EP3420139A1 - Entsandungseinrichtung - Google Patents

Entsandungseinrichtung

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EP3420139A1
EP3420139A1 EP17719528.6A EP17719528A EP3420139A1 EP 3420139 A1 EP3420139 A1 EP 3420139A1 EP 17719528 A EP17719528 A EP 17719528A EP 3420139 A1 EP3420139 A1 EP 3420139A1
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EP
European Patent Office
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rail vehicle
air
sand
air flow
wheels
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EP3420139B1 (de
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Christian KLOPSCH
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Siemens Mobility Austria GmbH
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H8/00—Removing undesirable matter from the permanent way of railways; Removing undesirable matter from tramway rails
    • E01H8/10—Removing undesirable matter from rails, flange grooves, or the like railway parts, e.g. removing ice from contact rails, removing mud from flange grooves
    • E01H8/105—Pneumatically or hydraulically loosening, removing or dislodging undesirable matter, e.g. removing by blowing, flushing, suction; Application of melting liquids; Loosening or removing by means of heat, e.g. cleaning by plasma torches, drying by burners
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    • E01H8/00—Removing undesirable matter from the permanent way of railways; Removing undesirable matter from tramway rails
    • E01H8/10—Removing undesirable matter from rails, flange grooves, or the like railway parts, e.g. removing ice from contact rails, removing mud from flange grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F19/00—Wheel guards; Bumpers; Obstruction removers or the like

Definitions

  • the invention relates to a desanding device for a rail vehicle
  • the invention is therefore based on the object, a
  • Specify desanding device for a rail vehicle which is maintenance and wear-free and which does not require any connections to electrical or pneumatic systems of the rail vehicle.
  • Embodiments are the subject of subordinate claims.
  • Desanding device constructed for a rail vehicle, which at least one air guide with
  • Air guiding device is designed so that caused by the movement of the rail vehicle air flow to a position immediately in front of the wheels of a in
  • the advantage can be achieved to remove the adhering to the rail head sand and to prevent grinding of this sand through the wheels of the rail vehicle can.
  • wear of wheels is reduced.
  • Another significant advantage of the invention is that the desander has no moving parts or brushes and no connections to
  • a preferred embodiment of the invention provides that the directly in front of the wheels in the direction of travel
  • the air flow directed at the leading axis of the rail vehicle is a horizontal component of normal velocity
  • Movement direction of the rail vehicle comprises. This is done by guiding the airflow into an appropriate one
  • the angle of the air flow with respect to the track is to be selected so that the sand leaves the track surface before the wheel touches the relevant point.
  • the spoiler can be designed in several ways, according to a first preferred
  • the louver formed as a tube is. This tube extends from the front of the
  • the wheel facing the end of the tube may be equipped with a narrowing the tube cross-section nozzle, whereby the outflow characteristics, esp.
  • Execute air guide device as a tube with decreasing in the direction of movement of the air flow cross-section.
  • Desanding device provides to perform the louver as an air baffle.
  • an air baffle is to be arranged immediately in front of the leading wheel, which
  • Air baffle consists in the simplest case of a
  • Air flow is taken and not grinded by the wheel.
  • the air baffle can in a simple design as
  • the streamlined air guide plate has an overpressure and a negative pressure side, which results from the arrangement in a moving air mass. Both the overpressure arising from the flow (from the upstream side of the air guide plate) can be used for desanding and also the negative pressure at the non-flow side.
  • the second is advantageous in practical embodiments of the invention, since thereby the Luftbleitblech can be arranged closer to the vehicle longitudinal axis and the space for the air baffle may under no circumstances protrude from the gauge of the vehicle.
  • the air baffle can also, similar to the wing of an aircraft be equipped with a streamlined profile, which allows a particularly accurate management of the air flow, but increases the construction cost of a baffle.
  • Air flow passes directly in front of the wheels of a leading in the direction of travel axis of the rail vehicle. This can be done for example by appropriately shaped underfloor containers or similar devices.
  • Fig.l shows an example and schematically the end face of a rail vehicle with a desander. It is a view of the front side of a rail vehicle 1, which below the car body a
  • Air inlets 3 are arranged, which open into a respective tubular air duct 2 and through which the air flow caused by the movement of the rail vehicle 1 is partially conducted into the air ducts 2.
  • a Bruschreibr 5 is particularly well suited for the connection of an air inlet 3.
  • a Air inlet 3 are arranged at a different position on the front side of a rail vehicle 1.
  • FIG. 2 shows by way of example and schematically the underside of a rail vehicle with a desander. It is the bottom of the rail vehicle 1 of Fig.l shown. In this view, the structure and function of the rail vehicle 1 of Fig.l shown.
  • the air flow 6 through the tubular air ducts 2 occurs at the end of the air ducts 2, in front of the respective associated wheel 4.
  • Openings of the air ducts 2 or optional nozzles at the end of the air ducts 2 are not shown in this schematic diagram.
  • tubular air duct with narrowing cross-section. It is the embodiment of FIG. 2, wherein the tubular air duct 2 a curved course with
  • FIG. 4 shows by way of example and schematically a rail vehicle with a desander from an air guide plate in a side view. It is a side view on one
  • Rail vehicle 1 shown in the forehead which is similar to that shown in Figs. 1 to 3
  • Embodiment comprises a Brueckr 5. Between the Brueckr 5 and the leading wheel 4 is a Brueckr 5. Between the Brueckr 5 and the leading wheel 4 is a Brueckr 5.
  • the air baffle 7 is by means of a fastening 8 on the car body of the rail vehicle 1 solvable
  • FIG. 5 shows by way of example and schematically the underside of a rail vehicle with a desandering device from an air guide plate.
  • the underside of the rail vehicle 1 from FIG. 4 is shown.
  • the angled to the longitudinal axis of the rail vehicle 1 arrangement of the air baffles 7 can be seen, which is transverse to the direction of travel
  • Air flow 6 is caused by the resulting pressure on the air guide 7 vacuum.

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Abstract

Entsandungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug (1), umfassend mindestens eine Luftleiteinrichtung (2, 7), welche Befestigungsmittel (8) zur Anordnung der Luftleiteinrichtung (2, 7) an dem Schienenfahrzeug (1) umfasst, wobei die mindestens eine Luftleiteinrichtung (2, 7) so ausgebildet ist, dass die durch die Bewegung des Schienenfahrzeugs (1) hervorgerufene Luftströmung (6) an eine Position unmittelbar vor die Räder (4) einer in Fahrtrichtung führenden Achse des Schienenfahrzeugs (1) leitet.

Description

Beschreibung
Entsandungseinrichtung .
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Entsandungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug
Stand der Technik
Ablagerungen von Sand auf Gleisen können für den Bahnbetrieb hinderlich sein. Insbesondere in Wüstengebieten können Gleise mit Sand verweht sein, was eine aufwendige Entfernung des Sandes erforderlich macht, da zu große Sandmengen auch zu Entgleisungen führen können. Dazu werden Sandräummaschinen eingesetzt, die an Kraftfahrzeugen angeordnet sind und welche den Sand beispielsweise mittels einer Sandfrässchleuder entfernen. Diese Maschinen können auch an der Stirnseite eines Schienenfahrzeugs angeordnet sein, welches die Strecke langsam befährt. Die bekannten Sandräumverfahren weisen jedoch einen Nachteil auf, da sie kleine Sandablagerungen am Schienenkopf nicht zu entfernen vermögen. Diese kleinen
Sandablagerungen, welche für die Fahrsicherheit keine
Einschränkung darstellen rufen jedoch einen massiv erhöhten Verschleiß an den Schienenfahrzeugrädern hervor. So ist das typische Intervall zwischen zwei Reprofilierungen
(Nachbearbeitung des Radprofils) von 150.000km bei Fahrten in Wüstengebieten auf ca. 30.000km reduziert. Besonders
nachteilig ist, dass diese minimalen Sandablagerungen durch Wind kontinuierlich neu geschaffen werden und eine
Reinigungsfahrt zur Entfernung dieser minimalen Sandablagerungen mit einer Sandräummaschine sowohl unwirtschaftlich als auch erfolglos wäre. Es liegt nahe, daher die Schienenfahrzeuge selbst mit einer Einrichtung zur Entfernung geringer Sandablagerungen von den Gleisen
auszustatten. Dadurch kann das Problem des kontinuierlich neu auf die Gleise eingebrachten Sandes gelöst werden, da eben das Schienenfahrzeug selbst diese Ablagerungen unmittelbar und während der Fahrt entfernt. Dazu können beispielsweise Bürsten eingesetzt werden, welche vor der führenden Achse angeordnet sind. Eine weitere Möglichkeit der Sandentfernung besteht durch das Ausblasen von im Fahrzeug erzeugter
Druckluft. Alle diese Verfahren bedingen große Änderungen an dem Fahrzeug und rufen sowohl einen erhöhten Wartungsaufwand als auch einen erhöhten Energieverbrauch hervor.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Entsandungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug anzugeben, welche wartungs- und verschleißfrei ist und welche keinerlei Anschlüsse zu elektrischen oder pneumatischen Systemen des Schienenfahrzeugs erfordert.
Die Aufgabe wird durch eine Entsandungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine
Entsandungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug aufgebaut, welche mindestens eine Luftleiteinrichtung mit
Befestigungsmitteln zur Anordnung der Luftleiteinrichtung an dem Schienenfahrzeug umfasst, wobei die mindestens eine
Luftleiteinrichtung so ausgebildet ist, dass die durch die Bewegung des Schienenfahrzeugs hervorgerufene Luftströmung an eine Position unmittelbar vor die Räder einer in
Fahrtrichtung führenden Achse des Schienenfahrzeugs geleitet wird .
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, den am Schienenkopf anhaftenden Sand entfernen zu können und ein Zermahlen dieses Sandes durch die Räder des Schienenfahrzeugs verhindern zu können. Solcherart wird der Verschleiß der Räder verringert. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Entsandungseinrichtung keinerlei bewegte Teile oder Bürsten aufweist und auch keinerlei Anschlüsse zu
elektrischen oder pneumatischen Systemen des
Schienenfahrzeugs erfordert. Weiters kann eine
erfindungsgemäße Entsandungseinrichtung bei bestehenden
Fahrzeugen nachgerüstet werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die unmittelbar vor die Räder einer in Fahrtrichtung
führenden Achse des Schienenfahrzeugs geleitete Luftströmung eine horizontale Geschwindigkeitskomponente normal zur
Bewegungsrichtung des Schienenfahrzeugs umfasst. Dies wird durch eine Führung des Luftstroms in eine entsprechende
Richtung durch die Luftleiteinrichtung gewährleistet. Dabei ist der Winkel der Luftströmung in Bezug auf das Gleis so zu wählen, dass der Sand die Gleisoberfläche verläßt bevor das Rad die betreffende Stelle berührt.
Die Luftleiteinrichtung kann auf mehrere Arten ausgebildet sein, wobei entsprechend einer ersten bevorzugten
Ausführungsform die Luftleiteinrichtung als Rohr ausgebildet ist. Dieses Rohr erstreckt sich von der Stirnseite des
Schienenfahrzeugs bis zu einer Position unmittelbar vor dem führenden Rad. Das dem Rad zugewandten Ende des Rohres kann mit einer den Rohrquerschnitt verengenden Düse ausgestattet sein, wodurch die Ausströmungseigenschaften, insb. der
Auftreffpunkt und Auftreffwinkel der Luftströmung auf das Gleis gut vorgebbar sind.
Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, die
Luftleiteinrichtung als Rohr mit in Bewegungsrichtung der Luftströmung verkleinerndem Querschnitt auszuführen.
Solcherart kann die pro Zeiteinheit durch die
Luftleiteinrichtung geführte Luftmenge gesteigert werden und der Ausblasdruck und somit die Reinigungswirkung erhöht werden .
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der
Entsandungseinrichtung sieht vor, die Luftleiteinrichtung als Luftleitblech auszuführen. Dazu ist unmittelbar vor dem führenden Rad ein Luftleitblech anzuordnen, welches
entsprechende Befestigungsmittel für die Befestigung an dem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs umfasst. Dieses
Luftleitblech besteht im einfachsten Fall aus einem zur
Längsachse des Schienenfahrzeugs gewinkelten Blech, welches die Luftströmung vor dem führenden Rad gezielt lenkt, sodass am Schienenkopf haftender Sand von dieser gelenkten
Luftströmung mitgenommen wird und nicht mehr durch das Rad zermahlen wird.
Das Luftleitblech kann in einfacher Ausführung als
blechförmiger Bauteil ausgeführt werden, wobei zur optimalen Anpassung der Luftströmung Ausnehmungen (Bohrungen) in das Luftleitblech eingebracht werden können. Diese Bohrungen verändern die Druck- und Strömungsverhältnisse, sodass eine exakte Anpassung an ein konkretes Schienenfahrzeug unter Berücksichtigung der häufigst gefahrenen Geschwindigkeit möglich ist.
Das angeströmte Luftleitblech weist dabei eine Überdruck- und eine Unterdruckseite auf, welche sich aus der Anordnung in einer bewegten Luftmasse ergibt. Es können sowohl der aus der Strömung entstehende Überdruck (von der angeströmten Seite des Luftleitblechs) zur Entsandung eingesetzt werden als auch der Unterdruck an der nichtangeströmten Seite. Zweiteres ist in praktischen Ausführungen der Erfindung vorteilhaft, da dadurch das Luftbleitblech näher der Fahrzeuglängsachse angeordnet werden kann und der Bauraum für das Luftleitblech keinesfalls aus dem Lichtraumprofil des Fahrzeugs ragen darf. Das Luftleitblech kann auch, ähnlich wie die Tragfläche eines Flugzeugs mit einem strömungsgünstigen Profil ausgestattet sein, was eine besonders exakte Leitung der Luftströmung erlaubt, den Bauaufwand für ein Luftleitblech jedoch erhöht.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor,
Einbauten am Untergestell eines Schienenfahrzeugs mit
aerodynamischen Eigenschaften auszustatten, welche eine
Luftströmung unmittelbar vor die Räder einer in Fahrtrichtung führenden Achse des Schienenfahrzeugs leitet. Dies kann beispielsweise durch entsprechend geformte Unterflurcontainer oder ähnliche Einrichtungen erfolgen.
Es sind typischerweise je führendem Rad eines
Schienenfahrzeugs eine Luftleiteinrichtung vorzusehen. Bei längeren Fahrzeugen, bzw. Zugzusammenstellungen kann es vorteilhaft sein, mehrere Entsandungseinrichtungen je
Zugzusammenstellung vorzusehen. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Schienenfahrzeug mit Entsandungseinrichtung mittels rohrförmiger Luftführung, Stirnseite.
Fig.2 Schienenfahrzeug mit Entsandungseinrichtung mittels rohrförmiger Luftführung, Unterseite.
Fig.3 Schienenfahrzeug mit Entsandungseinrichtung mittels rohrförmiger Luftführung mit verengendem Querschnitt,
Unterseite .
Fig.4 Schienenfahrzeug mit Entsandungseinrichtung mittels
Luftleitblech, Seitenansicht.
Fig.5 Schienenfahrzeug mit Entsandungseinrichtung mittels
Luftleitblech, Unterseite.
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch die Stirnseite eines Schienenfahrzeugs mit einer Entsandungseinrichtung. Es ist eine Ansicht auf die Stirnseite eines Schienenfahrzeugs 1 dargestellt, welches unterhalb des Wagenkastens einen
Bahnräumer 5 aufweist. In diesem Bahnräumer 5 sind zwei
Lufteinlässe 3 angeordnet, welche in je eine rohrförmige Luftführung 2 münden und durch welche die durch die Bewegung des Schienenfahrzeugs 1 hervorgerufene Luftströmung teilweise in die Luftführungen 2 geleitet wird. Die solcherart
geleitete Luftströmung wird durch die rohrförmigen
Luftführungen 2 vor die Räder 4 geleitet. Ein Bahnräumer 5 ist besonders gut für die Anbindung eines Lufteinlasses 3 geeignet. Für Fahrzeuge ohne Bahnräumer 5 oder wenn eine Anordnung am Bahnräumer 5 nicht gewünscht ist, kann ein Lufteinlass 3 auch an anderer Position an der Stirnseite eines Schienenfahrzeugs 1 angeordnet werden.
Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch die Unterseite eines Schienenfahrzeugs mit einer Entsandungseinrichtung . Es ist die Unterseite des Schienenfahrzeugs 1 aus Fig.l dargestellt. In dieser Ansicht sind der Aufbau und die Funktion der
Entsandungseinrichtung deutlicher erkennbar. Die Luftströmung 6 durch die rohrförmigen Luftführungen 2 tritt am Ende der Luftführungen 2, vor dem jeweils zugeordneten Rad 4 aus.
Diese austretende Luft weist einen höheren Druck als die umgebende ruhende Luft auf, wodurch der auf den Gleisen haftende Sand entfernt wird. Die exakte Ausführung der
Öffnungen der Luftführungen 2 oder optionale Düsen am Ende der Luftführungen 2 sind in dieser Prinzipskizze nicht dargestellt .
Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch die Unterseite eines Schienenfahrzeugs mit Entsandungseinrichtung mittels
rohrförmiger Luftführung mit verengendem Querschnitt. Es ist das Ausführungsbeispiel aus Fig. 2 dargestellt, wobei die rohrförmige Luftführung 2 einen gebogenen Verlauf mit
verengendem Querschnitt aufweist. Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch ein Schienenfahrzeug mit einer Entsandungseinrichtung aus einem Luftleitblech in einer Seitenansicht. Es ist eine Seitenansicht auf ein
Schienenfahrzeug 1 im Stirnbereich dargestellt, welches ähnlich wie bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel einen Bahnräumer 5 umfasst. Zwischen dem Bahnräumer 5 und dem führenden Rad 4 ist eine
Entsandungseinrichtung in Form eines Luftleitblechs 7
angeordnet. Das Luftleitblech 7 ist mittels einer Befestigung 8 an dem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs 1 lösbar
befestigt .
Fig.5 zeigt beispielhaft und schematisch die Unterseite eines Schienenfahrzeugs mit einer Entsandungseinrichtung aus einem Luftleitblech. Es ist die Unterseite des Schienenfahrzeugs 1 aus Fig. 4 dargestellt. Dabei ist die zur Längsachse des Schienenfahrzeugs 1 gewinkelte Anordnung der Luftleitbleche 7 erkennbar, welche zu einer quer zur Fahrtrichtung
orientierten Luftströmung 6 unmittelbar vor den Rädern 4 führt. In gezeigtem Ausführungsbeispiel sind die
Luftleitbleche 7 so gewinkelt, dass die entsandende
Luftströmung 6 durch den am Luftleitblech 7 entstehenden Unterdruck hervorgerufen wird.
Liste der Bezeichnungen
1 Schienenfahrzeug
2 Rohrförmige Luftführung
3 Lufteinlaß
4 Rad
5 Bahnräumer
6 Luftströmung
7 Luftleitblech
8 Befestigung

Claims

Patentansprüche
1. Entsandungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug (1), umfassend mindestens eine Luftleiteinrichtung (2, 7), welche Befestigungsmittel (8) zur Anordnung der
Luftleiteinrichtung an dem Schienenfahrzeug (1) umfasst, wobei die mindestens eine Luftleiteinrichtung
(2, 7) so ausgebildet ist, dass die durch die Bewegung des Schienenfahrzeugs (1) hervorgerufene Luftströmung
(6) an eine Position unmittelbar vor die Räder (4) einer in Fahrtrichtung führenden Achse des
Schienenfahrzeugs (1) geleitet wird
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftströmung (6) eine horizontale
Geschwindigkeitskomponente normal zur Bewegungsrichtung des Schienenfahrzeugs (1) umfasst, wobei die
Luftleiteinrichtung (7) als Luftleitblech ausgeführt ist .
2. Entsandungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Luftleitblech (7) mit Ausnehmungen ausgestattet ist.
3. Schienenfahrzeug (1), umfassend eine
Entsandungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2.
EP17719528.6A 2016-04-22 2017-04-18 Entsandungseinrichtung Active EP3420139B1 (de)

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ATA50357/2016A AT518603B1 (de) 2016-04-22 2016-04-22 Entsandungseinrichtung
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