EP4253185A1 - Discharge nozzle for discharging spreadable material or lubricant - Google Patents

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EP4253185A1
EP4253185A1 EP22165815.6A EP22165815A EP4253185A1 EP 4253185 A1 EP4253185 A1 EP 4253185A1 EP 22165815 A EP22165815 A EP 22165815A EP 4253185 A1 EP4253185 A1 EP 4253185A1
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EP
European Patent Office
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discharge nozzle
base body
attachment
rail
lubricant
Prior art date
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Application number
EP22165815.6A
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German (de)
French (fr)
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EP4253185B1 (en
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Alexander Reich
Adrien Perrier
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Nowe GmbH
Original Assignee
Nowe GmbH
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Publication date
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Priority to CA3187077A priority patent/CA3187077A1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/28Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with integral means for shielding the discharged liquid or other fluent material, e.g. to limit area of spray; with integral means for catching drips or collecting surplus liquid or other fluent material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08Preventing wheel slippage
    • B61C15/10Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/16Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area
    • B05B12/18Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area using fluids, e.g. gas streams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08Preventing wheel slippage
    • B61C15/10Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials
    • B61C15/102Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials with sanding equipment of mechanical or fluid type, e.g. by means of steam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K3/00Wetting or lubricating rails or wheel flanges
    • B61K3/02Apparatus therefor combined with vehicles

Definitions

  • the invention relates to a discharge nozzle for discharging grit or lubricant into the gap between the rail and rail wheel of a rail vehicle, with a base body with at least one connection for connection to a delivery line for the grit or lubricant, and one connected to the connection via a channel Mouth.
  • Such discharge nozzles are used to discharge grit or lubricant to improve the contact between the rail and the rail wheel of a rail vehicle.
  • This contact between rail and rail wheel plays a crucial role in the dynamics of a rail vehicle, as the driving and braking forces as well as the tracking and weight forces must be transmitted over a relatively small contact area.
  • the friction ratio between the rail and the rail wheel determines the optimal power transmission.
  • the route profile especially when cornering, also plays an important role in the current condition at the point of contact between the rail and the rail wheel.
  • sand spreading and lubrication systems are used on rail vehicles.
  • Spreading material especially sand
  • sand is used to increase the friction between the rail and the rail wheel and thereby reduce the braking distance or make it easier for the rail vehicle to start.
  • Lubricants are used to optimize the coefficient of friction in order to reduce wear on the rail wheel and rail, including in the area of the wheel flange, and to reduce noise development, especially when the rail vehicle is cornering or oscillating.
  • Spreading agents and lubricants can be applied separately or together in the form of a friction-optimizing mixture.
  • DE 20 2005 017 304 U1 proposed to make the underside of the sand spreading nozzle convex in order to create a suction effect and to keep the sand spreading channel and the delivery hose dry and dust-free.
  • the channel cross-section which increases towards the mouth of the nozzle, does not contribute to an improvement in the targeted introduction of sand into the gap between the rail and the rail wheel.
  • the efficiency of the amount of grit or lubricant applied or the mixture thereof depends very much on the aerodynamic influences that arise in the immediate vicinity of the gap between the rail and the rail wheel and the jet of the grit or lubricant as the speed of the rail vehicle increases tend to divert outwards. Due to the aerodynamic flow forces acting in the gap between the rail and the rail wheel, which are already pronounced at low speeds of the rail vehicle, the spread or lubricant tends to be deflected outwards. This greatly reduces the required effect of the spreading agent, especially at higher vehicle speeds.
  • Another important factor for the material consumption of grit or lubricant is the shape of the discharge nozzle. Since the discharge jet of the spreading or lubricant is conical and a minimum distance must be maintained when positioning the discharge nozzle (normative requirement), the projected area of the discharge jet is significantly wider than the surface of the rail. This results in a high consumption of grit or lubricants, which leads to additional energy consumption (storage, refueling, cleaning, disposal) and environmental pollution.
  • the object of the present invention is therefore to create an above-mentioned discharge nozzle for discharging grit or lubricant through which the highest possible proportion of the discharged medium actually reaches its actual target, the gap between the rail and the rail wheel.
  • the proportion of agents that improve the coefficient of friction that reach the effective area between the rail and the rail wheel, or the efficiency of the discharge, should be increased as much as possible and as little grit or lubricant as possible should be lost and discharged into the environment next to the rail.
  • it should be ensured that sufficient grit or lubricant is introduced between the rail and the rail wheel in order to ensure the effect of the grit or lubricant. Disadvantages of previous discharge nozzles should be avoided or at least reduced.
  • the object according to the invention is achieved in that the outer contour of the base body of the discharge nozzle is convex in the longitudinal direction at least in the rear area opposite the mouth, so that the air flowing around the base body is accelerated towards the mouth. Due to the convex shape of the outer contour of at least the rear part of the discharge nozzle, the air flowing around it is constricted and accelerated towards the mouth of the discharge nozzle due to the Coandä effect, whereby the scattering or lubricant jet is transported in a better targeted manner into the annular gap between the rail and the rail wheel. By concentrating and accelerating the jet, the air flow caused by the movement of the rail vehicle, especially at higher speeds, has less influence on the scatter and lubricant jet and can deflect it less.
  • a higher proportion of grit or lubricant gets into the effective area between the rail and the rail wheel. Improvements in the usable proportion of grit and lubricants of up to 80% could be achieved.
  • Such a discharge nozzle can be manufactured very easily and cost-effectively, particularly in the case of a rotationally symmetrical shape. But even if there is a deviation from the rotationally symmetrical shape Simple and cost-effective production is possible, for example using 3D printing processes.
  • the outer contour of the base body of the discharge nozzle can also be convex in the longitudinal direction over the entire length. This results in particularly good bundling and particularly high acceleration of the air surrounding the discharge nozzle towards the mouth of the discharge nozzle.
  • a circumferential attachment is arranged in the rear area of the base body and an annular gap is formed between the surface of the base body and the inside of the attachment.
  • the resulting annular gap between the surface or outer contour of the base body and the inside of the attachment is interrupted by the webs or the like, which does not affect the function significantly impaired.
  • the annular gap is tapered in the direction of the mouth, the acceleration of the air flowing around the surface of the base body of the discharge nozzle can be increased even further.
  • the attachment is arranged to be adjustable in the longitudinal direction relative to the base body.
  • Such an adjustability which can also be carried out automatically by appropriate servomotors, for example, makes it possible to change the acceleration of the flow.
  • the acceleration of the air flowing around the discharge nozzle can depend on the speed of the Rail vehicle can be regulated so that optimal delivery of the grit or lubricant to the gap between the rail and rail wheel results at all vehicle speeds.
  • the scattering or lubricant jet can be given a preferred direction or a swirl. This allows the scattering or lubricant jet to be directed towards the wheel flange of the rail wheel. This results in even higher efficiency when discharging the grit or lubricant.
  • the air guiding elements can be designed in different ways. The air guiding elements are preferably manufactured integrally during the production of the base body or the attachment.
  • the air guiding elements can be arranged adjustable. This allows the flow of the surrounding air to be changed, for example adapted to the speed of the rail vehicle. With an adjustable arrangement of the air guiding elements, they obviously cannot be manufactured integrally during the production of the base body or attachment. The adjustability can be achieved mechanically or electrically using appropriate servomotors.
  • the air guiding elements are preferably formed by blades, which blades are preferably arranged obliquely with respect to the longitudinal direction.
  • Such obliquely arranged blades in the annular gap between the base body and the attachment of the discharge nozzle can create a vortex effect in the surrounding air, which directs the surrounding air and thus the scattering or lubricant jet in the desired direction, in particular towards the flange of the rail wheel.
  • the attachment is closed in the area of the at least one connection and at least one compressed air connection is arranged on the attachment for connection to a compressed air line.
  • Compressed air is the ambient air.
  • the compressed air is bundled and accelerated by the design of the base body and the attachment of the discharge nozzle, whereby the flow profile of the spreading or lubricant can be optimized and the efficiency of the discharge system can be improved.
  • the compressed air for example with a pressure of 1 to 2 bar, can either be blown in continuously while the grit or lubricant is being conveyed or in the form of time-separated pulses.
  • This embodiment is particularly suitable if the discharge nozzle is tightly installed in the rail vehicle and there is little or no access to the surrounding air. This is the case, for example, with trams, especially low-floor trams.
  • the base body and/or attachment can be made of metal, in particular aluminum or an aluminum alloy, preferably using the 3D printing process. Metal is particularly suitable due to its resistance and longevity.
  • the base body and/or attachment can also be made from a suitable plastic, preferably using the 3D printing process.
  • a suitable plastic preferably using the 3D printing process.
  • Certain plastics also have a long service life and are usually lighter than metals.
  • plastic parts are often easier and cheaper to produce than comparable metal parts.
  • Combinations, for example of the base body made of metal and the attachment made of plastic, are also possible.
  • the at least one connection of the discharge nozzle is provided with a thread, easier assembly and disassembly from the delivery line can be carried out.
  • a heater is arranged in the base body of the discharge nozzle, freezing of the mouth can be effectively prevented and smooth functioning can be ensured even at low ambient temperatures.
  • electrical resistance heaters are particularly suitable for heating at least the area around the mouth.
  • the mouth of the discharge nozzle is at an acute angle is arranged to the longitudinal axis, a further improvement in the targeted introduction of the spreading agent and/or lubricant into the gap between the rail and the rail wheel of the rail vehicle can be achieved.
  • the acute angle is in particular in a range between approximately 30° and 60° relative to the longitudinal axis of the discharge nozzle. Due to the slant of the mouth and the corresponding orientation of the discharge nozzle in relation to the gap between the rail and the rail wheel, an even more targeted introduction of the spreading or lubricant can be achieved.
  • the base body and/or the attachment is circular in cross section, this results in easier production.
  • the effect of the discharge nozzle is independent of the orientation around the longitudinal axis.
  • the base body and/or the attachment of the discharge nozzle is elliptical in cross section.
  • the higher manufacturing effort is limited compared to a rotationally symmetrical discharge nozzle.
  • the asymmetrical scattering or lubricant jet can also be changed.
  • the invention also relates to a device for discharging grit or lubricant into the gap between the rail and the rail wheel of a rail vehicle with a discharge nozzle described above, which is arranged at the end of the delivery line.
  • a discharge nozzle designed according to the invention the proportion of grit or lubricant that reaches the effective area between the rail and rail wheel can be significantly increased and material and energy can be saved.
  • Fig. 1 shows a schematic block diagram of a device for discharging grit G and/or lubricant O into the gap between rail S and rail wheel R of a rail vehicle Z according to the prior art.
  • the device is arranged at a suitable location in a rail vehicle Z.
  • the rail vehicle Z travels with the rail wheels R on the corresponding rails S.
  • a Rail vehicle Z is located in front of the respective rail wheel R the discharge nozzle 1, with which the spreading agent G, in particular the sand, and/or the lubricant O or the friction-optimizing mixture of spreading agent G and lubricant O into the gap between rail S and rail wheel S is introduced.
  • the discharge nozzle 1 is provided with a connection 3 for connection to a delivery line F for the spreading agent G and the lubricant O. Between the connection 3 and the opposite mouth 5 there is a channel 4 (not shown), through which the spreading agent G or lubricant O is conveyed.
  • the delivery line F is connected to a container B for a mixture of spreading agent G and lubricant O.
  • a corresponding metering and conveying device T on the underside of the container B in particular a pneumatic injector or a cellular wheel (not shown), conveys the spreading agent G and/or the lubricant O from the container B via the conveying line F to the discharge nozzle 1.
  • the spreading agent G or lubricant O is specifically introduced into the gap between the rail S and the rail wheel R.
  • a container B for the spreading agent G or lubricant O several containers B for the spreading agent G and lubricant O can also be provided and via a common delivery line F to a common discharge nozzle 1 or also via several separate delivery lines F and a common discharge nozzle 1 or even several separate delivery lines F and several discharge nozzles 1 are transported to the gap between rail S and rail wheel R (not shown).
  • a metered amount of spreading agent G or lubricant O or the friction value-optimizing mixture will be introduced into the gap 5 between the rail wheel 6 of the rail vehicle 7 and the rail 8 to the largest possible extent via the discharge nozzle 1. Due to the speed of travel of the rail vehicle Z in the direction of travel A, the headwind W but also crosswinds cause turbulences Y in the area between the discharge nozzle 1 and the rail wheel R, as a result of which the jet of grit G and lubricant O is deflected and partially ends next to the rail S.
  • a control unit is preferably provided, which is connected to the metering and conveying device F.
  • the control unit can also be connected to a sensor for detecting the speed of the rail vehicle Z, sensors for detecting environmental parameters such as temperature, humidity or wind speed.
  • the control unit can also be connected to sensors for detecting the condition between rail wheel R and rail S.
  • sensors can be formed, for example, by optical devices. Using the values recorded with such sensors, the coefficient of friction between rail wheel R and rail S can be determined using appropriate algorithms.
  • a GPS receiver can be connected to the control device in order to be able to record the current geographical position of the rail vehicle Z and to be able to regulate the discharge of the spreading agent G or lubricant O depending on the position of the rail vehicle Z (not shown).
  • Fig. 2A is a front view and in Fig. 2B a sectional view through a discharge nozzle 1 for discharging spreading agent G and/or lubricant O of the conventional type along the section line II-II Fig. 2A shown.
  • the discharge nozzle 1 has a connection 3 for connection to a delivery line F, which is provided with a thread 12, here an external thread, in order to facilitate the assembly and disassembly of the delivery hose F.
  • a channel 4 for guiding the spreading agent G or lubricant O.
  • the channel 4 is designed as a bore with a constant inside diameter.
  • the outer contour or surface of the discharge nozzle 1 is cylindrical in the rear area 6, which is assigned to the connection 3 or is arranged in the longitudinal direction X opposite the mouth 5, and converges conically in the front area towards the mouth 5.
  • a jet with a certain fanning out results. Due to turbulences Y due to the wind W or Cross winds (see Fig. 1 ) the jet is deflected, as a result of which only a small proportion of grit G or lubricant O hits the intended location, namely the gap between rail S and rail wheel R.
  • Fig. 3A shows a front view and Fig. 3B a sectional view of a first embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention along section line III-III Fig. 3A .
  • the discharge nozzle 1 contains a base body 2, which is made of metal or plastic.
  • the connection 3 is designed for connection to the delivery line F with a thread 12 in the form of an internal thread.
  • the outer contour of the base body 2 in the rear region 6 of the base body 2, which is assigned to the connection 3, is convexly shaped, i.e. curved outwards. After the convexly shaped rear region 6 of the base body 2, it converges towards the mouth 5 in the longitudinal direction X of the discharge nozzle 1.
  • the taper of the base body 2 in the longitudinal direction X towards the mouth 5 can be straight, i.e. essentially conical, or even concave, i.e. curved inwards. Due to the concavely shaped outer contour of the base body 2 in the rear area 6 of the discharge nozzle 1, the air L flowing around the discharge nozzle 1 is accelerated towards the mouth 5 in accordance with the Coandä effect. This results in a kind of constriction of the jet of spreading agent G or lubricant O as it emerges from the mouth 5 of the discharge nozzle 1.
  • this jet is less sensitive to turbulences Y or other air currents, which means that a larger proportion of spreading agent G or lubricant O is present hits the intended point in the gap between rail S and rail wheel R and less grit G or lubricant O is lost.
  • the production of such a rotationally symmetrical discharge nozzle 1 is very simple and inexpensive. In addition to conventional mechanical processing processes, 3D printing processes made from metallic materials or plastics are also possible.
  • FIG. 4 is a front view of a second embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention with an elliptical cross section of the base body 2.
  • a shape can change the flow profile of the surrounding air L and the jet of spreading agent G and lubricant O is constricted asymmetrically.
  • the production of such a discharge nozzle 1 is compared to the discharge nozzle 1 according to Figures 3A and 3B Although more complex, it can be done with 3D printing processes just as easily and cost-effectively.
  • Fig. 5A shows a front view and Fig. 5B a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention along the section line VV Fig. 5A .
  • This is on the base body 2, which is shaped similarly to the exemplary embodiment Fig. 3B , an attachment 7 is arranged in the rear area 6, so that an annular gap 8 is formed between the surface of the base body 2 and the inside of the attachment 7.
  • the outside of the attachment 7 is preferably again convex, i.e. curved outwards.
  • the attachment 7 is designed so that the annular gap 8 tapers from the rear end of the discharge nozzle 1 at the connection 3 in the longitudinal direction X towards the mouth 5.
  • the width b1 of the annular gap 8 at the rear end of the discharge nozzle 1 is therefore greater than the width b" at the front end of the annular gap 8 or the end of the attachment 7, which faces the mouth 5 of the discharge nozzle 1.
  • the air surrounding the jet of spreading agent G or lubricant O L thus provides even better protection against external influences on the flow. As a result, the efficiency of the discharge nozzle 1 can be improved even further.
  • Fig. 6A shows a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention with an attachment 7 arranged thereon.
  • Fig. 6B is a perspective view of essay 7 according to Fig. 6A shown.
  • Both the outer contour and the inner contour of the attachment 7 are in accordance with the embodiment variant Figures 5A and 5B changed, whereby the shape and course of the annular gap 8 is also designed differently.
  • the attachment 7 in Be mounted slidably in the longitudinal direction X, which is illustrated by the arrows x. By moving the attachment 7, the annular gap 8 can be changed and the resulting flow of air L can thus be changed.
  • the flow of air L can be regulated, for example depending on the speed of the rail vehicle Z.
  • Webs 13 can be seen, which are required for attachment to the base body 2 and interrupt the annular gap 8.
  • Fig. 7A shows a view from behind and Fig. 7B a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention along section line VII-VII Fig. 7A .
  • the discharge nozzle 1 comprises the base body 2 and an attachment 7 and therein obliquely arranged air guiding elements 9 or blades 10 for guiding the air L flowing around it.
  • the flow of the air L can be directed accordingly by the air guiding elements 9 or blades 10, so that the resulting jet on spreading agent G or lubricant O, for example in the direction of the wheel rim K of the rail wheel R.
  • the air guide elements 9 are arranged to be adjustable, the change in direction of the flow of air L can be adjusted within certain limits.
  • a heater 14, in particular an electrical resistance heater, can be arranged in the area of the mouth 5 of the base body 2 of the discharge nozzle 1.
  • FIGS. 8A and 8B Sectional views of further embodiments of discharge nozzles 1 according to the invention are shown.
  • the attachment 7 is closed in the area of at least one connection 3 of the base body 2 and at least one compressed air connection 11 for connection to a compressed air line (not shown) is arranged on the attachment 7.
  • This embodiment variant of the discharge nozzle 1 is particularly advantageous if the installation situation of the discharge nozzle 1 does not allow undisturbed access to the surrounding air L. This is the case, for example, with low-floor trams.
  • the compressed air supplied via a compressed air line takes on the function of "constricting" the discharge nozzle 1 from the mouth 5 emerging jet of spreading agent G or lubricant O to improve the proportion of spreading agent G or lubricant O occurring at the gap between rail S and rail wheel R.
  • the attachment 7 with the compressed air connections 11 for connection to a compressed air line is arranged separately from the base body 2.
  • the mouth 5 can be arranged obliquely at an acute angle ⁇ to the longitudinal axis X.
  • the base body 2 and the attachment 7 are formed in one piece or integrally with the compressed air connection 11.
  • the integrated attachment 7 and thus the resulting annular gap 8 between attachment 7 and base body 2 extends to the mouth 5 of the discharge nozzle 1.
  • FIGS 9A to 9D illustrate Figures 9A to 9D the flow patterns of the discharged spreading agent G and/or lubricant O in a conventional discharge nozzle 1 and in a discharge nozzle 1 according to the invention.
  • a discharge nozzle 1 of the prior art according to Figures 9A and 9B This results in a relatively large scattering of the beam of spreading agent G or lubricant O, so that only a small proportion of spreading agent G or lubricant O arrives in the gap between rail S and rail wheel R.
  • the jet characteristic of the jet of spreading agent G or lubricant O is constricted by the flow of the air L surrounding the discharge nozzle 1, so that significantly more spreading agent G or lubricant O can be introduced into the gap between rail S and rail wheel R and can develop its effect there.
  • the discharge nozzle 1 according to the invention enables the efficiency of the discharge system to be increased and the resulting costs to be reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Austragsdüse (1) zur Austragung von Streumittel (G) oder Schmiermittel (O) in den Spalt zwischen Schiene (S) und Schienenrad (R) eines Schienenfahrzeugs (Z), mit einem Grundkörper (2) mit zumindest einem Anschluss (3) zur Verbindung mit einer Förderleitung (F) für das Streumittel (G) oder Schmiermittel (0), und einer mit dem Anschluss (3) über einen Kanal (4) verbundenen Mündung (5). Für eine effiziente Austragung des Großteils an Streumittel (G) und bzw. oder Schmiermittel (O) gezielt in den Spalt zwischen Schiene (S) und Schienenrad (R) ist die Außenkontur des Grundkörpers (2) in Längsrichtung (X) zumindest im hinteren, der Mündung (5) gegenüberliegenden Bereich (6), konvex geformt und allenfalls mit einem Aufsatz (7) umgeben, sodass die den Grundkörper (2) umströmende Luft (L) in Richtung Mündung (5) beschleunigt wird.The invention relates to a discharge nozzle (1) for discharging spreading agent (G) or lubricant (O) into the gap between the rail (S) and the rail wheel (R) of a rail vehicle (Z), having a base body (2) with at least one connection ( 3) for connection to a delivery line (F) for the spreading agent (G) or lubricant (0), and a mouth (5) connected to the connection (3) via a channel (4). For an efficient discharge of the majority of grit (G) and/or lubricant (O) specifically into the gap between the rail (S) and the rail wheel (R), the outer contour of the base body (2) is in the longitudinal direction (X), at least in the rear, the area (6) opposite the mouth (5), convexly shaped and possibly surrounded with an attachment (7), so that the air (L) flowing around the base body (2) is accelerated towards the mouth (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Austragsdüse zur Austragung von Streu- oder Schmiermittel in den Spalt zwischen Schiene un Schienenrad eines Schienenfahrzeugs, mit einem Grundkörper mit zumindest einem Anschluss zur Verbindung mit einer Förderleitung für das Streu- oder Schmiermittel, und einer mit dem Anschluss über einen Kanal verbundenen Mündung.The invention relates to a discharge nozzle for discharging grit or lubricant into the gap between the rail and rail wheel of a rail vehicle, with a base body with at least one connection for connection to a delivery line for the grit or lubricant, and one connected to the connection via a channel Mouth.

Derartige Austragsdüsen finden Anwendung beim Austragen von Streu- oder Schmiermittel zur Verbesserung des Kontakts zwischen Schiene und Schienenrad eines Schienenfahrzeugs. Dieser Kontakt zwischen Schiene und Schienenrad spielt für die Dynamik eines Schienenfahrzeugs eine entscheidende Rolle, da die Antriebs- und Bremskräfte sowie die Spurführungs- und Gewichtskräfte über eine relativ kleine Kontaktfläche übertragen werden müssen. Dabei bestimmt das Reibungsverhältnis zwischen Schiene und Schienenrad die optimale Kraftübertragung. Sobald sich das Schienenfahrzeug bewegt, herrschen am Übergang zwischen Schiene und Schienenrad sich permanent ändernde Zustände. Neben dem Verschmutzungsgrad spielt auch das Streckenprofil, insbesondere bei Kurvenfahrten, eine wichtige Rolle für den jeweils aktuellen Zustand im Berührungspunkt von Schiene und Schienenrad. Um die extremen Einflüsse und die damit verbundenen negativen Auswirkungen auf den Bremsweg und den Verschleiß (Stick-Slip-Effekt) zu minimieren, werden bei Schienenfahrzeugen Sandstreu- bzw. Schmieranlagen eingesetzt.Such discharge nozzles are used to discharge grit or lubricant to improve the contact between the rail and the rail wheel of a rail vehicle. This contact between rail and rail wheel plays a crucial role in the dynamics of a rail vehicle, as the driving and braking forces as well as the tracking and weight forces must be transmitted over a relatively small contact area. The friction ratio between the rail and the rail wheel determines the optimal power transmission. As soon as the rail vehicle moves, constantly changing conditions prevail at the transition between the rail and the rail wheel. In addition to the degree of contamination, the route profile, especially when cornering, also plays an important role in the current condition at the point of contact between the rail and the rail wheel. In order to minimize the extreme influences and the associated negative effects on braking distances and wear (stick-slip effect), sand spreading and lubrication systems are used on rail vehicles.

Streumittel, insbesondere Sand, wird eingesetzt, um die Reibung zwischen Schiene und Schienenrad zu erhöhen und dadurch den Bremsweg zu reduzieren bzw. das Anfahren des Schienenfahrzeugs zu erleichtern. Schmiermittel werden zur Reibwert-optimierung eingesetzt, um den Verschleiß des Schienenrads und der Schiene, unter anderem im Bereich des Spurkranzes, zu verringern und vor allem bei Kurvenfahrten oder Pendelbewegungen des Schienenfahrzeugs die Lärmentwicklung zu reduzieren. Streumittel und Schmiermittel können getrennt voneinander oder auch gemeinsam in Form einer Reibwert-optimierenden Mischung ausgetragen werden.Spreading material, especially sand, is used to increase the friction between the rail and the rail wheel and thereby reduce the braking distance or make it easier for the rail vehicle to start. Lubricants are used to optimize the coefficient of friction in order to reduce wear on the rail wheel and rail, including in the area of the wheel flange, and to reduce noise development, especially when the rail vehicle is cornering or oscillating. Spreading agents and lubricants can be applied separately or together in the form of a friction-optimizing mixture.

Herkömmliche Austragsdüsen laufen meist zur Mündung hin zusammen. Beispielsweise beschreiben die WO 2015/044245 A1 oder die US 2,451,878 A solche Austragsdüsen.Conventional discharge nozzles usually converge towards the mouth. For example, they describe WO 2015/044245 A1 or the US 2,451,878 A such discharge nozzles.

Zur Verbesserung des Strömungsprofils wurde beispielsweise in der DE 20 2005 017 304 U1 vorgeschlagen, die Unterseite der Sandstreudüse konvex auszubilden, um eine Sogwirkung hervorzurufen und den Sandstreukanal und den Förderschlauch trocken und staubfrei zu halten. Insbesondere der zur Mündung der Düse hin größer werdende Kanalquerschnitt trägt allerdings nicht zu einer Verbesserung der gezielten Einbringung des Sandes in den Spalt zwischen Schiene und Schienenrad bei.To improve the flow profile, for example, DE 20 2005 017 304 U1 proposed to make the underside of the sand spreading nozzle convex in order to create a suction effect and to keep the sand spreading channel and the delivery hose dry and dust-free. In particular, the channel cross-section, which increases towards the mouth of the nozzle, does not contribute to an improvement in the targeted introduction of sand into the gap between the rail and the rail wheel.

Die Effizienz der ausgebrachten Menge an Streu- oder Schmiermittel bzw. der Mischung davon hängt sehr stark von den aerodynamischen Einflüssen ab, die sich in unmittelbarer Nähe vor dem Spalt zwischen Schiene und Schienenrad einstellen und mit zunehmender Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs den Strahl des Streu- oder Schmiermittels tendenziell nach außen umlenken. Aufgrund der im Spalt zwischen Schiene und Schienenrad wirkenden aerodynamischen Strömungskräfte, die bereits bei niedrigen Geschwindigkeiten des Schienenfahrzeugs ausgeprägt sind, wird das ausgebrachte Streu- oder Schmiermittel tendenziell nach Außen abgelenkt. Damit wird die benötigte Wirkung des Streumittels, insbesondere bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten stark reduziert.The efficiency of the amount of grit or lubricant applied or the mixture thereof depends very much on the aerodynamic influences that arise in the immediate vicinity of the gap between the rail and the rail wheel and the jet of the grit or lubricant as the speed of the rail vehicle increases tend to divert outwards. Due to the aerodynamic flow forces acting in the gap between the rail and the rail wheel, which are already pronounced at low speeds of the rail vehicle, the spread or lubricant tends to be deflected outwards. This greatly reduces the required effect of the spreading agent, especially at higher vehicle speeds.

Ein weiterer wichtiger Faktor für den Materialverbrauch an Streu- oder Schmiermittel ist die Formgebung der Austragsdüse. Da der Austragungsstrahl des Streu- oder Schmiermittels kegelförmig ausgeprägt ist und bei der Positionierung der Austragsdüse ein Mindestabstand eingehalten werden muss (normative Forderung), ist die projektierte Fläche des Austragungsstrahls deutlich breiter als die Oberfläche der Schiene. Dadurch folgt ein hoher Verbrauch von Streu- oder Schmiermitteln, was zu einem zusätzlichen Energieverbrauch (Bevorratung, Betankung, Reinigung, Entsorgung) und zu einer Umweltverschmutzung führt.Another important factor for the material consumption of grit or lubricant is the shape of the discharge nozzle. Since the discharge jet of the spreading or lubricant is conical and a minimum distance must be maintained when positioning the discharge nozzle (normative requirement), the projected area of the discharge jet is significantly wider than the surface of the rail. This results in a high consumption of grit or lubricants, which leads to additional energy consumption (storage, refueling, cleaning, disposal) and environmental pollution.

Bei den derzeit verwendeten Austragsdüsen erreicht nur ein geringer Anteil (üblicherweise weniger als 40%) der ausgetragenen Reibwert-verbessernden Mitteln die Wirkfläche zwischen Schiene und Schienenrad. Der Rest gelangt in die Umgebung der Schiene und muss dort unter Umständen sogar abgesaugt und gesammelt oder entsorgt werden.With the discharge nozzles currently used, only a small proportion (usually less than 40%) of the friction-improving agents discharged reaches the effective surface between the rail and the rail wheel. The rest ends up in the area surrounding the rail and may even have to be vacuumed up and collected there be disposed of.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer oben genannten Austragsdüse zur Austragung von Streu- oder Schmiermittel durch welche ein möglichst hoher Anteil des ausgetragenen Mediums auch wirklich sein eigentliches Ziel, den Spalt zwischen Schiene und Schienenrad, erreicht. Der Anteil an Reibwert-verbessernden Mitteln, der in die Wirkfläche zwischen Schiene und Schienenrad gelangt, bzw. der Wirkungsgrad der Austragung soll möglichst weit erhöht werden und es soll möglichst wenig Streu- oder Schmiermittel verloren gehen und in die Umgebung neben der Schiene ausgetragen werden. Insbesondere auch bei hohen Geschwindigkeiten des Schienenfahrzeugs soll gewährleistet werden, dass genügend Streumittel oder Schmiermittel zwischen Schiene und Schienenrad eingebracht wird, um die Wirkung des Streu- oder Schmiermittels sicherstellen zu können. Nachteile bisheriger Austragsdüsen sollen vermieden oder zumindest reduziert werden.The object of the present invention is therefore to create an above-mentioned discharge nozzle for discharging grit or lubricant through which the highest possible proportion of the discharged medium actually reaches its actual target, the gap between the rail and the rail wheel. The proportion of agents that improve the coefficient of friction that reach the effective area between the rail and the rail wheel, or the efficiency of the discharge, should be increased as much as possible and as little grit or lubricant as possible should be lost and discharged into the environment next to the rail. In particular, even at high speeds of the rail vehicle, it should be ensured that sufficient grit or lubricant is introduced between the rail and the rail wheel in order to ensure the effect of the grit or lubricant. Disadvantages of previous discharge nozzles should be avoided or at least reduced.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch, dass die Außenkontur des Grundkörpers der Austragsdüse in Längsrichtung zumindest im hinteren, der Mündung gegenüberliegenden Bereich, konvex geformt ist, sodass die den Grundkörper umströmende Luft in Richtung Mündung beschleunigt wird. Durch die konvexe Formung der Außenkontur zumindest des hinteren Teils der Austragsdüse wird die umströmende Luft zur Mündung der Austragsdüse hin aufgrund des Coandä-Effekts eingeschnürt und beschleunigt, wodurch der Streu- oder Schmiermittelstrahl besser gebündelt gezielt in den Ringspalt zwischen Schiene und Schienenrad transportiert wird. Durch die Bündelung und Beschleunigung des Strahls hat die durch die Bewegung des Schienenfahrzeugs insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten verursachte Luftströmung weniger Einfluss auf den Streu- und Schmiermittelstrahl und kann diesen weniger ablenken. In der Folge gelangt ein höherer Anteil an Streu- oder Schmiermittel in die Wirkfläche zwischen Schiene und Schienenrad. Verbesserungen des verwertbaren Anteils an Streu- und Schmiermittel bis zu 80% konnten erreicht werden. Eine solche Austragsdüse kann insbesondere im Falle einer rotationssymmetrischen Form sehr einfach und kostengünstig hergestellt werden. Aber auch bei Abweichung von der rotationssymmetrischen Form ist eine einfache und kostengünstige Herstellung möglich, beispielsweise durch 3D-Druckverfahren.The object according to the invention is achieved in that the outer contour of the base body of the discharge nozzle is convex in the longitudinal direction at least in the rear area opposite the mouth, so that the air flowing around the base body is accelerated towards the mouth. Due to the convex shape of the outer contour of at least the rear part of the discharge nozzle, the air flowing around it is constricted and accelerated towards the mouth of the discharge nozzle due to the Coandä effect, whereby the scattering or lubricant jet is transported in a better targeted manner into the annular gap between the rail and the rail wheel. By concentrating and accelerating the jet, the air flow caused by the movement of the rail vehicle, especially at higher speeds, has less influence on the scatter and lubricant jet and can deflect it less. As a result, a higher proportion of grit or lubricant gets into the effective area between the rail and the rail wheel. Improvements in the usable proportion of grit and lubricants of up to 80% could be achieved. Such a discharge nozzle can be manufactured very easily and cost-effectively, particularly in the case of a rotationally symmetrical shape. But even if there is a deviation from the rotationally symmetrical shape Simple and cost-effective production is possible, for example using 3D printing processes.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung kann die Außenkontur des Grundkörpers der Austragsdüse in Längsrichtung auch über die gesamte Länge konvex geformt sein. Dadurch wird eine besonders gute Bündelung und besonders hohe Beschleunigung der die Austragsdüse umgebenden Luft zur Mündung der Austragsdüse hin erzielt.According to a feature of the invention, the outer contour of the base body of the discharge nozzle can also be convex in the longitudinal direction over the entire length. This results in particularly good bundling and particularly high acceleration of the air surrounding the discharge nozzle towards the mouth of the discharge nozzle.

Vorteilhafter Weise ist im hinteren Bereich des Grundkörpers ein umlaufender Aufsatz angeordnet und zwischen der Oberfläche des Grundkörpers und der Innenseite des Aufsatzes ein Ringspalt gebildet. Durch einen solchen Aufsatz kann der Coandä-Effekt, also die Beschleunigung der durch den Ringspalt an der Oberfläche des Grundkörpers der Austragsdüse vorbeiströmenden Luft noch weiter verbessert werden. Insbesondere eine solche zweiteilig ausgestaltete Austragsdüse, bestehend aus entsprechend gestaltetem Grundkörper und Aufsatz, ermöglicht einen besonders gebündelten Streu- und Schmiermittelstrahl, der auch bei hohen Geschwindigkeiten des Schienenfahrzeugs nicht wesentlich abgelenkt wird. Da für entsprechende Befestigung des Aufsatzes am Grundkörper der Austragsdüse gesorgt werden muss, beispielsweise in Form von Stegen oder dgl., wird der entstehende Ringspalt zwischen Oberfläche oder Außenkontur des Grundkörpers und Innenseite des Aufsatzes durch die Stege oder dgl. unterbrochen, was die Funktion aber nicht wesentlich beeinträchtigt.Advantageously, a circumferential attachment is arranged in the rear area of the base body and an annular gap is formed between the surface of the base body and the inside of the attachment. With such an attachment, the Coandä effect, i.e. the acceleration of the air flowing past the surface of the base body of the discharge nozzle through the annular gap, can be further improved. In particular, such a two-part discharge nozzle, consisting of a correspondingly designed base body and attachment, enables a particularly focused scattering and lubricant jet that is not significantly deflected even at high speeds of the rail vehicle. Since appropriate attachment of the attachment to the base body of the discharge nozzle must be ensured, for example in the form of webs or the like, the resulting annular gap between the surface or outer contour of the base body and the inside of the attachment is interrupted by the webs or the like, which does not affect the function significantly impaired.

Wenn der Ringspalt in Richtung der Mündung verjüngend ausgebildet ist, kann die Beschleunigung der die Oberfläche des Grundkörpers der Austragsdüse umströmende Luft noch weiter erhöht werden.If the annular gap is tapered in the direction of the mouth, the acceleration of the air flowing around the surface of the base body of the discharge nozzle can be increased even further.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Aufsatz in Längsrichtung gegenüber dem Grundkörper verstellbar angeordnet. Durch eine derartige Verstellbarkeit, welche beispielsweise auch automatisch durch entsprechende Stellmotoren vorgenommen werden kann, ist eine Veränderung der Beschleunigung der Strömung möglich. Beispielsweise kann die Beschleunigung der die Austragsdüse umströmenden Luft in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs geregelt werden, sodass bei allen Fahrzeuggeschwindigkeiten eine optimale Förderung des Streu- oder Schmiermittels zum Spalt zwischen Schiene und Schienenrad resultiert.According to a further feature of the invention, the attachment is arranged to be adjustable in the longitudinal direction relative to the base body. Such an adjustability, which can also be carried out automatically by appropriate servomotors, for example, makes it possible to change the acceleration of the flow. For example, the acceleration of the air flowing around the discharge nozzle can depend on the speed of the Rail vehicle can be regulated so that optimal delivery of the grit or lubricant to the gap between the rail and rail wheel results at all vehicle speeds.

Wenn an der Innenseite des Aufsatzes und bzw. oder an der Oberfläche des Grundkörpers Luftleitelemente zur Leitung der umströmenden Luft angeordnet sind, kann dem Streu- oder Schmiermittelstrahl eine Vorzugsrichtung oder ein Drall verliehen werden. Dadurch kann der Streu- oder Schmiermittelstrahl in Richtung Spurkranz des Schienenrades gelenkt werden. Dadurch resultiert ein noch höherer Wirkungsgrad bei der Austragung des Streu- oder Schmiermittels. Die Luftleitelemente können verschiedenartig ausgebildet werden. Vorzugsweise werden die Luftleitelemente integral bei der Fertigung des Grundkörpers oder des Aufsatzes hergestellt.If air guide elements are arranged on the inside of the attachment and/or on the surface of the base body to guide the air flowing around it, the scattering or lubricant jet can be given a preferred direction or a swirl. This allows the scattering or lubricant jet to be directed towards the wheel flange of the rail wheel. This results in even higher efficiency when discharging the grit or lubricant. The air guiding elements can be designed in different ways. The air guiding elements are preferably manufactured integrally during the production of the base body or the attachment.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Luftleitelemente verstellbar angeordnet sein. Dadurch kann die Strömung der umgebenden Luft verändert werden, beispielsweise an die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges angepasst werden. Bei einer verstellbaren Anordnung der Luftleitelemente können diese natürlich nicht bei der Fertigung des Grundkörpers oder Aufsatzes integral hergestellt werden. Die Verstellbarkeit kann mechanisch aber auch elektrisch durch entsprechende Stellmotoren erzielt werden.According to one embodiment of the invention, the air guiding elements can be arranged adjustable. This allows the flow of the surrounding air to be changed, for example adapted to the speed of the rail vehicle. With an adjustable arrangement of the air guiding elements, they obviously cannot be manufactured integrally during the production of the base body or attachment. The adjustability can be achieved mechanically or electrically using appropriate servomotors.

Vorzugsweise sind die Luftleitelemente durch Schaufeln gebildet, welche Schaufeln gegenüber der Längsrichtung vorzugsweise schräg angeordnet sind. Durch derartige schräg angeordnete Schaufeln im Ringspalt zwischen Grundkörper und Aufsatz der Austragsdüse kann ein Wirbeleffekt der umgebenden Luft erzeugt werden, der die umgebende Luft und somit den Streu- oder Schmiermittelstrahl in die gewünschte Richtung, insbesondere zum Spurkranz des Schienenrads, lenkt.The air guiding elements are preferably formed by blades, which blades are preferably arranged obliquely with respect to the longitudinal direction. Such obliquely arranged blades in the annular gap between the base body and the attachment of the discharge nozzle can create a vortex effect in the surrounding air, which directs the surrounding air and thus the scattering or lubricant jet in the desired direction, in particular towards the flange of the rail wheel.

Bei einer erweiterten Ausführungsform der Austragsdüse ist der Aufsatz im Bereich des zumindest einen Anschlusses verschlossen und zumindest ein Druckluftanschluss zur Verbindung mit einer Druckluftleitung am Aufsatz angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ersetzt die über den Druckluftanschluss zugeführte Druckluft die Umgebungsluft. Die Druckluft wird durch die Gestaltung des Grundkörpers und des Aufsatzes der Austragsdüse gebündelt und beschleunigt, wodurch das Strömungsprofil des Streu- oder Schmiermittels optimiert und der Wirkungsgrad des Austragssystems verbessert werden kann. Die Druckluft beispielsweise mit einem Druck von 1 bis 2 bar kann während der Förderung des Streu- oder Schmiermittels entweder kontinuierlich eingeblasen werden oder auch in Form von zeitlich getrennten Impulsen. Diese Ausführungsform eignet sich besonders dann, wenn die Austragsdüse im Schienenfahrzeug eng verbaut ist und kein oder wenig Zugang für die umgebende Luft existiert. Dies ist beispielsweise bei Straßenbahnen, insbesondere Niederflurstraßenbahnen, der Fall.In an expanded embodiment of the discharge nozzle, the attachment is closed in the area of the at least one connection and at least one compressed air connection is arranged on the attachment for connection to a compressed air line. In this embodiment, it replaces the one supplied via the compressed air connection Compressed air is the ambient air. The compressed air is bundled and accelerated by the design of the base body and the attachment of the discharge nozzle, whereby the flow profile of the spreading or lubricant can be optimized and the efficiency of the discharge system can be improved. The compressed air, for example with a pressure of 1 to 2 bar, can either be blown in continuously while the grit or lubricant is being conveyed or in the form of time-separated pulses. This embodiment is particularly suitable if the discharge nozzle is tightly installed in the rail vehicle and there is little or no access to the surrounding air. This is the case, for example, with trams, especially low-floor trams.

Der Grundkörper und bzw. oder Aufsatz kann aus Metall, insbesondere Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, vorzugsweise im 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Metall eignet sich aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit besonders.The base body and/or attachment can be made of metal, in particular aluminum or an aluminum alloy, preferably using the 3D printing process. Metal is particularly suitable due to its resistance and longevity.

Alternativ kann der Grundkörper und bzw. oder Aufsatz auch aus einem geeigneten Kunststoff, vorzugsweise im 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Auch bestimmte Kunststoffe weisen eine hohe Lebensdauer und meist ein geringeres Gewicht als Metalle auf. Darüber hinaus lassen sich Kunststoffteile oft leichter und kostengünstiger herstellen als vergleichbare Metallteile. Auch Kombinationen beispielsweise des Grundkörpers aus Metall und des Aufsatzes aus Kunststoff sind möglich.Alternatively, the base body and/or attachment can also be made from a suitable plastic, preferably using the 3D printing process. Certain plastics also have a long service life and are usually lighter than metals. In addition, plastic parts are often easier and cheaper to produce than comparable metal parts. Combinations, for example of the base body made of metal and the attachment made of plastic, are also possible.

Wenn der zumindest eine Anschluss der Austragsdüse mit einem Gewinde versehen ist, kann eine einfachere Montage an und Demontage von der Förderleitung vorgenommen werden.If the at least one connection of the discharge nozzle is provided with a thread, easier assembly and disassembly from the delivery line can be carried out.

Wenn im Grundkörper der Austragsdüse eine Heizung angeordnet ist, kann ein Vereisen der Mündung wirkungsvoll verhindert werden und eine reibungslose Funktion auch bei tiefen Umgebungstemperaturen gewährleistet werden. Bei Austragsdüsen aus Metall eignen sich insbesondere elektrische Widerstandsheizungen zur Erwärmung zumindest des Bereichs um die Mündung.If a heater is arranged in the base body of the discharge nozzle, freezing of the mouth can be effectively prevented and smooth functioning can be ensured even at low ambient temperatures. For discharge nozzles made of metal, electrical resistance heaters are particularly suitable for heating at least the area around the mouth.

Wenn die Mündung der Austragsdüse schräg in einem spitzen Winkel zur Längsachse angeordnet ist, kann eine weitere Verbesserung der gezielten Einbringung des Streumittels und bzw. oder Schmiermittels in den Spalt zwischen Schiene und Schienenrad des Schienenfahrzeugs erzielt werden. Der spitze Winkel liegt insbesondere in einem Bereich zwischen etwa 30° und 60° gegenüber der Längsachse der Austragsdüse. Durch die Schräge der Mündung und entsprechende Orientierung der Austragsdüse in Bezug auf den Spalt zwischen Schiene und Schienenrad kann eine noch gezieltere Einbringung des Streu- oder Schmiermittels erreicht werden.If the mouth of the discharge nozzle is at an acute angle is arranged to the longitudinal axis, a further improvement in the targeted introduction of the spreading agent and/or lubricant into the gap between the rail and the rail wheel of the rail vehicle can be achieved. The acute angle is in particular in a range between approximately 30° and 60° relative to the longitudinal axis of the discharge nozzle. Due to the slant of the mouth and the corresponding orientation of the discharge nozzle in relation to the gap between the rail and the rail wheel, an even more targeted introduction of the spreading or lubricant can be achieved.

Wenn der Grundkörper und bzw. oder der Aufsatz im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist, resultiert eine einfachere Herstellbarkeit. Darüber hinaus ist die Wirkung der Austragsdüse unabhängig von der Ausrichtung um die Längsachse.If the base body and/or the attachment is circular in cross section, this results in easier production. In addition, the effect of the discharge nozzle is independent of the orientation around the longitudinal axis.

Unter Umständen kann aber eine weitere Verbesserung des Strömungsprofils erreicht werden, wenn der Grundkörper und bzw. oder der Aufsatz der Austragsdüse im Querschnitt elliptisch ausgebildet ist. Bei Verwendung eines 3D-Druckverfahrens hält sich der höhere Herstellungsaufwand gegenüber einer rotationssymmetrischen Austragsdüse auch in Grenzen. Durch entsprechende Drehung der Austragsdüse mit elliptischem Querschnitt um die Längsrichtung kann auch der unsymmetrische Streu- oder Schmiermittelstrahl verändert werden.Under certain circumstances, however, a further improvement in the flow profile can be achieved if the base body and/or the attachment of the discharge nozzle is elliptical in cross section. When using a 3D printing process, the higher manufacturing effort is limited compared to a rotationally symmetrical discharge nozzle. By appropriately rotating the discharge nozzle with an elliptical cross-section around the longitudinal direction, the asymmetrical scattering or lubricant jet can also be changed.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Austragen von Streu- oder Schmiermittel in den Spalt zwischen Schiene und Schienenrad eines Schienenfahrzeugs mit einer oben beschriebenen Austragsdüse, welche am Ende der Förderleitung angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Austragsdüse kann der Anteil an Streu- oder Schmiermittel, welcher in die Wirkungsfläche zwischen Schiene und Schienenrad gelangt, deutlich erhöht werden und Material und Energie gespart werden.The invention also relates to a device for discharging grit or lubricant into the gap between the rail and the rail wheel of a rail vehicle with a discharge nozzle described above, which is arranged at the end of the delivery line. Through the discharge nozzle designed according to the invention, the proportion of grit or lubricant that reaches the effective area between the rail and rail wheel can be significantly increased and material and energy can be saved.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen, in welchen verschiedene Ausführungsformen von Austragsdüsen zur Austragung von Streumittel und bzw. oder Schmiermittel in den Spalt zwischen Schiene und Schienenrad eines Schienenfahrzeugs dargestellt sind, näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1
ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Austragung von Streumittel und bzw. oder Schmiermittel in den Spalt zwischen Schiene und Schienenrad eines Schienenfahrzeugs nach dem Stand der Technik;
Fig. 2A und 2B
eine Vorderansicht und ein Schnittbild einer Austragsdüse zur Austragung von Streumittel und bzw. oder Schmiermittel der herkömmlichen Art;
Fig. 3A und 3B
eine Vorderansicht und ein Schnittbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse mit im hinteren Bereich konvex geformter Außenkontur des Grundkörpers mit rotationssymmetrischem Querschnitt;
Fig. 4
eine Vorderansicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse mit elliptischem Querschnitt des Grundkörpers;
Fig. 5A und 5B
eine Vorderansicht und ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse mit daran angeordnetem Aufsatz;
Fig. 6A bis 6B
eine Vorderansicht und ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse mit daran angeordnetem Aufsatz sowie eine perspektivische Ansicht auf den Aufsatz;
Fig. 7A und 7B
eine Ansicht von hinten und ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse mit Aufsatz und darin schräg angeordneten Schaufeln;
Fig. 8A und 8B
jeweils ein Schnittbild weiterer Ausführungsformen erfindungsgemäßer Austragsdüsen mit Druckluftanschluss; sowie
Fig. 9A bis 9D
eine Gegenüberstellung der Strömungsbilder des ausgetragenen Streumittels und bzw. oder Schmiermittels bei einer herkömmlichen Austragsdüse und bei einer erfindungsgemäßen Austragsdüse.
The present invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which various embodiments of discharge nozzles for discharging grit and/or lubricant into the gap between the rail and the rail wheel of a rail vehicle are shown. Show in it:
Fig. 1
a schematic block diagram of a device for discharging grit and/or lubricant into the gap between the rail and rail wheel of a rail vehicle according to the prior art;
Figures 2A and 2B
a front view and a sectional view of a discharge nozzle for discharging grit and/or lubricant of the conventional type;
Figures 3A and 3B
a front view and a sectional view of a first embodiment of a discharge nozzle according to the invention with a convex outer contour of the base body in the rear area with a rotationally symmetrical cross section;
Fig. 4
a front view of a second embodiment of a discharge nozzle according to the invention with an elliptical cross section of the base body;
Figures 5A and 5B
a front view and a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle according to the invention with an attachment arranged thereon;
6A to 6B
a front view and a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle according to the invention with an attachment arranged thereon and a perspective view of the attachment;
Figures 7A and 7B
a view from behind and a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle according to the invention with an attachment and blades arranged obliquely therein;
Figures 8A and 8B
each a sectional view of further embodiments of discharge nozzles according to the invention with compressed air connection; as well as
9A to 9D
a comparison of the flow patterns of the discharged spreading agent and/or lubricant in a conventional discharge nozzle and in a discharge nozzle according to the invention.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Austragung von Streumittel G und bzw. oder Schmiermittel O in den Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad R eines Schienenfahrzeugs Z nach dem Stand der Technik. Die Vorrichtung ist an einer geeigneten Stelle in einem Schienenfahrzeug Z angeordnet. Das Schienenfahrzeug Z fährt mit den Schienenrädern R auf entsprechenden Schienen S. Je nach Fahrtrichtung A des Schienenfahrzeuges Z befindet sich vor dem jeweiligen Schienenrad R die Austragsdüse 1, mit welcher das Streumittel G, insbesondere der Sand, und bzw. oder das Schmiermittel O oder die Reibwert-optimierende Mischung aus Streumittel G und Schmiermittel O in den Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad S eingebracht wird. Die Austragsdüse 1 ist mit einem Anschluss 3 zur Verbindung mit einer Förderleitung F für das Streumittel G und das Schmiermittel O versehen. Zwischen dem Anschluss 3 und der gegenüberliegenden Mündung 5 befindet sich ein Kanal 4 (nicht dargestellt), über den das Streumittel G oder Schmiermittel O gefördert wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Förderleitung F mit einem Behälter B für eine Mischung aus Streumittel G und Schmiermittel O verbunden. Eine entsprechende Dosier- und Fördereinrichtung T an der Unterseite des Behälters B, insbesondere einen pneumatischen Injektor oder ein Zellenrad (nicht dargestellt), fördert das Streumittel G und bzw. oder das Schmiermittel O aus dem Behälter B über die Förderleitung F zur Austragsdüse 1. Über die Mündung 5 der Austragsdüse wird das Streumittel G oder Schmiermittel O gezielt in den Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad R eingebracht. Anstelle eines Behälters B für das Streumittel G oder Schmiermittel O können auch mehrere Behälter B für Streumittel G und Schmiermittel O vorgesehen sein und über eine gemeinsame Förderleitung F zu einer gemeinsamen Austragsdüse 1 oder auch über mehrere getrennte Förderleitungen F und eine gemeinsame Austragsdüse 1 oder auch mehrere getrennte Förderleitungen F und mehrere Austragsdüsen 1 zum Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad R transportiert werden (nicht dargestellt). Fig. 1 shows a schematic block diagram of a device for discharging grit G and/or lubricant O into the gap between rail S and rail wheel R of a rail vehicle Z according to the prior art. The device is arranged at a suitable location in a rail vehicle Z. The rail vehicle Z travels with the rail wheels R on the corresponding rails S. Depending on the direction of travel A Rail vehicle Z is located in front of the respective rail wheel R the discharge nozzle 1, with which the spreading agent G, in particular the sand, and/or the lubricant O or the friction-optimizing mixture of spreading agent G and lubricant O into the gap between rail S and rail wheel S is introduced. The discharge nozzle 1 is provided with a connection 3 for connection to a delivery line F for the spreading agent G and the lubricant O. Between the connection 3 and the opposite mouth 5 there is a channel 4 (not shown), through which the spreading agent G or lubricant O is conveyed. In the exemplary embodiment shown, the delivery line F is connected to a container B for a mixture of spreading agent G and lubricant O. A corresponding metering and conveying device T on the underside of the container B, in particular a pneumatic injector or a cellular wheel (not shown), conveys the spreading agent G and/or the lubricant O from the container B via the conveying line F to the discharge nozzle 1. Via Through the mouth 5 of the discharge nozzle, the spreading agent G or lubricant O is specifically introduced into the gap between the rail S and the rail wheel R. Instead of a container B for the spreading agent G or lubricant O, several containers B for the spreading agent G and lubricant O can also be provided and via a common delivery line F to a common discharge nozzle 1 or also via several separate delivery lines F and a common discharge nozzle 1 or even several separate delivery lines F and several discharge nozzles 1 are transported to the gap between rail S and rail wheel R (not shown).

Über die Austragsdüse 1 wird eine dosierte Menge an Streumittel G oder Schmiermittel O bzw. die Reibwert-optimierende Mischung zu einem möglichst großen Anteil in den Spalt 5 zwischen Schienenrad 6 des Schienenfahrzeugs 7 und Schiene 8 eingebracht werden. Aufgrund der Fahrtgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs Z in Fahrtrichtung A verursachen der Fahrtwind W aber auch Seitenwinde Verwirbelungen Y im Bereich zwischen der Austragsdüse 1 und dem Schienenrad R, wodurch der Strahl des Streumittels G und Schmiermittels O abgelenkt wird und teilweise neben der Schiene S endet.A metered amount of spreading agent G or lubricant O or the friction value-optimizing mixture will be introduced into the gap 5 between the rail wheel 6 of the rail vehicle 7 and the rail 8 to the largest possible extent via the discharge nozzle 1. Due to the speed of travel of the rail vehicle Z in the direction of travel A, the headwind W but also crosswinds cause turbulences Y in the area between the discharge nozzle 1 and the rail wheel R, as a result of which the jet of grit G and lubricant O is deflected and partially ends next to the rail S.

Vorzugsweise ist eine Steuereinheit vorgesehen, welche mit der Dosier- und Fördereinrichtung F verbunden ist. Dadurch kann allenfalls unter Berücksichtigung von Einflussfaktoren und Umweltparametern eine optimale Dosierung und Mischung des Streumittels G oder Schmiermittels O bzw. der Reibwert-optimierenden Mischung erzielt werden. Die Steuereinheit kann auch mit einem Sensor zur Erfassung der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs Z, Sensoren zur Erfassung von Umweltparametern, wie z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Windgeschwindigkeit, verbunden sein. Schließlich kann die Steuereinheit auch mit Sensoren zur Erfassung des Zustands zwischen Schienenrad R und Schiene S verbunden sein. Derartige Sensoren können beispielsweise durch optische Einrichtungen gebildet sein. Über die mit solchen Sensoren erfassten Werte kann der Reibungskoeffizient zwischen Schienenrad R und Schiene S über entsprechende Algorithmen ermittelt werden. Weiters kann ein GPS-Empfänger mit der Steuereinrichtung verbunden sein, um die aktuelle geografische Position des Schienenfahrzeugs Z erfassen zu können und die Regelung der Austragung des Streumittels G oder Schmiermittels O auch in Abhängigkeit der Position des Schienenfahrzeugs Z vornehmen zu können (nicht dargestellt) .A control unit is preferably provided, which is connected to the metering and conveying device F. As a result, an optimal dosage and mixture of the spreading agent G or lubricant O or the friction value-optimizing mixture can be achieved, taking into account influencing factors and environmental parameters. The control unit can also be connected to a sensor for detecting the speed of the rail vehicle Z, sensors for detecting environmental parameters such as temperature, humidity or wind speed. Finally, the control unit can also be connected to sensors for detecting the condition between rail wheel R and rail S. Such sensors can be formed, for example, by optical devices. Using the values recorded with such sensors, the coefficient of friction between rail wheel R and rail S can be determined using appropriate algorithms. Furthermore, a GPS receiver can be connected to the control device in order to be able to record the current geographical position of the rail vehicle Z and to be able to regulate the discharge of the spreading agent G or lubricant O depending on the position of the rail vehicle Z (not shown).

In Fig. 2A ist eine Vorderansicht und in Fig. 2B ein Schnittbild durch eine Austragsdüse 1 zur Austragung von Streumittel G und bzw. oder Schmiermittel O der herkömmlichen Art entlang der Schnittlinie II-II aus Fig. 2A dargestellt. Die Austragsdüse 1 weist einen Anschluss 3 zur Verbindung mit einer Förderleitung F auf, welcher allenfalls mit einem Gewinde 12, hier einem Außengewinde, versehen ist, um die Montage und Demontage des Förderschlauches F zu erleichtern. Zwischen dem Anschluss 3 und der Mündung 5 befindet sich ein Kanal 4 zur Führung des Streumittels G oder Schmiermittels O. Im dargestellten Beispiel ist der Kanal 4 als Bohrung mit gleichbleibendem Innendurchmesser ausgeführt. Die Außenkontur bzw. Oberfläche der Austragsdüse 1 ist im hinteren Bereich 6, der dem Anschluss 3 zugeordnet ist bzw. in Längsrichtung X gegenüber der Mündung 5 angeordnet ist, zylindrisch ausgebildet und läuft im vorderen Bereich zur Mündung 5 hin kegelförmig zusammen. Beim Austragen des Streumittels G oder Schmiermittels O resultiert ein Strahl mit einer gewissen Auffächerung. Durch Verwirbelungen Y aufgrund des Fahrtwindes W oder Seitenwinden (siehe Fig. 1) wird der Strahl abgelenkt, wodurch nur ein geringer Anteil an Streumittel G oder Schmiermittel O an der vorgesehenen Stelle, nämlich dem Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad R, auftrifft.In Fig. 2A is a front view and in Fig. 2B a sectional view through a discharge nozzle 1 for discharging spreading agent G and/or lubricant O of the conventional type along the section line II-II Fig. 2A shown. The discharge nozzle 1 has a connection 3 for connection to a delivery line F, which is provided with a thread 12, here an external thread, in order to facilitate the assembly and disassembly of the delivery hose F. Between the connection 3 and the mouth 5 there is a channel 4 for guiding the spreading agent G or lubricant O. In the example shown, the channel 4 is designed as a bore with a constant inside diameter. The outer contour or surface of the discharge nozzle 1 is cylindrical in the rear area 6, which is assigned to the connection 3 or is arranged in the longitudinal direction X opposite the mouth 5, and converges conically in the front area towards the mouth 5. When the spreading agent G or lubricant O is discharged, a jet with a certain fanning out results. Due to turbulences Y due to the wind W or Cross winds (see Fig. 1 ) the jet is deflected, as a result of which only a small proportion of grit G or lubricant O hits the intended location, namely the gap between rail S and rail wheel R.

Fig. 3A zeigt eine Vorderansicht und Fig. 3B ein Schnittbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse 1 entlang der Schnittlinie III-III gemäß Fig. 3A. Die Austragsdüse 1 beinhaltet einen Grundkörper 2, der aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist. Im dargestellten Beispiel ist der Anschluss 3 zur Verbindung mit der Förderleitung F mit einem Gewinde 12 in Form eines Innengewindes ausgebildet. Erfindungsgemäß ist die Außenkontur des Grundkörpers 2 im hinteren Bereich 6 des Grundkörpers 2, der dem Anschluss 3 zugeordnet ist, konvex geformt also nach außen gewölbt. Nach dem konvex geformten hinteren Bereich 6 des Grundkörpers 2 läuft dieser in Richtung Mündung 5 in Längsrichtung X der Austragsdüse 1 zusammen. Die Verjüngung des Grundkörpers 2 in Längsrichtung X zur Mündung 5 hin kann gerade, also im wesentlich kegelförmig, ausgebildet sein oder sogar konkav geformt, also nach innen gewölbt, ausgebildet sein. Durch die konkav geformte Außenkontur des Grundkörpers 2 im hinteren Bereich 6 der Austragsdüse 1 wird entsprechend des Coandä-Effekts die die Austragsdüse 1 umströmende Luft L zur Mündung 5 hin beschleunigt. Dadurch kommt es zu einer Art Einschnürung des Strahls an Streumittel G oder Schmiermittel O beim Austritt aus der Mündung 5 der Austragsdüse 1. In der Folge ist dieser Strahl unempfindlicher gegenüber Verwirbelungen Y oder anderen Luftströmungen, wodurch ein größerer Anteil an Streumittel G oder Schmiermittel O an der vorgesehenen Stelle im Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad R auftrifft und weniger Streumittel G oder Schmiermittel O verloren geht. Die Herstellung einer solchen rotationssymmetrischen Austragsdüse 1 ist sehr einfach und kostengünstig möglich. Neben herkömmlichen mechanischen Bearbeitungsverfahren kommen auch 3D-Druckverfahren aus metallischen Werkstoffen oder Kunststoffen in Frage. Fig. 3A shows a front view and Fig. 3B a sectional view of a first embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention along section line III-III Fig. 3A . The discharge nozzle 1 contains a base body 2, which is made of metal or plastic. In the example shown, the connection 3 is designed for connection to the delivery line F with a thread 12 in the form of an internal thread. According to the invention, the outer contour of the base body 2 in the rear region 6 of the base body 2, which is assigned to the connection 3, is convexly shaped, i.e. curved outwards. After the convexly shaped rear region 6 of the base body 2, it converges towards the mouth 5 in the longitudinal direction X of the discharge nozzle 1. The taper of the base body 2 in the longitudinal direction X towards the mouth 5 can be straight, i.e. essentially conical, or even concave, i.e. curved inwards. Due to the concavely shaped outer contour of the base body 2 in the rear area 6 of the discharge nozzle 1, the air L flowing around the discharge nozzle 1 is accelerated towards the mouth 5 in accordance with the Coandä effect. This results in a kind of constriction of the jet of spreading agent G or lubricant O as it emerges from the mouth 5 of the discharge nozzle 1. As a result, this jet is less sensitive to turbulences Y or other air currents, which means that a larger proportion of spreading agent G or lubricant O is present hits the intended point in the gap between rail S and rail wheel R and less grit G or lubricant O is lost. The production of such a rotationally symmetrical discharge nozzle 1 is very simple and inexpensive. In addition to conventional mechanical processing processes, 3D printing processes made from metallic materials or plastics are also possible.

In Fig. 4 ist eine Vorderansicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse 1 mit elliptischem Querschnitt des Grundkörpers 2 dargestellt. Durch eine solche Formgebung kann das Strömungsprofil der umgebenden Luft L verändert werden und der Strahl an Streumittel G und Schmiermittel O unsymmetrisch eingeschnürt werden. Durch Drehung der Austragsdüse 1 um die Längsachse X kann eine Veränderung des Strömungsprofils erzielt werden. Die Herstellung einer solchen Austragsdüse 1 ist gegenüber der Austragsdüse 1 gemäß den Figuren 3A und 3B zwar aufwändiger, mit 3D-Druckverfahren aber ebenso unproblematisch und kostengünstig machbar.In Fig. 4 is a front view of a second embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention with an elliptical cross section of the base body 2. Such a shape can change the flow profile of the surrounding air L and the jet of spreading agent G and lubricant O is constricted asymmetrically. By rotating the discharge nozzle 1 about the longitudinal axis X, a change in the flow profile can be achieved. The production of such a discharge nozzle 1 is compared to the discharge nozzle 1 according to Figures 3A and 3B Although more complex, it can be done with 3D printing processes just as easily and cost-effectively.

Fig. 5A zeigt eine Vorderansicht und Fig. 5B ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse 1 entlang der Schnittlinie V-V gemäß Fig. 5A. Dabei ist am Grundkörper 2, der ähnlich geformt ist wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3B, im hinteren Bereich 6 ein Aufsatz 7 angeordnet, sodass zwischen der Oberfläche des Grundkörpers 2 und der Innenseite des Aufsatzes 7 ein Ringspalt 8 gebildet wird. Die Außenseite des Aufsatzes 7 ist vorzugsweise wieder konvex, also nach außen gewölbt, angeordnet. Zusätzlich ist der Aufsatz 7 so gestaltet, dass sich der Ringspalt 8 vom hinteren Ende der Austragsdüse 1 beim Anschluss 3 in Längsrichtung X zur Mündung 5 hin verjüngt. Die Breite b1 des Ringspalts 8 am hinteren Ende der Austragsdüse 1 ist also größer als die Breite b" am vorderen Ende des Ringspalts 8 bzw. dem Ende des Aufsatzes 7, der der Mündung 5 der Austragsdüse 1 zugewandt ist. Dadurch kommt es zu einer weiteren Beschleunigung der durch den Ringspalt 8 strömenden Luft L in Richtung Mündung 5 der Austragsdüse 1. Durch die vorzugsweise konvex geformte Außenfläche des Aufsatzes 7 wird auch die außen vorbeiströmende Luft L in Richtung Mündung 5 beschleunigt. Die den Strahl an Streumittel G oder Schmiermittel O umgebende Luft L bildet somit einen noch besseren Schutz vor äußeren Einflüssen auf die Strömung. In der Folge kann der Wirkungsgrad der Austragsdüse 1 noch weiter verbessert werden. Fig. 5A shows a front view and Fig. 5B a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention along the section line VV Fig. 5A . This is on the base body 2, which is shaped similarly to the exemplary embodiment Fig. 3B , an attachment 7 is arranged in the rear area 6, so that an annular gap 8 is formed between the surface of the base body 2 and the inside of the attachment 7. The outside of the attachment 7 is preferably again convex, i.e. curved outwards. In addition, the attachment 7 is designed so that the annular gap 8 tapers from the rear end of the discharge nozzle 1 at the connection 3 in the longitudinal direction X towards the mouth 5. The width b1 of the annular gap 8 at the rear end of the discharge nozzle 1 is therefore greater than the width b" at the front end of the annular gap 8 or the end of the attachment 7, which faces the mouth 5 of the discharge nozzle 1. This results in a further Acceleration of the air L flowing through the annular gap 8 towards the mouth 5 of the discharge nozzle 1. Due to the preferably convex outer surface of the attachment 7, the air L flowing past the outside is also accelerated towards the mouth 5. The air surrounding the jet of spreading agent G or lubricant O L thus provides even better protection against external influences on the flow. As a result, the efficiency of the discharge nozzle 1 can be improved even further.

Fig. 6A zeigt ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse 1 mit daran angeordnetem Aufsatz 7. In Fig. 6B ist eine perspektivische Ansicht auf den Aufsatz 7 gemäß Fig. 6A dargestellt. Sowohl die Außenkontur als auch die Innenkontur des Aufsatzes 7 ist gegenüber der Ausführungsvariante gemäß Fig. 5A und 5B verändert, wodurch auch die Form und der Verlauf des Ringspalts 8 anders ausgebildet ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Aufsatz 7 in Längsrichtung X verschiebbar gelagert sein, was durch die Pfeile x veranschaulicht ist. Durch eine Verschiebung des Aufsatzes 7 kann der Ringspalt 8 verändert und somit die resultierende Strömung der Luft L verändert werden. Bei Einsatz automatischer Verstellmöglichkeiten, beispielsweise mit entsprechenden Stellmotoren oder dgl. (nicht dargestellt), kann eine Regelung der Strömung der Luft L, beispielsweise in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges Z erfolgen. Aus der perspektivischen Ansicht auf den Aufsatz 7 gemäß Fig. 6B sind Stege 13 ersichtlich, welche für die Befestigung am Grundkörper 2 erforderlich sind und den Ringspalt 8 unterbrechen. Fig. 6A shows a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention with an attachment 7 arranged thereon. In Fig. 6B is a perspective view of essay 7 according to Fig. 6A shown. Both the outer contour and the inner contour of the attachment 7 are in accordance with the embodiment variant Figures 5A and 5B changed, whereby the shape and course of the annular gap 8 is also designed differently. According to a further feature of the invention, the attachment 7 in Be mounted slidably in the longitudinal direction X, which is illustrated by the arrows x. By moving the attachment 7, the annular gap 8 can be changed and the resulting flow of air L can thus be changed. When using automatic adjustment options, for example with appropriate servomotors or the like (not shown), the flow of air L can be regulated, for example depending on the speed of the rail vehicle Z. From the perspective view of essay 7 according to Fig. 6B Webs 13 can be seen, which are required for attachment to the base body 2 and interrupt the annular gap 8.

Fig. 7A zeigt eine Ansicht von hinten und Fig. 7B ein Schnittbild einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Austragsdüse 1 entlang der Schnittlinie VII-VII gemäß Fig. 7A. Die Austragsdüse 1 umfasst den Grundkörper 2 und einen Aufsatz 7 und darin schräg angeordnete Luftleitelemente 9 bzw. Schaufeln 10 zur Leitung der umströmenden Luft L. Durch die Luftleitelemente 9 bzw. Schaufeln 10 kann die Strömung der Luft L entsprechend gerichtet werden, sodass der resultierende Strahl an Streumittel G oder Schmiermittel O beispielsweise in Richtung Radkranz K des Schienenrades R gerichtet wird. Wenn die Luftleitelemente 9 verstellbar angeordnet sind, kann die Richtungsänderung der Strömung der Luft L in gewissen Grenzen eingestellt werden. Im Bereich der Mündung 5 des Grundkörpers 2 der Austragsdüse 1 kann eine Heizung 14, insbesondere eine elektrische Widerstandsheizung, angeordnet sein. Fig. 7A shows a view from behind and Fig. 7B a sectional view of a further embodiment of a discharge nozzle 1 according to the invention along section line VII-VII Fig. 7A . The discharge nozzle 1 comprises the base body 2 and an attachment 7 and therein obliquely arranged air guiding elements 9 or blades 10 for guiding the air L flowing around it. The flow of the air L can be directed accordingly by the air guiding elements 9 or blades 10, so that the resulting jet on spreading agent G or lubricant O, for example in the direction of the wheel rim K of the rail wheel R. If the air guide elements 9 are arranged to be adjustable, the change in direction of the flow of air L can be adjusted within certain limits. A heater 14, in particular an electrical resistance heater, can be arranged in the area of the mouth 5 of the base body 2 of the discharge nozzle 1.

In den Figuren 8A und 8B sind jeweils Schnittbilder weiterer Ausführungsformen erfindungsgemäßer Austragsdüsen 1 dargestellt. Dabei ist der Aufsatz 7 im Bereich des zumindest einen Anschlusses 3 des Grundkörpers 2 verschlossen und zumindest ein Druckluftanschluss 11 zur Verbindung mit einer Druckluftleitung (nicht dargestellt) am Aufsatz 7 angeordnet. Diese Ausführungsvariante der Austragsdüse 1 ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Einbausituation der Austragsdüse 1 keinen ungestörten Zugang der umgebenden Luft L erlaubt. Beispielsweise ist das bei Niederflurstraßenbahnen der Fall. Die über eine Druckluftleitung zugeführte Druckluft übernimmt in diesem Fall die Funktion der "Einschnürung" des aus der Mündung 5 der Austragsdüse 1 austretenden Strahls an Streumittel G oder Schmiermittel O zur Verbesserung des am Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad R auftretenden Anteils an Streumittels G oder Schmiermittel O. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8A ist der Aufsatz 7 mit den Druckluftanschlüssen 11 zur Verbindung mit einer Druckluftleitung getrennt vom Grundkörper 2 angeordnet. Zusätzlich kann die Mündung 5 schräg in einem spitzen Winkel α zur Längsachse X angeordnet werden. Bei der Variante gemäß Fig. 8B ist der Grundkörper 2 und der Aufsatz 7 mit dem Druckluftanschluss 11 einstückig bzw. integral ausgebildet. Der integrierte Aufsatz 7 und somit der resultierende Ringspalt 8 zwischen Aufsatz 7 und Grundkörper 2 reicht bei dieser Variante bis zur Mündung 5 der Austragsdüse 1.In the Figures 8A and 8B Sectional views of further embodiments of discharge nozzles 1 according to the invention are shown. The attachment 7 is closed in the area of at least one connection 3 of the base body 2 and at least one compressed air connection 11 for connection to a compressed air line (not shown) is arranged on the attachment 7. This embodiment variant of the discharge nozzle 1 is particularly advantageous if the installation situation of the discharge nozzle 1 does not allow undisturbed access to the surrounding air L. This is the case, for example, with low-floor trams. In this case, the compressed air supplied via a compressed air line takes on the function of "constricting" the discharge nozzle 1 from the mouth 5 emerging jet of spreading agent G or lubricant O to improve the proportion of spreading agent G or lubricant O occurring at the gap between rail S and rail wheel R. In the exemplary embodiment according to Fig. 8A the attachment 7 with the compressed air connections 11 for connection to a compressed air line is arranged separately from the base body 2. In addition, the mouth 5 can be arranged obliquely at an acute angle α to the longitudinal axis X. In the variant according to Fig. 8B the base body 2 and the attachment 7 are formed in one piece or integrally with the compressed air connection 11. In this variant, the integrated attachment 7 and thus the resulting annular gap 8 between attachment 7 and base body 2 extends to the mouth 5 of the discharge nozzle 1.

Schließlich veranschaulichen die Figuren 9A bis 9D die Strömungsbilder des ausgetragenen Streumittels G und bzw. oder Schmiermittels O bei einer herkömmlichen Austragsdüse 1 und bei einer erfindungsgemäßen Austragsdüse 1. Bei einer Austragsdüse 1 des Standes der Technik gemäß den Figuren 9A und 9B resultiert eine relativ große Streuung des Strahls an Streumittel G oder Schmiermittel O, sodass nur ein geringer Anteil an Streumittel G oder Schmiermittel O im Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad R ankommt.Finally, they illustrate Figures 9A to 9D the flow patterns of the discharged spreading agent G and/or lubricant O in a conventional discharge nozzle 1 and in a discharge nozzle 1 according to the invention. In a discharge nozzle 1 of the prior art according to Figures 9A and 9B This results in a relatively large scattering of the beam of spreading agent G or lubricant O, so that only a small proportion of spreading agent G or lubricant O arrives in the gap between rail S and rail wheel R.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Austragsdüse 1 gemäß den Figuren 9C und 9D hingegen ist die Strahlcharakteristik des Strahls des Streumittels G oder Schmiermittels O durch die Strömung der die Austragsdüse 1 umgebenden Luft L eingeschnürt, sodass wesentlich mehr Streumittel G oder Schmiermittel O im Spalt zwischen Schiene S und Schienenrad R eingebracht werden kann und dort seine Wirkung entfalten kann.In the inventive design of the discharge nozzle 1 according to Figures 9C and 9D On the other hand, the jet characteristic of the jet of spreading agent G or lubricant O is constricted by the flow of the air L surrounding the discharge nozzle 1, so that significantly more spreading agent G or lubricant O can be introduced into the gap between rail S and rail wheel R and can develop its effect there.

Die erfindungsgemäße Austragsdüse 1 ermöglicht eine Steigerung des Wirkungsgrades des Austragssystems und eine Reduktion der resultierenden Kosten.The discharge nozzle 1 according to the invention enables the efficiency of the discharge system to be increased and the resulting costs to be reduced.

Claims (15)

Austragsdüse (1) zur Austragung von Streumittel (G) oder Schmiermittel (O) in den Spalt zwischen Schiene (S) und Schienenrad (R) eines Schienenfahrzeugs (Z), mit einem Grundkörper (2) mit zumindest einem Anschluss (3) zur Verbindung mit einer Förderleitung (F) für das Streumittel (G) oder Schmiermittel (O), und einer mit dem Anschluss (3) über einen Kanal (4) verbundenen Mündung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Grundkörpers (2) in Längsrichtung (X) zumindest im hinteren, der Mündung (5) gegenüberliegenden Bereich (6), konvex geformt ist, sodass die den Grundkörper (2) umströmende Luft (L) in Richtung Mündung (5) beschleunigt wird.Discharge nozzle (1) for discharging spreading agent (G) or lubricant (O) into the gap between the rail (S) and rail wheel (R) of a rail vehicle (Z), with a base body (2) with at least one connection (3) for connection with a delivery line (F) for the spreading agent (G) or lubricant (O), and a mouth (5) connected to the connection (3) via a channel (4), characterized in that the outer contour of the base body (2) in Longitudinal direction (X), at least in the rear region (6) opposite the mouth (5), is convexly shaped, so that the air (L) flowing around the base body (2) is accelerated towards the mouth (5). Austragsdüse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Grundkörpers (2) in Längsrichtung (X) über die gesamte Länge (l) konvex geformt ist.Discharge nozzle (1) according to claim 1, characterized in that the outer contour of the base body (2) is convex in the longitudinal direction (X) over the entire length (l). Austragsdüse (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im hinteren Bereich (6) des Grundkörpers (2) ein umlaufender Aufsatz (7) angeordnet ist und zwischen der Oberfläche des Grundkörpers (2) und der Innenseite des Aufsatzes (7) ein Ringspalt (8) gebildet ist.Discharge nozzle (1) according to claim 1 or 2, characterized in that a circumferential attachment (7) is arranged in the rear region (6) of the base body (2) and between the surface of the base body (2) and the inside of the attachment (7) an annular gap (8) is formed. Austragsdüse (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (8) in Richtung der Mündung (5) verjüngend ausgebildet ist.Discharge nozzle (1) according to claim 3, characterized in that the annular gap (8) is tapered in the direction of the mouth (5). Austragsdüse (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (7) in Längsrichtung (X) gegenüber dem Grundkörper (2) verstellbar angeordnet ist.Discharge nozzle (1) according to claim 3 or 4, characterized in that the attachment (7) is arranged to be adjustable in the longitudinal direction (X) relative to the base body (2). Austragsdüse (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Aufsatzes (7) und bzw. oder an der Oberfläche des Grundkörpers (2) Luftleitelemente (9) zur Leitung der umströmenden Luft (L) angeordnet sind.Discharge nozzle (1) according to one of claims 3 to 5, characterized in that on the inside of the attachment (7) and/or on the surface of the base body (2) air guiding elements (9) for guiding the air flowing around (L) are arranged . Austragsdüse (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (9) verstellbar angeordnet sind.Discharge nozzle (1) according to claim 6, characterized in that the air guiding elements (9) are arranged adjustable. Austragsdüse (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (9) durch Schaufeln (10) gebildet sind, welche Schaufeln (10) gegenüber der Längsrichtung (X) vorzugsweise schräg angeordnet sind.Discharge nozzle (1) according to claim 6 or 7, characterized in that the air guiding elements (9) are formed by blades (10), which blades (10) are preferably arranged obliquely with respect to the longitudinal direction (X). Austragsdüse (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (7) im Bereich des zumindest einen Anschlusses (3) verschlossen ist und zumindest ein Druckluftanschluss (11) zur Verbindung mit einer Druckluftleitung am Aufsatz (7) angeordnet ist.Discharge nozzle (1) according to one of claims 3 to 8, characterized in that the attachment (7) is closed in the area of the at least one connection (3) and at least one compressed air connection (11) is arranged on the attachment (7) for connection to a compressed air line is. Austragsdüse (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) und bzw. oder Aufsatz (7) aus Metall, insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, vorzugsweise im 3D-Druckverfahren hergestellt ist.Discharge nozzle (1) according to one of claims 3 to 9, characterized in that the base body (2) and/or attachment (7) is made of metal, in particular aluminum or an aluminum alloy, preferably using the 3D printing process. Austragsdüse (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) und bzw. oder Aufsatz (7) aus Kunststoff vorzugsweise im 3D-Druckverfahren hergestellt ist.Discharge nozzle (1) according to one of claims 3 to 10, characterized in that the base body (2) and/or attachment (7) is made of plastic, preferably using the 3D printing process. Austragsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (2) eine Heizung (14) angeordnet ist.Discharge nozzle (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that a heater (14) is arranged in the base body (2). Austragsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (5) schräg in einem spitzen Winkel (α) zur Längsachse (X), insbesondere 30° bis 60°, angeordnet ist.Discharge nozzle (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the mouth (5) is arranged obliquely at an acute angle (α) to the longitudinal axis (X), in particular 30° to 60°. Austragsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) und bzw. oder der Aufsatz (7) im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist.Discharge nozzle (1) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the base body (2) and/or the attachment (7) is circular in cross section. Austragsdüse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) und bzw. oder der Aufsatz (7) im Querschnitt elliptisch ausgebildet ist.Discharge nozzle (1) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the base body (2) and/or the attachment (7) is elliptical in cross section.
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