjustment is done by means of the drive of the holding device.
  • the drive comprises for this purpose each an electric motor for insertion and removal of the telescopic arm and for pivoting the free end of the discharge tube 121.
  • the electric motors can be controlled by the operator in the cab 14 of the rail vehicle 10 or by an automatic control.
  • the tunnel wall cleaning unit 100 is guided to the tunnel wall or tunnel ceiling surface 20 such that the brush 123 contacts the surface 20 of the tunnel. Since the brush 123 comprises flexible bristles, small obstacles such as cable channels and signs can be run over with the brush 123 without the cleaning unit 100 having to be moved away from the surface 20. Since the feed tubes 110 are movably mounted on the discharge tube 120, they are at Driving over obstacles briefly pushed away from the surface 20 and thereby take no damage.
  • the blower of the cleaning module Since the attached at the free end of the discharge tube 121 brush 123, seen in the direction of travel 2, partially located in front of the suction mouth 122 of the discharge tube 120, this brushes the surface to be cleaned 20 first off before the suction mouth 122 sucks the dust and the dissolved dirt particles. So that the dust and the dissolved dirt are sucked in by the discharge pipe 120, the blower of the cleaning module generates a negative pressure on the rail vehicle 10, so that a suction flow is produced at the free end of the discharge pipe 121.
  • the suction power of the fan is in total about 90,000 m 3 / h.
  • the air flow 130 guided in the supply pipes 110 is under a pressure of approximately 6,000 Pa. This pressure is generated by the compressor on the rail vehicle 10.
  • the air flow 130 exits through the nozzle 113 of the feed tube 110 and strikes the surface 20 to be cleaned in the direction of the suction mouth 122 of the discharge tube 120.
  • the dirt is thereby released from the surface 20 on the one hand and blown toward the suction mouth 122 on the other hand.
  • the longitudinal axis of an end portion of the feed tube 110 is at an acute angle to the longitudinal axis of an end portion of the discharge tube 120. The orientation of the end portion of the discharge tube 120, the dust and dirt are sucked in a first direction from the surface.
  • the airflow 130 exiting the exit port of the delivery tube 110 is directed toward the suction port 122 of the free end of the discharge tube 121 and impinges on the surface in a second direction.
  • the first direction is oriented at an angle between 45 ° and 80 ° to the second direction.
  • this cleaning unit 101 comprises a rotating brush roller 102.
  • the brush roller 102 is driven by an electric motor 103, which is arranged on a housing of the brush roller 102.
  • the brush roller 102 rotates in a direction opposite to the direction of travel 2 of the rail vehicle 10. This can also dirt from the surface of the tunnel wall or tunnel ceiling are dissolved, which adheres very strongly to the surface.
  • FIG. 3 schematically illustrates the cleaning unit 200 for the rail banquet.
  • This comprises a feed device in the form of a feed tube 210 and a discharge device in the form of a discharge tube 220, which has a suction opening 222 at its free end 221.
  • the feed tube 210 is immovably connected to the free end 221 of the discharge tube 220 (not shown).
  • the longitudinal axis of the end portion of the discharge tube 220 is oriented substantially perpendicular to the surface 20 of the tunnel.
  • the supplied air stream 230 emerges from the feed tube 210 in the front region through a nozzle 213 and impinges on the surface 20 to be cleaned in the direction of the suction opening 222 of the discharge tube 220.
  • the feed tube 210 is located behind the discharge pipe 220, as seen in the direction of travel, the outgoing air flow 230 being guided in the direction of travel 2 towards the surface 20.
  • the angle between the direction in which the air flow 230 occurs on the surface and the direction in which the dirt is sucked by the discharge pipe 220 is in a range between 45 ° and 80 °.
  • the suction opening 222 has a circular cross section, preferably with an inner diameter between 20 cm and 40 cm.
  • the discharge tube 220 has in the region of its free end 221 has an end portion 224 of a rigid material, such. As steel, on.
  • This end portion 224 is conical (in FIG. 3 not shown) and connected via a flexible Abfuelrohrön with the dirt container 13 and the blower on the rail vehicle 10.
  • the end portion 224 is secured by means of two chains to a structure of the rail vehicle 10 that the end portion 224 and thus the suction port 222 and the free end of the feed tube 211 can be adjusted in the vertical direction relative to the banquet.
  • FIG. 4 schematically illustrates the cleaning unit 300 for the rail bed. This comprises a plurality of feed tubes 310 and a plurality of discharge tubes 320.
  • the feed tubes 310 are seen in the direction of travel in front of and behind the discharge tubes 320 and transverse to the direction of travel laterally of the discharge pipes 320, visible in the FIGS. 5 and 6 ,
  • the discharge pipes 320 are arranged in two rows next to each other transversely to the direction of travel.
  • the cleaning unit 300 for the rail bed comprises two groups of 15 discharge pipes 320 in the form of discharge pipe units 350.1, 350.2. This arrangement of the discharge pipes 320 is in the Figures 5 and 7 can be seen and described in detail below.
  • Each discharge pipe 320 has an inner diameter of 10 cm, the outer diameter is slightly larger. The result is a covered by the discharge pipes 320 maximum width of about 4 m.
  • each discharge pipe 320 comprises in the region of its free end an end element 325, which is formed of a rigid material, such as steel sheet.
  • the end member 325 has a circular cross section and forms a suction mouth 322 for sucking the dirt and waste from the surface.
  • a flexible portion 326 is arranged, which comprises a bellows, which allows a length contraction (see. FIGS. 5 to 7 ).
  • the flexible portions 326 of a plurality of discharge tubes 320 are connected to a hood 327.
  • the hood 327 forms with the discharge pipes 320 a discharge pipe unit 350.1, 350.2, which preferably comprises 10-15 discharge pipes 320.
  • the hood 327 of each exhaust pipe unit 350.1, 350.2 is each connected via a main exhaust pipe 351 with the dirt container 13 and the blower on the rail vehicle 10.
  • the end members 325 of the discharge tubes 320 relative to the hood 327 individually and independently of the other end members 325 in the vertical direction can be raised and lowered with cable pulls.
  • This adjustment is made by vertically raising or lowering an end member 325 by means of two cables fixed to the end member 325.
  • the cables may be operated by the operator in the cab 14 to adjust the end members 325 during operation.
  • the End elements 325 are raised or lowered by means of electrical, hydraulic or pneumatic drive. A single end member 325 can be lifted up to a maximum of 30 cm relative to the other end members 325.
  • the end elements 325 can be raised or lowered individually and independently of one another in the region of a switch or in the event of an obstacle, thereby cleaning the substrate accurately.
  • the hood 327 together with the discharge tubes 320 as a whole relative to the rail vehicle 10 is adjustable. This adjustment is below in connection with the FIGS. 5 and 6 described in detail.
  • the flexible portion 326 further allows pivoting of the respective discharge tube 320 when its end member 325 touches an obstacle.
  • the area of the free ends of the feed tubes 310, the end members 325 and the flexible portions 326 of the discharge tubes 320 are surrounded by a chamber 340.
  • a negative pressure of about 40,000 Pa can be generated.
  • the lower portions of the side walls of the chamber 340 are formed of elastic aprons. Thereby, the entire chamber 340 can be lowered with the cleaning unit 300 on the rail bed, so that in the region of the rails, the elastic aprons are pushed away by the rails.
  • the feed tubes 310 of the rail bed cleaning unit 300 serve to release the dirt from the surface to be cleaned with an air flow 330.
  • the loosened dirt is sucked off the suction surface 322 of the discharge tubes 320 in a first direction from the surface.
  • the airflow 330 exiting a nozzle 313 in the delivery tube 310 is directed toward the suction jets 322 and impinges on the surface in a second direction.
  • the first direction is oriented at an angle between 45 ° and 80 ° to the second direction.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the inventive cleaning unit 300 for the track bed, mounted on the rail vehicle 10. It is marked with a circle, a cutout in the FIG. 6 is shown enlarged.
  • the chamber 340 can be seen, which is arranged on an underside of the rail vehicle 10 and has a rectangular base.
  • the bounding edge of the chamber 340 includes four vertically oriented side walls formed by elastic skirts (see FIG. FIG. 6 ). They are arranged in two halves, which can be adjusted in the horizontal direction, transverse to the direction of travel, relative to each other. As a result, the base area or the volume of the chamber 340 is variable.
  • the aprons are attached to a frame-like linkage 341. At the top, the chamber is closed by a (transparent) lid.
  • FIG. 5 It can be seen that along the four side walls of the chamber 340, the feed pipes 310 are arranged. For the sake of simplicity are in the FIGS. 5 to 8 only the respective foremost regions of the free ends of the feed tubes 310 are shown.
  • the feed tubes 310 are fixed to the frame-like linkage 341 and pivotally so that they are swung away when they touch an obstacle.
  • the respective outlets of the feed pipes 310 point toward the center of the chamber 340 to the discharge pipes 320 arranged there.
  • the dust and dirt is removed by the air flow 330 from the feed pipes 310 in the direction of travel as well as transversely to the direction of travel to the suction nozzles 322 of the discharge pipes 320 blown in the chamber 340.
  • the adjustment device 370 includes two transverse linear guides along which the discharge tube units 350.1, 350.2 are displaceable transversely to the direction of travel of the rail vehicle 10 are.
  • the Abgradrohrritten 350.1, 350.2 are moved manually manually or by means of electric, hydraulic or pneumatic drive.
  • each Abgradrohrtechnik 350.1, 350.2 are each moved to one side of the vehicle center to the outside. It will be the two halves of the chamber 340 also displaced relative to each other to the outside.
  • the AbGermanrohrtechniken 350.1, 350.2 can be moved so far from the vehicle center to the outside until, seen in the direction of travel, the rows of the discharge pipes 320 no longer overlap, so that all discharge pipes 320 are arranged side by side, can be seen in FIG. 7 ,
  • each exhaust pipe unit 350.1, 350.2 includes those discussed above in connection with FIG FIG. 4 cable cables described in order to adjust the end members 325 of the discharge pipes 320 individually and independently.
  • the adjustment device 370 also includes electric motors to operate the cable pulls and to move the discharge tube units 350.1, 350.2 along the guides. The electric motors can be controlled from the cab 14 by the operator. Furthermore, the cables for the individual discharge pipes 340 from the cab 14 are actuated. Alternatively, as mentioned above, the end members 325 may also be raised or lowered by means of an electric, hydraulic or pneumatic drive.
  • the operator may control the compressor for generating the air pressure in the supply pipes 110, 210, 310 and the blower for generating the suction power in the exhaust pipes 120, 220, 320.
  • the compressor generates an air pressure of 600'000 Pa and achieves a volume flow of approx. 2'100 m 3 / h.
  • the blower achieves a suction capacity of 90,000 m 3 / h.
  • FIG. 6 shows the position of the track rail cleaning unit 300 in a standby position in which the chamber 340 is raised
  • FIG. 7 shows FIG. 7 the position of the track bed cleaning unit 300 during rail bed cleaning with the chamber 340 in a lowered cleaning position.
  • the two halves of the chamber 340 are pushed apart relative to each other transversely to the direction of travel and the two AbGermanrohrismeen 350.1, 350.2 are also relative to each other transverse to the direction of travel moved apart so that the AbGermanrohrtechniken 350.1, 350.2 are arranged side by side and thereby the discharge pipes 320 can cover a maximum width of the rail bed.
  • the track bed cleaning unit 300 may be lowered so that the free ends of the feed tubes 310 and the discharge tubes 320 are close to, preferably, 2 cm above the ballast bed or fixed bed of the rails.
  • the rail bed can be thoroughly cleaned even in the area of a switch, since the end members 325 of the discharge pipes 320 can be raised or lowered individually to match the suction exactly to the ground.
  • the adjustment of the end elements 325 can be done manually. In a further embodiment, however, the adjustment can also be automated.
  • the cleaning module 300 comprises the discharge tubes 320 in the direction of travel upstream sensors for detecting the rail bed and a control unit for evaluating the sensor signals and for controlling the adjustment 370.
  • the control unit adjusts the individual end elements 325 of the discharge tubes 320.
  • individual end elements 325 are raised when the rail vehicle 10 travels over a switch or a larger obstacle stands in the way.
  • FIG. 8 shows a view of the cleaning unit 300 transverse to the direction of travel.
  • the feed tubes 310 which are arranged along the border of the chamber 340, are apparent. Their mouths are positioned below a rolling plane defined by the rail head 23.
  • the skirts which form the side walls of the chamber 340 also extend almost to the solid track 22, so that a negative pressure can be built up within the chamber 340 with a relatively low suction power.
  • Some of the feed pipes 310 are arranged on the outside of the chamber 340 on the frame-like linkage 341. Its mouth points to the bottom of the tunnel wall 21. The compressed air discharged via these feed pipes dissolves dust and dirt in this area. Due to the negative pressure in the chamber 340, this dust and dirt is sucked inwardly into the chamber 340 and thus removed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Trockenreinigen eines Tunnels, umfassend eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Luftstroms zu einer zu reinigenden Oberfläche, wobei die Zuführeinrichtung eine Austrittsöffnung umfasst, durch die der Luftstrom aus der Zuführeinrichtung austritt und eine Abführeinrichtung umfassend mindestens ein Abführrohr mit einem freien Ende mit einer Öffnung zum Absaugen von Schmutz oder Abfall von der Oberfläche mit der Öffnung des freien Endes in einer ersten Richtung. Die Zuführeinrichtung ist derart angeordnet, dass der Luftstrom aus der Austrittsöffnung in einer zweiten Richtung zur Öffnung des freien Endes des Abführrohrs hin aus der Zuführeinrichtung austritt und auf die Oberfläche auftrifft. Dabei ist die erste Richtung in einem Winkel zwischen 45° und 80° zur zweiten Richtung ausgerichtet.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Trockenreinigen eines Tunnels, umfassend eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Luftstroms zu einer zu reinigenden Oberfläche, wobei die Zuführeinrichtung eine Austrittsöffnung umfasst, durch die der Luftstrom aus der Zuführeinrichtung austritt. Die Reinigungsvorrichtung umfasst weiter eine Abführeinrichtung umfassend mindestens ein Abführrohr mit einem freien Ende zum Absaugen von Schmutz oder Abfall von der Oberfläche mit dem freien Ende in einer ersten Richtung.
    • Stand der Technik
  • Für einen reibungslosen Verkehr müssen die Fahrbahnen von Strassen- und Schienenfahrzeugen regelmässig unterhalten werden. Dazu gehört auch das Reinigen der Fahrbahnen. Zum Unterhalt von Fahrbahnen bei Schienenfahrzeugen gehört beispielsweise das regelmässige Abschleifen der Schienen, um einer Materialermüdung durch Fahrflächenfehler vorzubeugen. Bei solchen Arbeiten entsteht viel Feinstaub und Schmutz, der sich im Schienenbett und im Bankett der Fahrbahn ablagert.
  • Insbesondere in Tunneln kann Schmutz und ganz besonders Feinstaub auf der Fahrbahn, an den Tunnelwänden und an der Tunneldecke die Elektronik der vorbeifahrenden Fahrzeuge beeinträchtigen oder gar zu Ausfällen der Elektronik führen. Daher ist es in Tunneln, wo der Staub nicht entweichen kann, besonders wichtig, dass die Fahrbahn und die übrigen Oberflächen in regelmässigen Abständen von Staub und Abfall befreit werden.
  • Aus dem Stand der Technik sind hierzu unterschiedliche Reinigungsprinzipien bekannt. So kann beispielsweise eine Nassreinigung erfolgen. Dazu umfasst das Reinigungsfahrzeug einen Reinigungskopf, der über der Fahrbahn positionierbar ist. Ein solcher Reinigungskopf beinhaltet Wasserdüsen, die einen auf die zu reinigende Oberfläche gerichteten Wasserstrahl erzeugen. Mit einem Saugschuh werden Schmutz und Wasser aufgesaugt und in einen Schmutzbehälter auf dem Reinigungsfahrzeug geleitet.
  • Eine andere Reinigungsart ist die Trockenreinigung. Bei dieser erfolgt die Reinigung nicht mit einer Flüssigkeit sondern nur mit Luft. Dies hat den Vorteil, dass auf die Einrichtungen im Tunnel mechanisch schonender eingewirkt wird und Korrosionsschäden aufgrund eingebrachter Feuchtigkeit vermieden werden.
  • Reinigungsvorrichtungen für eine solche Trockenreinigung von Eisenbahntunnels vertreibt beispielsweise die Firma Hilton Kommunal GmbH, Gehrden (Deutschland). Eine solche auf einem Schienenfahrzeug montierte Reinigungseinrichtung umfasst mehrere vom Schienenfahrzeug abstehende zu den Tunnelwänden weisende Arme. An den jeweiligen äusseren Enden der Arme ist ein Saugschuh angeordnet, um den Schmutz von den Tunnelwänden und der Tunneldecke abzusaugen. Die Arme sind in ihrer Länge verstellbar, so dass während der Fahrt Hindernissen an den Wänden und der Decke ausgewichen werden kann, indem die Arme gegen das Fahrzeug hin eingefahren werden.
  • Das Schienenfahrzeug umfasst zudem eine weitere Reinigungseinheit zur Reinigung des Schotters neben den Schienen. Hierzu kann ein Absaugrohr mit einem rechteckförmigen Saugschuh neben den Schienen zum Schotter hin abgesenkt werden. Zudem wird die zu reinigende Oberfläche mit Druckluft abgeblasen.
  • Eine andere Reinigungseinrichtung beschreibt die EP 0 887 470 A1 (Schörling-Brock GmbH). Diese offenbart ein Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Reinigung von Rillen in Schienen. Die Vorrichtung umfasst einen Saugschuh, der in geringem Abstand über der Schiene bewegt wird. In Fahrtrichtung befindet sich dicht am hinteren Ende des Saugschuhs eine rotierende Bürste, um den in der Rille befindlichen harten Schmutz zu lösen. Die Drehrichtung der Bürste ist entgegengesetzt zur Fahrtrichtung, so dass der durch die Bürste gelöste Schmutz in Richtung Saugschuh geschleudert wird. Ferner befindet sich in Fahrtrichtung gesehen vor dem Saugschuh eine Düse, die einen auf den Boden der Rille gerichteten Reinigungsstrom in Form eines Druckluft-Wasser-Gemisches erzeugen kann. Die Bürste und die Düse sind in senkrechter Richtung zur Rille verstellbar. Dadurch können die Bürste und die Düse bei der Reinigung von Weichen angehoben werden.
  • Solche bekannte Reinigungseinrichtungen haben einen Saugschuh mit einer relativ grossen Querschnittsfläche, welche die halbe oder gar die ganze Breite der Bahnspur mit den zwei Gleisen abdeckt. Dadurch kann zwar über eine relativ grosse Fläche Schmutz in einem Durchgang eingesaugt werden. Allerdings sind solche bekannten Saugschuhe nicht sehr effizient. Soll eine gründliche Reinigung erzielt werden, das heisst, möglichst viel und insbesondere auch tief im Schotter oder im Untergrund liegender Staub aufgesaugt werden, ist eine sehr hohe Saugleistung von mehreren tausend Kilowatt erforderlich. Ein Sauggebläse, welches eine solche Leistung erbringt, erzeugt viel Wärme. Eine grosse Wärmeentwicklung in Tunnels ist jedoch problematisch: Sie führt zu einer Brandgefahr, kann Schäden an der Infrastruktur im Tunnel verursachen und verschlechtert die Arbeitsbedingungen für Arbeiter und Bedienpersonal im Tunnel.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Reinigungsvorrichtung zu schaffen, die ein effizientes und gleichzeitig gründliches Reinigen eines Tunnels ermöglicht.
  • Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung ist die Zuführeinrichtung derart angeordnet, dass der Luftstrom aus der Austrittsöffnung in einer zweiten Richtung zur Öffnung des freien Endes des Abführrohrs hin aus der Zuführeinrichtung austritt und auf die Oberfläche auftrifft, wobei die erste Richtung in einem Winkel zwischen 45° und 80°, insbesondere in einem Winkel zwischen 60° und 70°, zur zweiten Richtung ausgerichtet ist.
  • Da der Schmutz oder der Abfall durch den zugeführten Luftstrom nicht nur von der Oberfläche gelöst wird, wie bei bekannten Reinigungseinrichtungen, sondern der Luftstrom zu der Absaugrichtung hin geneigt ist, kann besonders viel Schmutz und Abfall abgelöst und anschliessend aufgesaugt werden. Das ermöglicht eine effiziente Reinigung des Tunnels. Bei der Entwicklung der Reinigungsvorrichtung hat sich gezeigt, dass dabei ein Winkel zwischen 45° und 80° besonders vorteilhaft ist. Das heisst, der von der Oberfläche gelöste Schmutz oder der Schmutz, der frei auf der Oberfläche aufliegt, wird im Wesentlichen zur Öffnung des freien Endes des Abführrohrs hin geblasen. Dadurch wird vermieden, dass der durch den Luftstrom aufgewirbelte oder gelöste Schmutz in einen Bereich neben das Abführrohr befördert wird, der vom Abführrohr nicht mehr erfasst wird und dadurch durch das freie Ende des Abführrohrs nicht aufgesaugt werden kann. Somit wird mit der erfindungsgemässen Anordnung der Zuführeinrichtung relativ zum freien Ende des Abführrohrs eine besonders gründliche Reinigung der Oberfläche ermöglicht.
  • Bei der Reinigung von Schienenwegen mit Schotterbett hat sich zusätzlich gezeigt, dass die Einwirkung eines Luftstrahls in der genannten Richtung auch bei grosser Saugleistung verhindert, dass Schotter aufgesaugt wird. Nennenswerte Umlagerungen von Schotter aufgrund der Lufteinwirkung wurden bei der erfindungsgemässen Einrichtung nicht festgestellt.
  • Unter Trockenreinigung wird in der vorliegenden Beschreibung eine Reinigung mit Luft oder einem anderen Gas, jedoch im Wesentlichen ohne Einsatz einer Flüssigkeit verstanden. Das bedeutet, zum Lösen des Schmutzes von der Oberfläche wird im Gegensatz zur Nassreinigung keine Flüssigkeit, sondern ein Gas verwendet. Dabei bezieht sich diese Aussage auf das Lösen und Einsammeln von Schmutz und Abfall. Auch wenn dem eingesammelten Schmutz und Abfall in einem späteren Schritt eine Flüssigkeit zugeführt wird, handelt es sich um eine Trockenreinigung, solange im Wesentlichen keine Flüssigkeit auf die zu reinigende Oberfläche aufgetragen wird.
  • Der Begriff "Oberfläche" umfasst nicht nur die alleroberste Schicht, sondern auch Bereiche die unmittelbar unter der obersten Schicht liegen. So ist beispielsweise bei einem losen Untergrund, wie beispielsweise einem Schotter- oder Kiesbett, auch eine von einer obersten Schicht beabstandete tieferliegende Schicht im Schotter- oder Kiesbett vom Begriff Oberfläche umfasst.
  • Die Begriffe "Schmutz" und "Abfall" umfassen alle Substanzen, die nicht zur Fahrbahninfrastruktur gehören und die nicht dazu vorgesehen sind, im Bereich der Fahrbahn zu verbleiben. Darunter fallen beispielsweise Staub, Russ, Schmierstoffe, defekte Teile, Kleidungsstücke, Lebensmittel, Verpackungsmaterialien wie beispielsweise Getränkeflaschen und Kunststofftüten, Pflanzen, Schädlinge und Insekten.
  • Das Abführrohr kann grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt aufweisen. So kann das Abführrohr beispielsweise einen kreisrunden, einen ovalen, einen rechteckförmigen oder einen Querschnitt mit mehreren Ecken aufweisen. Die Zuführeinrichtung umfasst vorzugsweise ein Zuführrohr. Dieses kann ebenfalls einen beliebigen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise einen kreisrunden, einen ovalen, einen rechteckförmigen oder einen mehreckigen Querschnitt.
  • Gemäss der Erfindung wird mit dem freien Ende des Abführrohrs Schmutz oder Abfall von der Oberfläche in einer ersten Richtung abgesaugt. Die erste Richtung entspricht dabei im Wesentlichen einer Längsachse des Abführrohrs im Bereich des freien Endes des Abführrohrs.
  • Zudem tritt gemäss der Erfindung der Luftstrom aus der Austrittsöffnung in einer zweiten Richtung zur Öffnung des freien Endes des Abführrohrs hin aus der Zuführeinrichtung aus auf die Oberfläche. Die zweite Richtung ist somit durch die Punkte definiert, die in der räumlichen Mitte des Luftstrahls liegen, der sich zwischen der Austrittsöffnung und der Oberfläche befindet. Der Ausdruck "zur Öffnung des freien Endes des Abführrohrs hin" bedeutet, dass eine erste Distanz zwischen dem Zentrum der Austrittsöffnung und dem Zentrum der Querschnittsfläche der Öffnung im freien Ende des Abführrohrs grösser ist als eine zweite Distanz zwischen dem mittigen Auftreffpunkt des Luftstrahls auf der Oberfläche und dem Zentrum der Querschnittsfläche der Öffnung im freien Ende des Abführrohrs. Somit verläuft der Luftstrahl in Richtung zur Öffnung des freien Endes des Abführrohrs hin. Der beanspruchte Winkel zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung entspricht dem kleinsten Winkel zwischen diesen beiden Richtungen.
  • Bevorzugt ist die Zuführeinrichtung zum benachbarten Anordnen an das Abführrohr ausgebildet. Dadurch kann der Luftstrahl besonders nahe an das Abführrohr geführt werden. Der durch den Luftstrahl gelöste und aufgewirbelte Schmutz und Staub kann daher besonders gut vom Abführrohr aufgesaugt werden.
  • Vorzugsweise ist die Distanz zwischen dem Zentrum der Querschnittsfläche der Austrittsöffnung der Zuführeinrichtung und dem Zentrum der Querschnittsfläche der Öffnung des freien Endes des Abführrohrs kleiner als 0.5 m, vorzugsweise kleiner als 0.3 m. Dadurch sind die Zuführeinrichtung und die Abführeinrichtung nahe beieinander angeordnet. Das ermöglicht eine besonders nahe Führung des Luftstroms zur Öffnung des freien Endes des Abführrohrs, wodurch ein besonders effizientes Absaugen und dadurch eine besonders gründliche Reinigung der Oberfläche ermöglicht werden.
  • Vorzugsweise ist das Abführrohr derart angeordnet, dass es möglichst nahe an die Oberfläche geführt werden kann. Zudem ist die Zuführvorrichtung vorzugsweise so angeordnet, dass sie möglichst nahe an die Oberfläche geführt werden kann.
  • Bevorzugt ist die Reinigungseinrichtung dazu ausgebildet, eine Fahrbahn und einen Bereich neben der Fahrbahn sowie die Tunnelwände und eventuell auch die Tunneldecke zu reinigen. In einer bevorzugten Ausführung umfasst die Reinigungseinrichtung mehrere Reinigungseinheiten, vorzugsweise mindestens eine für die Fahrbahn, mindestens eine für den Boden neben der Fahrbahn und mindestens eine für die Tunnelwände. Dabei umfassen diese Reinigungseinheiten oder zumindest eine oder mehrere davon eine Zuführeinrichtung und eine Abführeinrichtung gemäss Anspruch 1.
  • Vorzugsweise umfasst die Abführeinrichtung mehrere Abführrohre zum Absaugen, vorzugsweise mindestens 10 Abführrohre pro Meter, besonders bevorzugt mindestens 20 Abführrohre pro Meter. Dadurch kann die Saugfläche zum Einsaugen von Schmutz und Abfall vergrössert werden, während pro Rohr eine hohe Absaugleistung gewährleistet ist. Das ermöglicht eine effiziente Reinigung der Oberfläche.
  • Bevorzugt sind die Abführrohre in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Vorzugsweise sind die Abführrohre nebeneinander angeordnet, so dass die Abführrohre aneinander anliegend sind und sich gegenseitig berühren. Mit dieser Anordnung kann eine besonders effiziente Reinigung der Oberfläche erzielt werden. Falls die Reinigungseinrichtung auf einem Fahrzeug montiert ist, sind die Abführrohre vorzugsweise in einer Richtung quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Alternativ weisen die Abführrohre zueinander einen gegenseitigen Abstand auf, der bevorzugt 10 cm, besonders bevorzugt 5 cm, nicht übersteigt.
  • Vorzugsweise umfasst das Abführrohr an einem zur reinigenden Oberfläche hin gerichteten Ende des Abführrohrs ein Endelement, wobei das Endelement relativ zur Zuführeinrichtung bewegbar ist. Vorzugsweise befindet sich die Öffnung zum Absaugen von Schmutz oder Abfall am freien Ende des Endelements. Dabei kann das Endelement beispielsweise schwenkbar, linear verschiebbar und/oder drehbar relativ zur Zuführeinrichtung gelagert sein.
  • Durch das verstellbare Endelement kann die Öffnung so relativ zur zu reinigenden Oberfläche positioniert werden, dass möglichst viel Schmutz und Abfall aufgesaugt werden kann. Zudem kann das Endelement auch in optimaler Weise zu der Zuführeinrichtung positioniert werden, so dass der gelöste und durch den Luftstrom aufgewirbelte Schmutz möglichst effizient durch die Öffnung im Endelement aufgesaugt werden kann. Vorzugsweise ist das Endelement aus einem steifen Material wie Blech oder dergleichen gefertigt. Dadurch behält die Öffnung am freien Ende ihre Form, so dass ein zuverlässiges Absaugen des Schmutzes von der Oberfläche ermöglicht wird.
  • Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass das Abführrohr kein Endelement aufweist und dass das Abführrohr relativ zur Zuführeinrichtung unbeweglich befestigt ist.
  • Mit Vorteil ist das Endelement eines ersten Abführrohres der mehreren Abführrohre relativ zu einem Endelement eines zweiten Abführrohres der mehreren Abführrohre bewegbar. Das bedeutet, dass alle Abführrohre individuell beweglich bzw. einstellbar sind. Dadurch kann die Reinigungsvorrichtung genau auf die zu reinigende Oberfläche abgestimmt werden. So können beispielsweise mehrere einzelne Abführrohre angehoben werden oder in einem Winkel zur Oberfläche positioniert werden, um eine bessere Reinigung erzielen zu können. Zudem können durch diese Einstellbarkeit auch Aussparungen und Vertiefungen in der zu reinigenden Fläche abgesaugt werden, indem eines oder mehrere einzelne Abführrohre in der Vertiefung positioniert werden. Dadurch kann auch bei unebener Oberfläche eine effiziente und gründliche Reinigung erzielt werden.
  • Vorzugsweise ist jedes Endelement unabhängig von den übrigen Endelementen bewegbar. Das ermöglicht eine grösstmögliche Flexibilität bei der Einstellung der Abführrohre.
  • Bevorzugt sind die Endelemente einer Reinigungsvorrichtung für eine im Wesentlichen horizontale Oberfläche, z. B. ein Schienenbett oder ein Bankett, in vertikaler Richtung verstellbar. Dadurch können die freien Enden der Endelemente auf einfache Weise relativ zur zu reinigenden Oberfläche positioniert werden.
  • Vorzugsweise beträgt die maximale Verstellbarkeit eines ersten Endelements relativ zu einem zweiten Endelement mindestens 20 cm, vorzugsweise zwischen 25 cm und 30 cm, in vertikaler Richtung. Mit einer solchen Verstellbarkeit kann die Reinigungseinrichtung bestmöglich auf Hindernisse oder Vertiefungen in der Oberfläche angepasst werden.
  • Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, dass die Abführrohre unbeweglich angeordnet sind oder nur alle Abführrohre zusammen bewegt werden können. Vorzugsweise weist das Abführrohr einen Innendurchmesser von 5 bis 30 cm, vorzugsweise einen Innendurchmesser von 8 bis 20 cm auf. Ein solcher Durchmesser erlaubt eine genügend grosse Saugfläche und dennoch einen flexiblen Einsatz des Abführrohrs. So ist das Abführrohr genügend klein, um beispielsweise zwischen Geleisen in einer Weiche oder in eine Vertiefung abgesenkt werden zu können. Somit können auch Ecken oder enge Bereiche noch gründlich gereinigt werden. Dennoch wird mit dieser Grösse des Innendurchmessers ein effizientes Absaugen ermöglicht, da so der Querschnitt des Abführrohrs auch genügend gross ist, um nicht nur Staub sondern auch grössere Gegenstände wie beispielsweise Verpackungen oder Kunststoffgetränkeflaschen aufzusaugen.
  • Bevorzugt umfasst das Abführrohr in Saugrichtung nach dem Endelement einen flexiblen Bereich und einen an den flexiblen Bereich anschliessenden steifen Bereich, so dass das Endelement relativ zum steifen Bereich des Abführrohrs verschwenkbar ist. Dadurch kann die Öffnung am freien Ende des Endelements einfach zur Oberfläche positioniert werden. Zudem ermöglicht der flexible Bereich, dass das Endelement beispielsweise durch ein Hindernis kurzzeitig aus seiner Position weggedrückt werden kann, wenn während der Reinigung die Abführrohre entlang der Oberfläche bewegt werden. Dadurch kann vermieden werden, dass die Endelemente der Abführrohre beschädigt werden, und auch ohne aktive Steuerung kann ein gutes Reinigungsergebnis erreicht werden, indem ein geringer Abstand zwischen den Abführrohren und der zu reinigenden Oberfläche eingestellt wird und die Abführrohre bei Bedarf durch den mechanischen Kontakt zwischen den Endelementen und der zu reinigenden Oberfläche weg bewegt werden. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn die Endelemente aus einem robusten Material gefertigt sind, so dass sie durch den mechanischen Kontakt nicht beschädigt werden.
  • Alternativ dazu - insbesondere wenn die Abführrohre aktiv bewegbar sind - besteht auch die Möglichkeit, dass diese komplett aus einem steifen Material gefertigt sind.
  • Vorzugsweise umfasst die Zuführeinrichtung mehrere Zuführrohre zum Zuführen des Luftstroms. Dadurch kann der Luftstrom auf einfache Weise zu der zu reinigenden Oberfläche zugeführt werden.
  • Bevorzugt ist auf einer ersten Seite neben dem Abführrohr ein erstes Zuführrohr und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Abführohrs ist ein zweites Zuführrohr angeordnet. Dadurch kann der Schmutz oder Staub von zwei Seiten zum Abführrohr hin geblasen werden. Falls die Reinigungseinrichtung relativ zur Oberfläche bewegt wird und die Zuführrohre in Bewegungsrichtung vor und hinter dem Abführrohr angeordnet sind, kann der Schmutz zuerst von einem ersten Luftstrom aus einem ersten Zuführrohr von der Oberfläche gelöst werden und anschliessend der noch verbleibende Schmutz vom zweiten Luftstrom aus dem zweiten Zuführrohr erfasst werden und zum Abführrohr hin geblasen werden. Das ermöglicht eine besonders gründliche Reinigung.
  • Bei einer Anordnung auf einem Fahrzeug liegt die erste Seite neben der Abführeinrichtung, auf der das erste Zuführrohr angeordnet ist, in Fahrtrichtung des Fahrzeugs hinter dem Abführrohr, während die der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite der Abführeinrichtung, auf der das zweite Zuführrohr angeordnet ist, in Fahrtrichtung vor dem Abführrohr liegt.
  • Vorzugsweise ist auf einer dritten Seite neben dem Abführrohr ein drittes Zuführrohr und auf einer der dritten Seite gegenüberliegenden vierten Seite ein viertes Zuführrohr angeordnet. Dadurch kann der Schmutz von vier Seiten zum Abführrohr hin geblasen werden. Somit wird der Bereich der Oberfläche vergrössert, der durch die Reinigungseinrichtung erfasst wird.
  • Bei einer Anordnung auf einem Fahrzeug liegen die dritte und die vierte Seite in Bezug auf das Abführrohr je quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges.
  • In einer alternativen Ausführung kann die Zuführeinrichtung auch nur ein Zuführrohr aufweisen. Die Zuführeinrichtung kann auch überhaupt kein Zuführrohr umfassen. In diesem Fall wird der Luftstrom direkt von einer Luftdruckquelle durch eine Austrittsöffnung auf die Oberfläche geführt.
  • Bevorzugt ist in einem Endbereich des Abführrohrs eine Bürste angeordnet, zum Abbürsten der zu reinigenden Oberfläche. Der Endbereich des Abführrohrs ist dabei der der zu reinigenden Oberfläche zugewandte Bereich des Abführrohrs. Indem die Oberfläche vor dem Absaugen abgebürstet wird, kann auch besonders hartnäckiger Schmutz von der Oberfläche gelöst werden. Der gelöste Schmutz kann anschliessend durch den zugeführten Luftstrom zum Abführrohr hin geblasen werden. Durch den Einsatz einer Bürste kann somit eine besonders effiziente Reinigung auch bei einer stark verschmutzen Oberfläche stattfinden.
  • Bei einer ersten Variante handelt es sich bei der Bürste um eine Rollbürste. Die Rollbürste umfasst vorzugsweise einen steifen Kern und um den Kern herum angeordnete elastische Borsten. Der Einsatz einer Rollbürste ermöglicht ein einfaches Abbürsten der Oberfläche, insbesondere wenn die Reinigungsvorrichtung auf einem Fahrzeug montiert ist und die Abführrohre entlang der Oberfläche bewegt werden.
  • Bei einer zweiten Variante umfasst die Bürste eine Vielzahl von Borsten, welche ortsfest am Abführrohr angeordnet sind und beispielsweise die Öffnung des Abführrohrs mindestens 3-seitig (also über einen Winkel von 270°) umschliessen. Auf diese Weise kann zum einen in Fahrtrichtung vorne der Staub von der Oberfläche mechanisch abgelöst werden, zum anderen ergibt sich eine flexible Begrenzung des Luftkanals zum Abführrohr.
  • Vorzugsweise bildet die erfindungsgemässe Reinigungsvorrichtung Teil eines Reinigungsmoduls, welches darüber hinaus eine Druckluftquelle zum Erzeugen eines Luftdrucks in der Zuführeinrichtung, eine Saugeinrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Abführeinrichtung und einen Behälter zum Aufnehmen des abgesaugten Schmutzes und Abfalls umfasst.
  • Mit Vorteil erzeugt die Druckluftquelle dabei einen Luftdruck in der Zuführeinrichtung von mindestens 400'000 Pa (4 bar), bevorzugt von mindestens 550'000 Pa (5.5 bar).
  • Bevorzugt liegt der durch die Druckluftquelle erzeugte Volumenstrom für die Zuführeinrichtung zwischen 2'000 m3/h und 8'000 m3/h. Der effektive gesamte Volumenstrom an den Austrittsöffnungen der Zuführeinrichtung wird wegen der Einwirkung der Zuführleitungen jeweils etwas tiefer ausfallen.
  • Bevorzugt liegt die durch die Saugeinrichtung für der Abführeinrichtung erzeugte Saugleistung zwischen 20'000 m3/h und 60'000 m3/h. Die effektive gesamte Saugleistung an den Abführrohren der Abführeinrichtung wird aufgrund von Filtern und anderen Elementen etwas geringer ausfallen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Reinigungsmodul eine Kammer, gebildet durch vier Seitenwände und einen Deckel, wobei je mindestens ein unterer Endbereich der Abführeinrichtung und ein unterer Endbereich der Zuführeinrichtung von der Kammer umschlossen sind, wobei in der Kammer ein Druck erzeugbar ist, der geringer ist als der Atmosphärendruck. Die Kammer muss dabei nicht hermetisch abgeschlossen sein, sondern lediglich ermöglichen, mit Hilfe einer geeigneten Absaugeinrichtung einen Unterdruck zu erzeugen. Werte des Unterdrucks von 40'000 Pa oder mehr lassen sich in einer solchen Kammer mit Vorteil erreichen.
  • Die Kammer kann beispielsweise durch eine seitlich umlaufende Wand mit flexiblen Schürzen und einen Deckel gebildet sein. Entsprechend bedeutet "von der Kammer umschlossen", dass sich ein Element in demjenigen Raum befindet, welcher von den vier Seitenwänden, dem Deckel und der zu reinigenden Oberfläche begrenzt wird. Mit Hilfe der Kammer kann sichergestellt werden, dass im Wirkbereich desselben abgelöster und gegebenenfalls aufgewirbelter Schmutz nicht in weitere Bereiche transportiert wird.
  • Es hat sich gezeigt, dass im Rahmen der erfindungsgemässen Vorrichtung und durch Einsatz der Kammer Leistungen in der Grössenordnung von 700 - 1'000 kW ausreichend sind, um ein gutes Reinigungsergebnis zu erhalten. Die Wärmeentwicklung hält sich somit in Grenzen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Reinigungsmodul eine Detektionseinrichtung zum Erfassen von Hindernissen, eine Auswerteinheit und einen Antrieb zum Verstellen der Abführeinrichtung in vertikaler Richtung relativ zur Zuführeinrichtung. Dabei ist die Detektionseinrichtung dazu ausgebildet, Signale an die Auswerteinheit zu senden und die Auswerteinheit dazu ausgebildet, den Antrieb in Abhängigkeit der Signale zu steuern. Bevorzugt ermöglicht der Antrieb die Verstellung einzelner Abführrohre (bzw. kleiner Gruppen solcher Abführrohre) der Abführeinrichtung, so dass ein Anheben nur unmittelbar im Bereich eines Hindernisses erfolgen kann, während das Absaugen in anderen Bereichen unverändert weitergeht. Neben der Abführeinrichtung kann auch die Zuführeinrichtung in Abhängigkeit der Signale der Detektionsvorrichtung gesteuert werden.
  • Die Detektionsvorrichtung kann auf unterschiedlichen Prinzipien basieren und mehrere Detektionsprinzipien miteinander kombinieren. Diese umfassen die optische Detektion mittels Kameras, Ultraschallsensoren, Radarsensoren, induktive Sensoren usw. Es sind auch mechanische Sensoren denkbar, die Fühler umfassen, sowie Kraftsensoren, die Einwirkungen auf die Fühler feststellen.
  • Das erfindungsgemässe Reinigungsmodul wird insbesondere auf einem Schienenfahrzeug eingesetzt. Gerade für die Reinigung von Bahntunneln, namentlich die Schienen, das Schienenbett, das Bankett und die Tunnelwand, im Trockenreinigungsverfahren sind das Reinigungsmodul bzw. die Reinigungsvorrichtung besonders gut geeignet.
  • Mit Vorteil weist das Schienenfahrzeug mindestens vier Räder mit je einer Lauffläche auf, wobei das freie Ende des Abführrohrs mindestens 15 cm, vorzugsweise mindestens 30 cm, in lotrechter Richtung über den untersten Punkt auf der Lauffläche eines Rades hinaus absenkbar ist, so dass das freie Ende knapp über der zu reinigenden Oberfläche positioniert ist. Dies ermöglicht eine gründliche Reinigung des Schienenbetts zwischen den Schienen und ausserhalb der Schienen.
  • Entsprechend ist die Zuführeinrichtung vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass das freie Ende der Zuführeinrichtung bis 10 cm, vorzugsweise bis 5 cm zu einem Untergrund, auf dem die Schiene des Schienenfahrzeuges aufliegt, absenkbar ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zuführeinrichtung und die Abführrohre relativ zum Fahrzeug in Querrichtung zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verschiebbar. Dies ermöglicht eine Anpassung an die Geometrie der zu reinigenden Anlage. Eine Anpassung in Querrichtung kann insbesondere dann notwendig sein, wenn unterschiedliche Spuren mehrspuriger Tunnel gereinigt werden.
  • In diesem Zusammenhang kann es vorteilhaft sein, wenn eine Breite der zu reinigenden Fläche einstellbar ist. Dazu sind beispielsweise die Abführrohre und/oder die Zuführrohre in zwei oder mehr Gruppen eingeteilt, die sich individuell in Querrichtung verfahren lassen. Bei gerade nicht überlappender Anordnung ist der Arbeitsbereich maximal, während er bei einer in Querrichtung überlappenden Anordnung reduziert wird.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Trockenreinigen eines Tunnels mit einer erfindungsgemässen Reinigungseinrichtung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    • Positionieren der Reinigungseinrichtung zur zu reinigenden Oberfläche,
    • Bewegen der Reinigungseinrichtung relativ zur Oberfläche entlang einer Längsachse des Tunnels,
    • während der Bewegung Zuführen eines Luftstroms zur Oberfläche, so dass Schmutz oder Abfall von der Oberfläche gelöst wird,
    • während der Bewegung Abführen des gelösten Schmutzes oder Abfalls von der Oberfläche mit einer Abführeinrichtung.
  • Mit Vorteil wird mindestens ein Abführrohr von mehreren Abführrohren der Abführeinrichtung während dem Reinigen des Tunnels in einer von der Längsachse des Tunnels unterschiedlichen Richtung relativ zur Oberfläche und relativ zu einem weiteren der Abführrohre bewegt. Die Bewegung kann durch eine direkte mechanische Wechselwirkung zwischen dem Abführrohr (insbesondere einem Endelement des Abführrohrs) und Elementen der zu reinigenden Einrichtung erfolgen und/oder aktiv gesteuert anhand von Sensordaten.
  • Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1A
    eine Ansicht eines Querschnitts durch einen Eisenbahntunnel, in dem sich ein erfindungsgemässes Schienenfahrzeug mit einem erfindungsgemässen Reinigungsmodul befindet,
    Fig. 1B
    eine Seitenansicht des Schienenfahrzeugs mit der Reinigungseinheit für das Schienenbett,
    Fig. 2A
    eine schematische Darstellung der Reinigungseinheit für die Tunnelwand,
    Fig. 2B
    eine Seitenansicht der Reinigungseinheit für die Tunnelwand,
    Fig. 2C
    ein Schrägbild der Reinigungseinheit für die Tunnelwand,
    Fig. 2D
    ein Schrägbild einer weiteren Ausführung der Reinigungseinheit Tunnelwand,
    Fig. 2E
    eine Seitenansicht der weiteren Ausführung der Reinigungseinheit Tunnelwand,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung der Reinigungseinheit für das Bankett,
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung der Reinigungseinheit für das Schienenbett,
    Fig. 5
    eine perspektivische Darstellung der Reinigungseinheit für das Schienenbett auf dem Schienenfahrzeug,
    Fig. 6
    eine Detailansicht eines Bereichs der Reinigungseinheit für das Schienenbett,
    Fig. 7
    eine Ansicht der Reinigungseinheit für das Schienenbett mit abgesenktem und ausgefahrener Kammer in der Reinigungsposition, und
    Fig. 8
    eine Ansicht der Reinigungseinheit quer zur Fahrtrichtung.
  • Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Die Figur 1A zeigt eine Ansicht eines Querschnitts durch einen Eisenbahntunnel, in dem sich ein erfindungsgemässes Schienenfahrzeug 10 befindet. Das Schienenfahrzeug 10 ist dabei von hinten dargestellt.
  • Das Schienenfahrzeug 10 umfasst mehrere Wagen. Auf einem Wagen ist ein erfindungsgemässes Reinigungsmodul 1 angeordnet. Dieses umfasst eine Reinigungseinrichtung umfassend eine Reinigungseinheit Tunnelwand 100, eine Reinigungseinheit Bankett 200 und eine Reinigungseinheit Schienenbett 300. Die Reinigungseinrichtungen umfassen je eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Luftstroms zur zu reinigenden Oberfläche und eine Abführreinrichtung mit Abführrohren zum Absaugen von Schmutz und Abfall von der Oberfläche im Tunnel. Ferner umfasst das Reinigungsmodul 1 ein Gebläse zum Erzeugen eines Unterdrucks in den Abführrohren, einen Kompressor zur Erzeugung eines Luftdrucks in Zuführleitungen der Zuführeinrichtungen der Reinigungseinheiten 100, 200, 300 sowie einen Schmutzbehälter 13 zum Auffangen und Sammeln des aufgesaugten Schmutzes und Abfalls, ersichtlich in der Figur 1B. Hierzu sind die Reinigungseinheiten 100, 200, 300 mittels flexiblen Rohrleitungen 11 mit dem Schmutzbehälter 13 verbunden. Auf demselben Wagen ist zudem ein Führerstand 14 untergebracht. In diesem kann ein Benutzer die Reinigungseinheiten 100, 200, 300 steuern. Das Schienenfahrzeug 10 umfasst weiter einem Flachwagen, auf dem weitere Schmutzbehälter 13 untergebracht sind, die mit dem Schmutzbehälter 13, welcher mit den Reinigungseinrichtungen 100, 200, 300 verbunden ist, ausgetauscht werden können. Weitere Wagen des Schienenfahrzeugs 10 beinhalten Personenkabinen oder Lagerraum.
  • In der Figur 1B ist der Wagen des Schienenfahrzeugs 10, auf welchem die Reinigungseinheit 300 angeordnet ist, ersichtlich. In dieser Darstellung ist erkennbar, dass der Schmutzbehälter 13 auf dem Wagen in Fahrtrichtung 2 vor der Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett angeordnet ist. Der Führerstand 14 befindet sich auf dem Wagen in Fahrtrichtung 2 hinter der Reinigungseinheit 300.
  • Für die Reinigung des Eisenbahntunnels werden die Reinigungseinheiten 100, 200, 300 relativ zu einer zu reinigenden Oberfläche 20 im Tunnel positioniert und das Gebläse und der Kompressor werden eingeschaltet. Anschliessend fährt das Schienenfahrzeug 10 im Schritttempo durch den Tunnel, wobei die Reinigungseinheiten 100, 200, 300 entlang der inneren Tunneloberflächen geführt werden.
  • Die Figuren 2 bis 4 zeigen je eine schematische Darstellung der drei Reinigungseinheiten 100, 200, 300 für die Tunnelwand, für das Bankett und für das Schienenbett. Die Funktion dieser Reinigungseinheiten wird nachfolgend im Detail beschrieben.
  • Die Figur 2A zeigt schematisch die Reinigungseinheit 100 für die Tunnelwand. Die Figur 2B zeigt eine Seitenansicht, die Figur 2C ein Schrägbild der Reinigungseinheit 100 für die Tunnelwand.
  • Die Fahrtrichtung 2 eines Fahrzeugs, welche diese Reinigungseinheit 100 trägt, ist mit einem Pfeil angegeben. Wie in der Figur 2 ersichtlich, umfasst diese Reinigungseinheit 100 für die Tunnelwand eine Zuführeinrichtung in Form von Zuführrohren 110 zum Zuführen eines Luftstroms 130 zur zu reinigenden Oberfläche. An einem freien Ende 111, welches zur Oberfläche hinweist, umfasst jedes Zuführrohr 110 eine Düse 113, durch die ein Luftstrom aus dem Zuführrohr 110 austritt und fokussiert auf die zu reinigende Oberfläche 20 geführt wird. Die Reinigungseinheit 100 umfasst zudem eine Abführeinrichtung mit einem Abführrohr 120 zum Abführen von Schmutz oder Abfall von der Oberfläche. Das Abführrohr umfasst an seinem zur Oberfläche hin gerichteten freien Ende 121 ein Saugmaul 122. Ferner ist an diesem freien Ende 121 des Abführrohrs 120 eine das Saugmaul 122 umgebende Bürste 123 angeordnet, welche im Betrieb der Reinigungseinheit 100 die zu reinigende Oberfläche 20 abbürstet und den Absaugkanal in Fahrtrichtung 2 zumindest teilweise begrenzt. Das Zuführrohr 110 ist im Bereich des freien Endes des Abführrohrs 121 mit einem Gelenk 112 schwenkbar am Abführrohr 120 gelagert, so dass das freie Ende des Zuführrohrs 111 relativ zum freien Ende das Abführrohrs 121 verschwenkt werden kann.
  • Bevorzugt ist das Saugmaul 122 des Abführrohrs 120 im Wesentlichen rechteckförmig oder länglich oval ausgebildet und weist auf einer in Fahrtrichtung 2 hinteren Längsseite mehrere Zuführrohre 110 auf, so dass pro Abführrohr 120 mehrere Luftströme 130 auf die zu reinigende Oberfläche 20 geleitet werden. Das Saugmaul 122 ist über das Abführrohr, welches als flexible Abführrohrleitung ausgeführt ist, mit dem Schmutzbehälter 13 und dem Gebläse auf dem Schienenfahrzeug 10 verbunden. Der aufgesaugte Schmutz und Abfall wird somit durch das Saugmaul 122 aufgesaugt und gelangt durch die Abführrohrleitung in den Schmutzbehälter 13.
  • Das Reinigungsmodul 1 umfasst eine Haltevorrichtung mit Antrieb (nicht dargestellt) für die Reinigungseinheit 100 für die Tunnelwand. Mittels der Haltevorrichtung sind das Abführrohr 120 und die Zuführrohre 110 der Reinigungseinheit Tunnelwand am Schienenfahrzeug 10 gehalten. Die Haltevorrichtung umfasst einen Teleskoparm, der an einem inneren Ende am Schienenfahrzeug 10 gelagert ist und an seinem äusseren Ende das freie Ende des Abführrohrs 121 und die am Abführrohr gelagerten Zuführrohre 110 trägt. Dadurch ist das freie Ende des Abführrohrs 121 relativ zum Schienenfahrzeug 10 verstellbar. So kann das freie Ende des Abführrohrs 121 mit dem Saugmaul 122 quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges 10 vom Schienenfahrzeug 10 weg oder zum Schienenfahrzeug hin verstellt werden. Zudem kann das freie Ende des Abführrohrs 121 um eine Drehachse geschwenkt werden. Durch diese Einstellbarkeit kann die Reinigungseinheit 100 genau zur Tunnelwand oder zur Tunneldecke ausgerichtet werden, so dass die Bürste 123 die Oberfläche 20 berührt. Diese Einstellung erfolgt mittels des Antriebs der Haltevorrichtung. Der Antrieb umfasst hierzu je einen Elektromotor zum Ein- und Ausführen des Teleskoparms und zum Schwenken des freien Endes des Abführrohrs 121. Die Elektromotoren können durch den Bediener im Führerstand 14 des Schienenfahrzeuges 10 oder durch eine automatische Steuerung gesteuert werden.
  • Zur Reinigung des Tunnels wird die Reinigungseinheit 100 für die Tunnelwand zur Oberfläche 20 der Tunnelwand oder der Tunneldecke geführt, so dass die Bürste 123 die Oberfläche 20 des Tunnels berührt. Da die Bürste 123 flexible Borsten umfasst, können kleine Hindernisse wie Kabelkanäle und Schilder mit der Bürste 123 überfahren werden, ohne dass die Reinigungseinheit 100 von der Oberfläche 20 wegbewegt werden muss. Da die Zuführrohre 110 beweglich am Abführrohr 120 gelagert sind, werden sie beim Überfahren von Hindernissen kurzzeitig von der Oberfläche 20 weggedrückt und nehmen dadurch keinen Schaden.
  • Da die am freien Ende des Abführrohrs 121 angebrachte Bürste 123, in Fahrtrichtung 2 gesehen, teilweise vor dem Saugmaul 122 des Abführrohrs 120 angeordnet ist, bürstet diese die zu reinigende Oberfläche 20 zuerst ab, bevor das Saugmaul 122 den Staub und die gelösten Schmutzpartikel absaugt. Damit der Staub und der gelöste Schmutz vom Abführrohr 120 eingesaugt werden, erzeugt das Gebläse des Reinigungsmoduls auf dem Schienenfahrzeug 10 einen Unterdruck, so dass beim freien Ende des Abführrohrs 121 ein Saugstrom entsteht. Die Saugleistung des Gebläses beträgt dabei insgesamt ca. 90'000 m3/h.
  • Der in den Zuführrohren 110 geführte Luftstrom 130 steht unter einem Druck von ca. 6'000 Pa. Dieser Druck wird vom Kompressor auf dem Schienenfahrzeug 10 erzeugt. Der Luftstrom 130 tritt durch die Düse 113 des Zuführrohrs 110 aus und trifft in Richtung des Saugmauls 122 des Abführrohrs 120 auf die zu reinigende Oberfläche 20. Dadurch wird der Schmutz einerseits von der Oberfläche 20 gelöst und andererseits in Richtung Saugmaul 122 geblasen. Dabei steht die Längsachse eines Endbereichs des Zuführrohrs 110 in einem spitzen Winkel zur Längsachse eines Endbereichs des Abführrohrs 120. Durch die Ausrichtung des Endbereichs des Abführrohrs 120 werden der Staub und der Schmutz in einer ersten Richtung von der Oberfläche abgesaugt. Der Luftstrom 130, der aus der Austrittsöffnung des Zuführrohrs 110 austritt, ist zum Saugmaul 122 des freien Endes des Abführrohrs 121 hin gerichtet und trifft in einer zweiten Richtung auf die Oberfläche auf. Dabei ist die erste Richtung in einem Winkel zwischen 45° und 80° zur zweiten Richtung ausgerichtet.
  • In den Figuren 2D und 2E ist eine weitere Ausführung der Reinigungseinheit 101 für die Tunnelwand dargestellt. Im Unterschied zur oben beschriebenen Ausführung umfasst diese Reinigungseinheit 101 eine rotierende Bürstenwalze 102. Die Bürstenwalze 102 wird von einem Elektromotor 103 angetrieben, welcher an einem Gehäuse der Bürstenwalze 102 angeordnet ist. Wie in Figur 2E ersichtlich, rotiert die Bürstenwalze 102 in eine Richtung entgegen der Fahrtrichtung 2 des Schienenfahrzeugs 10. Dadurch kann auch Schmutz von der Oberfläche der Tunnelwand oder Tunneldecke gelöst werden, welcher sehr stark an der Oberfläche anhaftet.
  • Die Figur 3 stellt schematisch die Reinigungseinheit 200 für das Schienenbankett dar. Diese umfasst eine Zuführeinrichtung in Form eines Zuführrohres 210 und eine Abführeinrichtung in Form eines Abführrohres 220, welches an seinem freien Ende 221 eine Saugöffnung 222 aufweist. Im Bereich eines freien Endes 211 ist das Zuführrohr 210 unbeweglich mit dem freien Ende 221 des Abführrohrs 220 verbunden (nicht dargestellt). Im Betrieb ist die Längsachse des Endbereichs des Abführrohrs 220 im Wesentlichen rechtwinklig zur Oberfläche 20 des Tunnels ausgerichtet. Der zugeführte Luftstrom 230 tritt im vorderen Bereich des Zuführrohrs 210 durch eine Düse 213 aus diesem aus und trifft in Richtung Saugöffnung 222 des Abführrohrs 220 auf die zu reinigende Oberfläche 20 auf. Das Zuführrohr 210 befindet sich in Fahrtrichtung gesehen hinter dem Abführrohr 220, wobei der austretende Luftstrom 230 in Fahrtrichtung 2 zur Oberfläche 20 hin geführt wird.
  • Der Winkel zwischen der Richtung in der der Luftstrom 230 auf die Oberfläche auftritt und der Richtung in der der Schmutz vom Abführrohr 220 abgesaugt wird, liegt in einem Bereich zwischen 45° und 80°.
  • Wie oben bei der Reinigungseinheit 100 für die Tunnelwand beschrieben, wird der Schmutz im Bankett durch den zugeführten Luftstrom 230 gelöst und mit der Saugöffnung 222 des Abführrohrs 220 abgesaugt. Die Saugöffnung 222 weist einen kreisrunden Querschnitt auf, vorzugsweise mit einem Innendurchmesser zwischen 20 cm und 40 cm. Das Abführrohr 220 weist im Bereich seines freien Endes 221 einen Endabschnitt 224 aus einem steifen Material, wie z. B. Stahlblech, auf. Dieser Endabschnitt 224 ist kegelförmig ausgebildet (in Figur 3 nicht dargestellt) und über eine flexible Abführrohrleitung mit dem Schmutzbehälter 13 und dem Gebläse auf dem Schienenfahrzeug 10 verbunden. Dabei ist der Endabschnitt 224 mittels zweier Ketten derart an einem Aufbau des Schienenfahrzeuges 10 befestigt, dass der Endabschnitt 224 und damit die Saugöffnung 222 und das freie Ende des Zuführrohrs 211 in vertikaler Richtung relativ zum Bankett verstellt werden können.
  • Die Figur 4 stellt die Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett schematisch dar. Diese umfasst mehrere Zuführrohre 310 und mehrere Abführrohre 320. Die Zuführrohre 310 sind in Fahrtrichtung gesehen vor und hinter den Abführrohren 320 sowie quer zur Fahrtrichtung seitlich der Abführrohre 320 angeordnet, ersichtlich in den Figuren 5 und 6.
  • Die Abführrohre 320 sind in zwei Reihen nebeneinander quer zur Fahrtrichtung angeordnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett zwei Gruppen von je 15 Abführrohren 320 in Form von Abführrohreinheiten 350.1, 350.2. Diese Anordnung der Abführrohre 320 ist in den Figuren 5 und 7 ersichtlich und nachfolgend im Detail beschrieben.
  • Jedes Abführrohr 320 weist einen Innendurchmesser von 10 cm auf, der Aussendurchmesser ist geringfügig grösser. Es ergibt sich eine von den Abführrohren 320 abgedeckte maximale Breite von über 4 m. Zudem umfasst jedes Abführrohr 320 im Bereich seines freien Endes ein Endelement 325, welches aus einem steifen Material, wie beispielsweise Stahlblech, geformt ist. Das Endelement 325 hat dabei einen kreisrunden Querschnitt und bildet ein Saugmaul 322 zum Absaugen des Schmutzes und Abfalls von der Oberfläche. In Saugrichtung gesehen hinter dem Endelement 325 ist ein flexibler Abschnitt 326 angeordnet, der einen Balg umfasst, welcher eine Längenkontraktion ermöglicht (vgl. Figuren 5 - 7). Die flexiblen Abschnitte 326 mehrerer Abführrohre 320 sind mit einer Haube 327 verbunden. Dabei bildet die Haube 327 mit den Abführrohren 320 eine Abführrohreinheit 350.1, 350.2, welche vorzugsweise 10 - 15 Abführrohre 320 umfasst. Die Haube 327 jeder Abführrohreinheit 350.1, 350.2 ist je über ein Hauptabführrohr 351 mit dem Schmutzbehälter 13 und dem Gebläse auf dem Schienenfahrzeug 10 verbunden.
  • Durch den balgartigen flexiblen Abschnitt 326 können die Endelemente 325 der Abführrohre 320 relativ zur Haube 327 einzeln und unabhängig von den anderen Endelementen 325 in vertikaler Richtung mit Kabelzügen angehoben und abgesenkt werden. Diese Verstellung erfolgt, indem ein Endelement 325 mittels zweier Kabel, die am Endelement 325 befestigt sind, in vertikaler Richtung angehoben oder abgesenkt wird. Die Kabel können durch den Bediener im Führerstand 14 betätigt werden, um die Endelemente 325 während des Betriebs verstellen zu können. In weiteren Ausführungen können die Endelemente 325 auch mittels elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Antrieb angehoben oder abgesenkt werden. Ein einzelnes Endelement 325 kann bis maximal 30 cm relativ zu den anderen Endelementen 325 angehoben werden. Dadurch können die Endelemente 325 im Bereich einer Weiche oder bei einem Hindernis einzeln und unabhängig voneinander angehoben oder abgesenkt werden, um dadurch den Untergrund passgenau zu reinigen. Zudem ist die Haube 327 zusammen mit den Abführrohren 320 als Ganzes relativ zum Schienenfahrzeug 10 verstellbar. Diese Verstellmöglichkeit wird weiter unten in Zusammenhang mit den Figuren 5 und 6 im Detail beschrieben.
  • Der flexible Abschnitt 326 erlaubt ferner ein Verschwenken des jeweiligen Abführrohrs 320, wenn dessen Endelement 325 ein Hindernis touchiert.
  • Wie in der Figur 4 schematisch angedeutet, sind der Bereich der freien Enden der Zuführrohre 310, die Endelemente 325 und die flexiblen Abschnitte 326 der Abführohre 320 von einer Kammer 340 umgeben. Diese umfasst vier Seitenwände und einen Deckel. In der Kammer 340 ist ein Unterdruck von rund 40'000 Pa erzeugbar. Die unteren Bereiche der Seitenwände der Kammer 340 werden aus elastischen Schürzen gebildet. Dadurch kann die gesamte Kammer 340 mit der Reinigungseinheit 300 auf das Schienenbett abgesenkt werden, so dass im Bereich der Schienen die elastischen Schürzen durch die Schienen weggedrückt werden.
  • Wie bei der Reinigungseinheit 100 für die Tunnelwand und der Reinigungseinheit 200 für das Bankett dienen die Zuführrohre 310 der Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett dazu, mit einem Luftstrom 330 den Schmutz von der zu reinigenden Oberfläche zu lösen. Der gelöste Schmutz wird durch die Saugmaule 322 der Abführrohre 320 in einer ersten Richtung von der Oberfläche abgesaugt. Der Luftstrom 330, der aus einer Düse 313 im Zuführrohr 310 austritt, ist zu den Saugmaulen 322 hin gerichtet und trifft in einer zweiten Richtung auf die Oberfläche auf. Dabei ist die erste Richtung in einem Winkel zwischen 45° und 80° zur zweiten Richtung ausgerichtet.
  • Die Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemässen Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett, montiert auf dem Schienenfahrzeug 10. Dabei ist mit einem Kreis ein Ausschnitt markiert, der in der Figur 6 vergrössert dargestellt ist.
  • Zudem ist in Figur 5 die Kammer 340 ersichtlich, die auf einer Unterseite des Schienenfahrzeuges 10 angeordnet ist und eine rechteckförmige Grundfläche aufweist. Die begrenzende Umrandung der Kammer 340 umfasst vier vertikal orientierte Seitenwände, die durch elastische Schürzen gebildet sind (vgl. Figur 6). Sie sind in zwei Hälften angeordnet, welche in horizontaler Richtung, quer zur Fahrtrichtung, relativ zueinander verstellt werden können. Dadurch ist die Grundfläche bzw. das Volumen der Kammer 340 veränderbar. Die Schürzen sind an einem rahmenartigen Gestänge 341 befestigt. Nach oben ist die Kammer durch einen (durchsichtigen) Deckel abgeschlossen.
  • In Figur 5 ist erkennbar, dass entlang den vier Seitenwänden der Kammer 340 die Zuführrohre 310 angeordnet sind. Der Einfachheit halber sind in den Figuren 5 - 8 nur die jeweils vordersten Bereiche der freien Enden der Zuführrohre 310 dargestellt. Die Zuführrohre 310 sind am rahmenartigen Gestänge 341 befestigt und zwar schwenkbar, so dass sie weggeschwenkt werden, wenn sie ein Hindernis touchieren. Die jeweiligen Auslässe der Zuführrohre 310 weisen gegen die Mitte der Kammer 340 zu den dort angeordneten Abführrohren 320. Dadurch wird im Betrieb der Staub und Schmutz durch den Luftstrom 330 aus den Zuführrohren 310 in Fahrtrichtung wie auch quer zur Fahrtrichtung zu den Saugmäulern 322 der Abführrohre 320 in der Kammer 340 geblasen.
  • In die Kammer 340 münden zudem die zwei Abführrohreinheiten 350.1, 350.2. Hierzu ist jeweils die Haube 327 der Abführrohreinheit 350.1, 350.2 mit dem rahmenartigen Gestänge 341 der Kammer 340 verbunden. Weiter sind in Figur 5 die Hauptabführrohre 351 ersichtlich, welche je die Abführrohreinheiten 350.1, 350.1 mit dem Schmutzbehälter 13 verbinden.
  • Wie in Figur 5 ersichtlich ist, umfasst die Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett eine Verstelleinrichtung 370 zum Verstellen der Abführrohreinheiten 350.1, 350.2 relativ zum Schienenfahrzeug 10. Hierzu beinhaltet die Verstelleinrichtung 370 zwei quer verlaufende lineare Führungen, entlang denen die Abführrohreinheiten 350.1, 350.2 quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges 10 verschiebbar sind. Die Abführrohreinheiten 350.1, 350.2 werden dabei manuell von Hand oder mittels elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Antrieb verschoben. So kann jede Abführrohreinheit 350.1, 350.2 je auf eine Seite von der Fahrzeugmitte aus nach aussen verschoben werden. Dabei werden die beiden Hälften der Kammer 340 ebenfalls relativ zueinander nach aussen verschoben. Die Abführrohreinheiten 350.1, 350.2 können dabei soweit von der Fahrzeugmitte nach aussen verschoben werden, bis sich die Reihen der Abführrohre 320 in Fahrtrichtung gesehen nicht mehr überlappen, so dass alle Abführrohre 320 nebeneinander angeordnet sind, ersichtlich in Figur 7.
  • Weiter umfasst die Verstelleinrichtung 370 Hebezüge, mit denen die Kammer 340 zusammen mit beiden Abführrohreinheiten 350.1, 350.2 in vertikaler Richtung zum Schienenbett abgesenkt oder angehoben werden können. Zusätzlich zu dieser Verstellmöglichkeit umfasst jede Abführrohreinheit 350.1, 350.2 die oben in Zusammenhang mit Figur 4 beschriebenen Kabelzüge, um die Endelemente 325 der Abführrohre 320 einzeln und unabhängig voneinander verstellen zu können. Die Verstelleinrichtung 370 umfasst zudem Elektromotoren, um die Kabelzüge zu betätigen und um die Abführrohreinheiten 350.1, 350.2 entlang den Führungen zu bewegen. Die Elektromotoren können dabei aus dem Führerstand 14 durch den Bediener gesteuert werden. Ferner sind auch die Kabelzüge für die einzelnen Abführrohre 340 vom Führerstand 14 aus betätigbar. Alternativ können die Endelemente 325, wie oben erwähnt, auch mittels elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem Antrieb angehoben oder abgesenkt werden.
  • Weiter kann aus dem Führerstand 14 der Bediener den Kompressor zur Erzeugung des Luftdrucks in den Zuführrohren 110, 210, 310 und das Gebläse zur Erzeugung der Saugleistung in den Abführrohren 120, 220, 320 steuern. Der Kompressor erzeugt einen Luftdruck von 600'000 Pa und erreicht einen Volumenstrom von ca. 2'100 m3/h. Das Gebläse erreicht eine Saugleistung von 90'000 m3/h.
  • Während die Figur 6 die Position der Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett in einer Bereitschaftsposition zeigt, in welcher die Kammer 340 angehoben ist, zeigt die Figur 7 die Position der Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett während der Reinigung des Schienenbetts, wobei sich die Kammer 340 in einer abgesenkten Reinigungsposition befindet. In der dargestellten Reinigungsposition sind die beiden Hälften der Kammer 340 relativ zueinander quer zur Fahrtrichtung auseinander geschoben und die zwei Abführrohreinheiten 350.1, 350.2 sind ebenfalls relativ zueinander quer zur Fahrtrichtung auseinander verschoben, so dass die Abführrohreinheiten 350.1, 350.2 nebeneinander angeordnet sind und dadurch die Abführrohre 320 eine maximale Breite des Schienenbetts abdecken können.
  • In der Reinigungsposition können auch kleinere Hindernisse wie Signale oder Schilder, welche maximal 30 cm vom Untergrund aufragen, überfahren werden, ohne dass die Kammer 340 angehoben werden muss. Da die Zuführrohre 310 beweglich am rahmenartigen Gestänge 341 gelagert sind, werden sie durch das Hindernis kurzzeitig nach oben weggeschwenkt. Das Gleiche geschieht mit den Endelementen 325 der Abführrohre 320. Diese können dank des flexiblen Abschnitts 326 durch ein Hindernis weggedrückt werden, ohne dabei Schaden zu nehmen. Aufgrund der Schwerkraft erreichen sie automatisch wieder ihre Arbeitsposition, sobald das Hindernis überfahren worden ist.
  • Die Reinigungseinheit 300 für das Schienenbett kann so abgesenkt werden, dass sich die freien Enden der Zuführrohre 310 und der Abführrohre 320 nahe, vorzugsweise bis 2 cm über dem Schotterbett oder dem Festbett der Schienen befinden. Durch die beschriebene Anordnung der Abführrohre 320 und die Verstellmöglichkeit der einzelnen Endelemente 325 kann das Schienenbett auch im Bereich einer Weiche gründlich gereinigt werden, da die Endelemente 325 der Abführrohre 320 einzeln angehoben oder abgesenkt werden können, um die Absaugfläche exakt auf den Untergrund abzustimmen.
  • Die Verstellung der Endelemente 325 kann manuell erfolgen. In einer weiteren Ausführung kann die Verstellung jedoch auch automatisiert werden. Hierzu umfasst das Reinigungsmodul 300 den Abführrohren 320 in Fahrtrichtung vorgeordnete Sensoren zum Erfassen des Schienenbetts und eine Steuereinheit zum Auswerten der Sensorsignale und zum Steuern der Verstelleinrichtung 370. Bei dieser Ausführung wird während des Fahrens der Untergrund laufend durch die Sensoren überwacht. Wird ein Hindernis erkannt, verstellt die Steuereinheit die einzelnen Endelemente 325 der Abführrohre 320. So werden beispielsweise einzelne Endelemente 325 angehoben, wenn das Schienenfahrzeug 10 über eine Weiche fährt oder ein grösseres Hindernis im Weg steht.
  • Die Figur 8 zeigt eine Ansicht der Reinigungseinheit 300 quer zur Fahrtrichtung. Ersichtlich sind insbesondere die Zuführrohre 310, die entlang der Umrandung der Kammer 340 angeordnet sind. Ihre Mündungen sind unterhalb einer durch den Schienenkopf 23 definierten Abrollebene positioniert. Die Schürzen, welche die Seitenwände der Kammer 340 bilden, reichen zudem fast bis auf die feste Fahrbahn 22, so dass innerhalb der Kammer 340 mit einer relativ geringen Saugleistung ein Unterdruck aufgebaut werden kann. Einige der Zuführrohre 310 sind auf der Aussenseite der Kammer 340 am rahmenartigen Gestänge 341 angeordnet. Ihre Mündung weist zum untersten Bereich der Tunnelwand 21 hin. Die über diese Zuführrohre abgegebene Druckluft löst Staub und Schmutz in diesem Bereich. Aufgrund des Unterdrucks in der Kammer 340 wird auch dieser Staub und Schmutz nach innen in die Kammer 340 gesaugt und somit entfernt.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die erfindungsgemässe Reinigungsvorrichtung ein effizientes und gleichzeitig gründliches Reinigen eines Tunnels ermöglicht wird.

Claims (17)

  1. Reinigungsvorrichtung zum Trockenreinigen eines Tunnels, umfassend
    a) eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines Luftstroms zu einer zu reinigenden Oberfläche, wobei die Zuführeinrichtung eine Austrittsöffnung umfasst, durch die der Luftstrom aus der Zuführeinrichtung austritt,
    b) eine Abführeinrichtung umfassend mindestens ein Abführrohr mit einem freien Ende mit einer Öffnung zum Absaugen von Schmutz oder Abfall von der Oberfläche mit der Öffnung des freien Endes in einer ersten Richtung,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zuführeinrichtung derart angeordnet ist, dass der Luftstrom aus der Austrittsöffnung in einer zweiten Richtung zur Öffnung des freien Endes des Abführrohrs hin aus der Zuführeinrichtung austritt und auf die Oberfläche auftrifft, wobei die erste Richtung in einem Winkel zwischen 45° und 80° zur zweiten Richtung ausgerichtet ist.
  2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführeinrichtung mehrere Abführrohre zum Absaugen umfasst, vorzugsweise mindestens 10 Abführrohre pro Meter, besonders bevorzugt mindestens 20 Abführrohre pro Meter.
  3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abführrohr an einem zur reinigenden Oberfläche hin gerichteten Ende des Abführrohrs ein Endelement umfasst, wobei das Endelement relativ zur Zuführeinrichtung bewegbar ist.
  4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Endelement eines ersten Abführrohres der mehreren Abführrohre relativ zu einem Endelement eines zweiten Abführrohres der mehreren Abführrohre bewegbar ist.
  5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abführrohr einen Innendurchmesser zwischen 5 bis 30 cm, vorzugsweise einen Innendurchmesser zwischen 8 bis 20 cm aufweist.
  6. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abführrohr in Saugrichtung nach dem Endelement einen flexiblen Bereich und anschliessend einen steifen Bereich umfasst, so dass das Endelement relativ zum steifen Bereich des Abführrohrs verschwenkbar ist.
  7. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung mehrere Zuführrohre zum Zuführen des Luftstroms umfasst.
  8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Endbereich des Abführrohrs eine Bürste angeordnet ist, zum Abbürsten der zu reinigenden Oberfläche.
  9. Reinigungsmodul umfassend eine Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, eine Druckluftquelle zum Erzeugen eines Luftdrucks in der Zuführeinrichtung, eine Saugeinrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Abführeinrichtung und einen Behälter zum Aufnehmen des abgesaugten Schmutzes und Abfalls.
  10. Reinigungsmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Druckluftquelle erzeugte Volumenstrom für die Zuführeinrichtung zwischen 1'000 m3/h und 4'000 m3/h liegt.
  11. Reinigungsmodul nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Saugeinrichtung für die Abführeinrichtung erzeugte Saugleistung zwischen 20'000 m3/h und 60'000 m3/h liegt.
  12. Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine Kammer gebildet durch vier Seitenwänden und einem Deckel, wobei je mindestens ein unterer Endbereich der Abführeinrichtung und ein unterer Endbereich der Zuführeinrichtung von der Kammer umschlossen sind, wobei in der Kammer ein Druck erzeugbar ist, der geringer ist als der Atmosphärendruck.
  13. Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch eine Detektionseinrichtung zum Erfassen von Hindernissen, eine Auswerteinheit und einen Antrieb zum Verstellen der Abführeinrichtung in vertikaler Richtung relativ zur Zuführeinrichtung, wobei die Detektionseinrichtung dazu ausgebildet ist, Signale an die Auswerteinheit zu senden und wobei die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, den Antrieb in Abhängigkeit der Signale zu steuern.
  14. Schienenfahrzeug umfassend ein Reinigungsmodul nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
  15. Schienenfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug mindestens vier Räder mit je einer Lauffläche aufweist, wobei das freie Ende des Abführrohrs mindestens 15 cm vorzugsweise mindestens 20 cm in lotrechter Richtung über den untersten Punkt auf der Lauffläche eines Rades hinaus absenkbar ist.
  16. Verfahren zum Trockenreinigen eines Tunnels mit einer Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 8 umfassend die Schritte
    - Positionieren der Reinigungseinrichtung relativ zur zu reinigenden Oberfläche,
    - Bewegen der Reinigungseinrichtung relativ zur Oberfläche entlang einer Längsachse des Tunnels,
    - während der Bewegung Zuführen eines Luftstroms zur Oberfläche, so dass Schmutz oder Abfall von der Oberfläche gelöst wird, und
    - während der Bewegung Abführen des gelösten Schmutzes oder Abfalls von der Oberfläche mit einer Abführeinrichtung.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abführrohr von mehreren Abführrohren der Abführeinrichtung während dem Reinigen des Tunnels in einer von der Längsachse des Tunnels unterschiedlichen Richtung relativ zur Oberfläche und relativ zu einem weiteren der Abführrohre bewegt wird.
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