WO2015044246A1 - Vorrichtung und verfahren zum verbessern eines haftwerts zwischen einem rad und einer schiene für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum verbessern eines haftwerts zwischen einem rad und einer schiene für ein schienenfahrzeug Download PDF

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WO2015044246A1
WO2015044246A1 PCT/EP2014/070442 EP2014070442W WO2015044246A1 WO 2015044246 A1 WO2015044246 A1 WO 2015044246A1 EP 2014070442 W EP2014070442 W EP 2014070442W WO 2015044246 A1 WO2015044246 A1 WO 2015044246A1
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sanding
parameter
sand
sanding parameter
rail
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PCT/EP2014/070442
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Inventor
Rainer Knoss
Original Assignee
Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08—Preventing wheel slippage
    • B61C15/10—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials
    • B61C15/107—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials with electrically or electromagnetically controlled sanding equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08—Preventing wheel slippage
    • B61C15/10—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials
    • B61C15/102—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials with sanding equipment of mechanical or fluid type, e.g. by means of steam

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for improving a bond between a wheel and a rail for a railway vehicle.
  • Sanding systems are used in rail vehicles to improve the bond between wheel and rail.
  • a sand container is used to sprinkle sand onto the rail in front of the wheel via a pipe or rubber grommet. This increases the adhesion between rail and wheel.
  • the outlet of the pipe or rubber grommet is located a few centimeters before the wheel-rail engagement. Air turbulence and airflows that run transversely to the vehicle can partially take away the sand and prevent the sand being discharged from landing on the rail. The sand is blown away sideways. The responsible air flows depend on the speed of the rail vehicle and, for example, the wind conditions.
  • This object is achieved by a device for improving a adhesion value between a wheel and a rail for a rail vehicle and a method for improving a adhesion value between a wheel and a rail for a rail vehicle according to the independent claims.
  • the outer boundary conditions can influence the air flow transversely to the direction of travel in the area of the bogies or wheels of a rail vehicle.
  • a speed-based setpoint value for example by virtue of a sinusoidal oscillation around the setpoint, whereby the optimum adhesion value between rail and wheel is determined.
  • the optimal adhesion value determined in this way can then be used as a new desired value and further optimized by this point.
  • the control utilizes deviations from the setpoint to determine if changing the setpoint of a sanding parameter results in an improved adhesion value.
  • a method for improving an adhesion value between a wheel and a rail for a rail vehicle comprises the following steps, wherein the rail vehicle has a skid protection device and a sanding device, wherein the skid protection device is designed to determine the adhesion value between the wheel and the rail. wherein at least one sanding parameter of the sanding device is adjustable, wherein sand can be carried out by the sanding device according to the sanding parameter:
  • a rail vehicle may have a sanding system.
  • Sanding systems can be used in rail vehicles to increase static friction between the wheel and the rail.
  • a sanding device may be part of a sanding plant.
  • the sanding device may include a dispensing tube that is configured to apply or expel sand in the direction of a gap between the wheel and the rail.
  • at least one sanding parameter of the sanitation device can be controlled or regulated.
  • the sanding parameter can influence the spreading of the sand.
  • a rail vehicle may have a slide protection device.
  • An anti-slip device can protect a wheel against jamming during a braking operation.
  • a slide protection device can monitor adhesive conditions between wheel and rail and provide a corresponding control signal or sensor signal.
  • the anti-slip device may comprise an anti-slip sensor.
  • the anti-skid device can evaluate a rotational speed signal and detect or regulate a slip of the wheel. From the slip, the anti-skid device may determine a value representing the adhesion value between wheel and rail or provide a signal representing the adhesion value.
  • the setpoint of the sanding parameter can correspond to a speed-based setpoint for the sanding parameter in a first use or execution of the method.
  • the optimization range around the setpoint may depend on the type of sanding parameter.
  • the optimization range may include the setpoint.
  • the optimization range may include a range greater than and less than 10 percent of the setpoint (that is, a tolerance range of 10 percent about the setpoint).
  • the method may be performed iteratively to improve a bond between a wheel and a rail for a rail vehicle.
  • any or a speed-based setpoint for the sanding parameter can be selected.
  • a new setpoint value can then be set, which is obtained when the steps of the method are repeated. is used.
  • the setpoint of the sanding parameter can be adjusted and / or optimized with each run of the steps of the method.
  • an optimal value for the sanding parameter can thus be set even with changing external influences.
  • a discharge angle of the sand with respect to the rail can be used.
  • a sand quantity can be changed as a sanding parameter. It is also favorable if a discharge rate of the sand is used as the sanding parameter in the step of changing.
  • Step of changing an air quantity can be used as a sanding parameter.
  • the amount of air can control the discharge rate and at the same time or alternatively the application rate of the sand.
  • Sand can be discharged from the sander in one direction.
  • the direction in which the sand is discharged or blown out may be characterized by a discharge angle or discharge angle.
  • the discharge angle can be understood as an angle between the rail and the direction in which the sand is discharged or blown out.
  • the deployment angle may be movably adjustable in a plane perpendicular to the plane defined by the wheel and rail.
  • the deployment angle can be adjustable in the direction of the vehicle center of the rail vehicle, that is to say in the direction of a track center.
  • At least one first sanding parameter representing a first physical size and a second sanding parameter representing a second physical size may be changed, and in the step of determining at least one first optimal sanding parameter and one second optimum sanding parameter are determined to set the first sanding parameter setpoint to the first optimum sanding parameter and the second sanding parameter setpoint to the second optimum sanding parameter in the setting step.
  • the first sanding parameter and the second sanding parameter can represent two different physical quantities.
  • a discharge angle of the sand can be used as the first sanding parameter
  • a discharge speed can be used as the second sanding parameter.
  • the steps of the method are carried out in succession for at least one first sanding parameter and one second sanding parameter different therefrom.
  • the first sanding parameter and the second sanding parameter can represent two different physical quantities. In terms of regulation, it may be simpler to regulate or optimize a sanding parameter at one time, that is, a variable size. By optimizing two different physical quantities as sanding parameters successively, alternately with the steps of changing, determining, determining and adjusting, one can combine the advantages of two different physical quantities as sanding parameters and a simpler control than with two variable sizes at the same time ,
  • the method of improving a bond between a wheel and a rail for a railway vehicle is characterized by a step of discharging sand according to the target value.
  • sand can generally be understood as meaning a stiction-increasing agent or an agent which is suitable for increasing the static friction between wheel and rail.
  • the rail vehicle may have a Gleitschutz worn and a sanding device.
  • the anti-slip device can be designed to determine a coefficient of adhesion between the wheel and the rail and to provide a signal representing the adhesion value.
  • the sanding device can be designed for discharging sand into a gap between the rail and the wheel of the rail vehicle, with at least one sanding parameter of the sanding device being adjustable. In this case, sand can be carried out by the sanding device in accordance with the sanding parameter.
  • the apparatus has the following features: means for varying the sanding parameter to deploy sand in accordance with the sanding parameter, wherein the altering occurs within a predefined optimization range about a setpoint of the sanding parameter; means for determining at least two adhesion values during the sanding parameter altered in the step of altering to determine a adhesion value for each one of at least two different values of the sanding parameter; means for determining an optimum adhesion value from the at least two adhesion values to determine an optimal sanding parameter; and means for setting the sanding parameter set point to the optimum sanding parameter to achieve an adhesion value improvement.
  • the discharge angle between a discharge direction of the sand and the rail can be formed.
  • the means for varying may be configured to movably adjust the deployment angle out of a plane of the wheel and rail to inject sand into the gap between the rail and the wheel.
  • an introduction can also be understood as a dispensing.
  • a quantity of sand can be understood in the device for changing.
  • a discharge rate of the sand can be set as a sanding parameter.
  • a quantity of sand can represent a quantity of sand to be delivered out of the sanding device.
  • the means for determining may be designed to determine the optimum adhesion value of the at least two adhesion values such that the adhesion value of the at least two adhesion values representing the better adhesion value is determined as the optimal adhesion value.
  • the optimum adhesion value can be used to determine a bonding value which represents the best adhesion value of the multiplicity of adhesion values.
  • the setpoint of the sanding parameter can be set to the value of the sanding parameter assigned to the optimum adhesion value.
  • the device for improving a bond between a wheel and a rail for a rail vehicle which may also be referred to as electronic control, may be integrated into brake control electronics.
  • the signals already present in the brake control electronics can be directly read in, such as speed or emergency brake.
  • signals already existing in the device do not need to be detected or transmitted separately.
  • sanding could then be automatically started when there is too much slippage by the anti-skid electronics, and if there is no slippage, the sanding could be shut off automatically to save sand.
  • the means for changing may increase and decrease the spreading angle of the sanding plant as a sanding parameter in a range and thereby increase the amount of sand as a sanding parameter if the adhesion value determined in the device for determining falls below a predefined threshold.
  • the sand pipe can be quickly swiveled back and forth about the controlled target angle in order to increase the chance of hitting the rail.
  • the amount of sand can be greatly increased in order to compensate for the sand loss by not direct targeting, because a broad area is scattered. This can for example be advantageous as a last resort in emergency braking, for example, when the adhesion value reaches an extremely low value. It is advantageous if such an embodiment can be controlled as an emergency measure.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a rail vehicle with a sanding device in a side view according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a rail vehicle with a sanding device in a plan view according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a block diagram of a device for improving an adhesion value between a wheel and a rail for a rail vehicle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 and 5 each show a schematic representation of the discharge rate of a sanding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 shows a representation of the relationship of a sanding parameter to a adhesion value in a diagram according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method for improving a bond between a wheel and a rail for a rail vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a rail vehicle 100 with a sanding device 102 in a side view according to an embodiment of the present invention.
  • the sanding device 102 is arranged in front of a wheel 104 of the rail vehicle 100 in the direction of travel.
  • the at least one wheel 104 of the rail vehicle 100 is arranged to form a rail 106 such that the rail vehicle 100 travels on the rail 106.
  • the sanding device has a discharge means 108 for discharging sand 10.
  • the discharge means 108 is connected to a device 12 for adjusting at least one sanding parameter.
  • the wheel 104 is connected to a slide protection device 1 14.
  • the anti-slip device 1 14 has a Gleitschutzsensor 1 16.
  • the means for adjusting 1 12 at least one sanding parameter is connected to a means for changing 1 18.
  • the means for changing 1 18 is adapted to output a signal representing the at least one sanding parameter to be set.
  • the anti-skid sensor 16 is connected to a device 120 for determining.
  • the device for determining men 120 is configured to determine a adhesion value, or to determine a plurality of adhesion values.
  • the means for determining 120 is further connected to the means for changing 1-18 so that a sticking value can be assigned for a sanding parameter.
  • the device 120 for determination 120 is provided with a device for determining 122 an optimal adhesion value from the at least two adhesion values determined in the device for determining 120.
  • an optimum adhesion value can be determined determined in the means 122 for determining 122 in order to determine an optimal sanding parameter.
  • a set value setting means 124 is connected to the means 122 for determining.
  • the means for altering 18 is connected to the means 124 for adjusting sanding parameters to a value in an optimization range around the target value.
  • the means 1 18 for determining, the means for determining 122 and the means for setting the desired value 124 together form a device 126 for improving an adhesion value between a wheel 104 and a rail 106 for a rail vehicle 100.
  • the anti-skid device 14 includes the anti-skid sensor 16 and the means for determining 120.
  • the anti-skid sensor 16 can detect a rotational speed and provide a rotational speed signal.
  • the means for determining 120 may be configured in one embodiment to evaluate the rotational speed signal and detect a slip of the wheel 104. From the slip, the anti-skid device 14 can determine a value representing the adhesion value between wheel and rail or provide a signal representing the adhesion value.
  • the angle of attack of the sanding device 102 referred to as sanding system 102, is continuously adjusted during braking.
  • the optimum angle can be determined as the maximum point and then adjusted.
  • this optimum angle can then be readjusted again and again.
  • the swinging back and forth can for example take place at an angle of ⁇ 5 degrees, or alternatively at an angle of ⁇ 10 degrees, or alternatively at an angle of ⁇ 15 degrees.
  • the readjustment is also necessary because the vehicle speed decreases during braking and therefore change the outer boundary conditions.
  • the application rate of the sand 1 10 is controlled by the sander 102 as a sanding parameter. Also, by such an embodiment, an improvement of sandungs employmenten adhesion improvement can be achieved. Parallel, successively or individually to determine the ideal Ausbringwinkels on the adjustment of the discharge direction, the application rate of the sand 1 10 can be adjusted. If no sand 1 10 scattered, no improvement in the adhesion value is achieved. By increasing the amount of sand initially improves the adhesion value until a higher amount brings no improvement with it. This amount of sand in turn depends on the weather conditions (for example, wet, dry, icy, dirty rail). The determination of the ideal amount is made by the recognition of a changing frictional connection by the anti-skid system 102.
  • the amount of air and at the same time or alternatively the air speed or blow-out speed of the sand 110 are regulated as sanding parameters.
  • Parallel, successively or individually to determine the ideal Ausbringwinkels on the adjustment of the discharge direction, and at the same time or alternatively, the determination of the application rate of the sand 1 10, the determination of the ideal application rate can be carried out.
  • the determination of the ideal air quantity is carried out by the recognition of a changing frictional connection by the anti-skid system 102 at the same time as the application speeds changed by the control, which, for example, can be achieved by blowing additional air into the sand pipe of the sanding plant 102.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a part of a rail vehicle with a sanding device 102 in a plan view according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a wheel 104 is disposed on a rail 106. From the wheel 104 and the rail 106, a plane is clamped. In the direction of travel in front of the wheel 104, a discharge means 108 of a sanding device 102 is arranged.
  • the dispensing means 108 may be a dispensing tube, a blowout tube, or a nozzle.
  • the sanding apparatus 102 and the wheel 104 may be elements of a railroad vehicle 100 shown in FIG. 1.
  • the wheel 104 has a flange 228, which is arranged in the direction of a vehicle center of the rail vehicle relative to the rail 106.
  • the discharge means 108 is adapted to spend or blow out sand 1 10 at a discharge angle ⁇ .
  • the discharge means 108 is connected to a device 1212 for setting a sanding parameter, for example for adjusting the discharge angle ⁇ of the discharge means 108.
  • An application angle ⁇ designates an angle between the discharge means 108 or the discharge direction 230 of the sand 110 from the discharge means 108 and a plane spanned by the wheel 104 and the rail 106. In the embodiment shown in FIG. 2, the deployment angle ⁇ is directed in the direction of the plane in the direction of the vehicle center of the rail vehicle.
  • the adjusting device 12 is configured to adjust the amount of sand.
  • the means for adjusting 1 12 is adapted to adjust the discharge rate.
  • the discharge means 108 may comprise a monitoring device 232, which is designed to detect a sanding parameter 234 and to provide the actual value of the sanding parameter 234.
  • the device 126 is configured to provide a sanding parameter 234.
  • the means for changing 1 18 is adapted to set a discharge angle ⁇ of the sanding plant 102 as a sanding parameter.
  • the discharge angle ⁇ between an application direction 230 of the sand 1 10 and the rail 106 may be formed.
  • the deployment angle movably adjustable from a plane of wheel and rail to inject sand 1 10 into the gap between rail 106 and wheel 104.
  • a sand quantity and simultaneously or alternatively a discharge rate of the sand as sanding parameters can be set in the device for changing.
  • the means for determining is designed to determine the optimum adhesion value of the at least two adhesion values such that the adhesion value of the at least two adhesion values representing the better adhesion value is determined as the optimal adhesion value.
  • FIG. 3 shows a block diagram of a device 126 for improving a bonding value between a wheel and a rail for a rail vehicle, using a method for speed-dependent targeting in sanding systems and simultaneously or alternatively a method for optimized sand application amount as a function of the relative adhesion value improvement wheel-rail ,
  • a method for adhesion value-dependent control of a sanding plant is used.
  • the outlet opening is rotated in the direction of the vehicle center, so that the sand 1 10 falls in front of the wheel 104 only in combination with the deflection by the transverse air.
  • the sand 1 10 is steered too far to the center of the vehicle, in the right position at medium speed and too far out at high speed. Due to the described change in the application angle a, the sand 110 is optimally deployed in all speed ranges. It is also possible to take account of overlays due to, for example, different wind conditions. For example, if there is a strong wind, the wind changes
  • the device 126 or the process running thereon adapts to the different requirements and, in one exemplary embodiment, can adapt the amount of sand as a function of the rail condition.
  • FIG. 3 is a block diagram of a device 126 for improving a bond between a wheel and rail for a rail vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the device 126 may be in a rail vehicle as shown in Fig. 1 are used.
  • the device 126 comprises a device for changing 1 18, a device for determining 120, a device for determining 122 and a device for setting the desired value 124.
  • the device 126 has an interface 336.
  • the device 126 is designed to provide a sanding parameter 234 via the interface 336 and to read in a bonding value 340.
  • the means for altering 18 is configured to provide the sanding parameter 228 at the interface 336.
  • a speed-based setpoint can be used, by which the sanding parameter 234 is changed in a predefined optimization range.
  • the determining device 120 is configured to determine an associated adhesion value 342 for a sanding parameter 234.
  • the means 122 for determining is designed to determine an optimum adhesion value in order to provide an optimal sanding parameter 344.
  • the set point setting means 346 is configured to set the set point 346 to the optimum sanding parameter 228 and to provide the means for changing 1-18.
  • the sand is "shot" in front of the wheel via a large airflow and relatively small dispensing nozzle at the highest possible speed.
  • the higher discharge speed reduces the lateral deflection.
  • the resulting speed is composed of output speed and deflection speed.
  • the proportion of distraction is less affected by the higher rate of application.
  • the sand lands in large quantities on the rail. The relationship between the discharge speed and the deflection speed and the resulting speed is explained in more detail in the following two figures Fig. 4 and Fig. 5. 4 shows a schematic illustration of the discharge rate of a sanding device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • sand is blown out in the direction of a wheel 104, wherein an air flow from the side is assumed.
  • Three velocity vectors 448, 450, 452 represent a discharge rate 448 of the sand, a sweep rate 450, and a resultant velocity 452 of the sand.
  • the blown out Sand is deflected by the angle ⁇ from the direction in which the sand is blown out.
  • the direction in which the sand is blown out should be corrected by the blow-off angle ⁇ against the direction of the air flow.
  • the embodiment in FIG. 4 shows the resulting velocity 452 for a low dispensing rate 448 as compared to the embodiment of FIG. 5, which presents the same issue at a relatively high dispensing rate 448 for this purpose.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the discharge rate of a sanitation device according to an embodiment of the present invention.
  • the representation in FIG. 5 corresponds to the illustration in FIG. 4, with the difference that the dispensing speed 448 has been increased, for example doubled.
  • constant deflection speed 450 results in an increased resulting speed 452 and a small angle a.
  • Figures 4 and 5 show graphs from which it can be seen that blowing the sand towards the center of the vehicle through the combination of the discharge velocity 448 with the air flow due to back pressure resulting in a sweeping speed 450 of the sand improves the sand under certain conditions into the gap between see the rail and the wheel can blow.
  • the discharge velocity 448 with the air flow due to back pressure resulting in a sweeping speed 450 of the sand improves the sand under certain conditions into the gap between see the rail and the wheel can blow.
  • FIG. 6 shows a representation of the relationship of a sanding parameter to a adhesion value in a diagram according to an embodiment of the present invention.
  • a sanding parameter is plotted on the abscissa and a bond value is plotted on the ordinate.
  • a curve 656 of the adhesion value is recorded via the sanding parameter, wherein the curve 656 has the form of a Gaussian curve or a normal distribution in each case.
  • an optimal sanding parameter 344 may be determined, plotted as a straight line to the abscissa, parallel to the ordinate.
  • the sanding parameter chosen is a discharge angle ⁇ of the sand.
  • the discharge angle ⁇ describes an angle between an application direction of the sand with respect to the rail. Since in the bogie of a rail vehicle, an air flow from the vehicle center in the direction of the wheels 104 can flow, the sand can be blown to the side. In order to compensate for this effect, the sand is discharged below the discharge angle ⁇ in dependence on the strength of the air flow and / or the vehicle speed in order to be introduced into a gap between the rail and the wheel 104.
  • a set point 346 is defined by an optimization range 654 in which the sanding parameter is changed.
  • the adhesion value or a value representing the adhesion value is determined. From the resulting curve 656, an optimum adhesion value and thus an optimal sanding parameter or, in this embodiment, deployment angle ⁇ can be determined.
  • the amount of sand can be varied as a sanding parameter. Depending on the speed of travel and the condition of the rails, different amounts of sand must be removed from the sanding plant in order to achieve the necessary adhesion value between wheel and rail for braking. To save sand, not unnecessarily much sand should be scattered. By the relationship between the adhesion value and the sanding parameter shown in the diagram, an optimal amount of sand can be determined.
  • the parameters of the sanding installation such as, for example, the amount of sand, the rate of air blowout or the target direction of the discharge nozzle or target direction of the discharge pipe of the sanding device, are optimally regulated in such a way that the adhesion value necessary for the braking is achieved.
  • the amount of sand between the wheel and rail is increased by accurate “goals”. Due to different track conditions and different braking requirements different amounts of sand can be applied to achieve the required adhesion value.
  • the angle can not be set via a speed-dependent map, but always readjusted.
  • an alternative sanding parameter can be used as a control parameter.
  • the adhesion-improving effect of the sanding is used directly as a control parameter. Enough braking of the adhesion value between wheel and rail is not sufficient, the slip between wheel and rail increases. This is detected by the existing anti-slip system and it must be sent to increase the adhesion value.
  • FIG. 7 shows a flowchart of a method for improving a bond between a wheel and a rail for a rail vehicle according to an embodiment of the present invention. The method 700 may be performed on a device 126 as described in FIGS. 1 to 3.
  • the method 700 includes a step of changing 710, a step of determining 720, a step of determining 730, and a step of adjusting 740.
  • a sanding parameter is altered to deploy sand in accordance with the sanding parameter, wherein the altering occurs within a predefined optimization range around a setpoint of the sanding parameter.
  • the setpoint may be selected as a function of the speed.
  • the setpoint may be a predefined value if the steps of the method are initially completed.
  • the sanding parameter is varied or changed in response to the setpoint.
  • the amount of the sanding parameter can be sequentially increased and decreased.
  • three different sanding parameters are set, in another embodiment, a plurality of different values, smaller and larger than the target value.
  • step of determining 720 at least two adhesion values of adhesion values are determined during the sanding parameter modified in the step of changing 710. In this case, for each sanding parameter, a bonding value or a value representing the adhesion value can be determined.
  • step of determining 720 an adhesion value is determined for each one of at least two different values of the sanding parameter. From the at least two adhesion values determined in the step of determining 720, an optimum adhesion value is determined in the step of the determination 730 in order to determine an optimal sanding parameter.
  • the sanding setpoint is set to the optimum sanding parameter to achieve an adhesion value improvement.
  • a sanding parameter of the sand relative to the rail may be changed as the sanding parameter.
  • an amount of sand in the step of changing 710 may be changed as a sanding parameter.
  • an amount of air or a discharge rate of the sand may be used.
  • the different variants or embodiments of the sanding parameter can be combined with each other in one embodiment.
  • At least one first sanding parameter representing a first physical size and a second sanding parameter representing a second physical size may be changed, and in the step of determining 720, at least a first optimal sanding parameter and a second optimum sanding parameter are determined to set the first sanding parameter setpoint to the first optimal sanding parameter and the second sanding parameter setpoint to the second optimal sanding parameter, wherein the first sanding parameter and the second sanding parameter represent two different physical sizes.
  • the steps of method 700 may be performed sequentially for at least one first sanding parameter and a second sanding parameter different therefrom, wherein the first sanding parameter and the second sanding parameter represent two different physical sizes.
  • the steps of method 700 may always be performed alternately for the two different sanding parameters.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (700) zum Verbessern eines Haftwerts (340) zwischen einem Rad (104) und einer Schiene (106) für ein Schienenfahrzeug (100). Dabei weist das Schienenfahrzeug (100) eine Gleitschutzeinrichtung (114) und eine Sandungsvorrichtung (102) auf, wobei die Gleitschutzeinrichtung (114) ausgebildet ist, einen den Haftwert (340) zwischen dem Rad (104) und der Schiene (106) zu bestimmen, wobei zumindest ein Sandungsparameter (234) der Sandungsvorrichtung (102) einstellbar ist, wobei Sand (110) entsprechend dem Sandungsparameter (234) von der Sandungsvorrichtung (102) ausbringbar ist. Das Verfahren (700) umfasst einen Schritt des Veränderns (710) des Sandungsparameters (234), um Sand (110) entsprechend dem Sandungsparameter (234) auszubringen, wobei das Verändern innerhalb eines vordefinierten Optimierungsbereichs (654) um einen Sollwert (346) des Sandungsparameters (234) erfolgt, einen Schritt des Bestimmens (720) von zumindest zwei Haftwerten (340) während des im Schritt des Veränderns (710) veränderten Sandungsparameters (234), um einen Haftwert (340) für je einen von zumindest zwei verschiedenen Werten des Sandungsparameters (234) zu bestimmen, einen Schritt des Ermittelns (730) eines optimalen Haftwerts aus den zumindest zwei Haftwerten (340), um einen optimalen Sandungsparameter (344) zu bestimmen und einen Schritt des Einstellens (740) des Sollwerts (346) für den Sandungsparameter (234) auf den optimalen Sandungsparameter (344), um eine Verbesserung des Haftwerts (340) zu erreichen.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug
Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug.
Sandungsanlagen werden bei Schienenfahrzeugen eingesetzt, um den Haftwert zwi- sehen Rad und Schiene zu verbessern. Dazu wird aus einem Sandbehälter über ein Rohr oder Gummitülle Sand vor das Rad auf die Schiene gestreut. Dadurch erhöht sich der Haftwert zwischen Schiene und Rad. Die Austrittsöffnung des Rohrs oder der Gummitülle befindet sich einige Zentimeter vor dem Rad-Schienen-Eingriff. Luftverwirbelun- gen und quer zum Fahrzeug verlaufende Luftströme können teilweise den Sand mit- nehmen und verhindern, dass der ausgebrachte Sand auf der Schiene landet. Der Sand wird seitlich weggeblasen. Die dafür verantwortlichen Luftströmungen hängen von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und beispielsweise den Windverhältnissen ab. Bei Stillstand oder geringer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs fällt der Sand entsprechend der Austrittsöffnung direkt auf die Schiene, da im Stillstand kein Fahrtwind herrscht. Fährt der Zug schneller, wird die Luft durch das Drehgestell gehindert, unter dem Zug durchzuströmen. Infolge des Staudrucks strömt die Luft vor dem Drehgestell nach außen. Es entsteht eine Luftströmung direkt vor den Rädern, die den Sand seitlich verweht. Diesem Effekt soll entgegengewirkt werden. DE 600 26 290 T2 offenbart ein Verfahren zur Verbesserung des Haftvermögens von Rädern eines Schienenfahrzeuges auf Schienen durch Aufbringen von Sand zwischen Schiene und Rad.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Verbes- sern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug sowie eine verbesserte entsprechende Vorrichtung zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug sowie ein Verfahren zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeuggemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Die äußeren Rahmenbedingungen können den Luftstrom quer zur Fahrtrichtung im Bereich der Drehgestelle beziehungsweise Räder eines Schienenfahrzeugs beeinflussen. Um auf die sich ändernden Bedingungen zu reagieren, kann von einem geschwindig- keitsbasierten Sollwert abgewichen werden, beispielsweise durch eine sinusförmige Schwingung um den Sollwert, und dabei der optimale Haftwert zwischen Schiene und Rad ermittelt werden. Der so ermittelte optimale Haftwert kann dann als neuer Sollwert genutzt werden und weiter um diesen Punkt optimiert werden. Die Regelung nutzt Abweichungen von dem Sollwert, um zu ermitteln, ob eine Veränderung des Sollwerts eines Sandungsparameters zu einem verbesserten Haftwert führt.
Ein Verfahren zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug umfasst die folgenden Schritte, wobei das Schienenfahrzeug eine Gleitschutzeinrichtung und eine Sandungsvorrichtung aufweist, wobei die Gleitschutzeinrichtung ausgebildet ist, einen den Haftwert zwischen dem Rad und der Schie- ne zu bestimmen, wobei zumindest ein Sandungsparameter der Sandungsvorrichtung einstellbar ist, wobei Sand entsprechend dem Sandungsparameter von der Sandungsvorrichtung ausbringbar ist:
Verändern des Sandungsparameters, um Sand entsprechend dem Sandungsparameter auszubringen, wobei das Verändern innerhalb eines vordefinierten Optimierungsbereichs um einen Sollwert des Sandungsparameters erfolgt;
Bestimmen von zumindest zwei Haftwerten während des im Schritt des Veränderns veränderten Sandungsparameters, um einen Haftwert für je einen von zumindest zwei ver- schiedenen Werten des Sandungsparameters zu bestimmen;
Ermitteln eines optimalen Haftwerts aus den zumindest zwei Haftwerten, um einen optimalen Sandungsparameter zu bestimmen; und Einstellen des Sollwerts für den Sandungsparameter auf den optimalen Sandungsparameter, um eine Verbesserung des Haftwerts zu erreichen.
Ein Schienenfahrzeug kann eine Sandungsanlage aufweisen. Sandungsanlagen können in Schienenfahrzeugen eingesetzt werden, um eine Haftreibung zwischen dem Rad und der Schiene zu erhöhen. Eine Sandungsvorrichtung kann einen Teil einer Sandungsanlage darstellen. Die Sandungsvorrichtung kann ein Ausbringrohr aufweisen, welches ausgebildet ist, Sand in Richtung eines Spalts zwischen dem Rad und der Schiene auszubringen oder auszublasen. Dabei kann zumindest ein Sandungsparameter der San- dungsvorrichtung gesteuert oder geregelt werden. Der Sandungsparameter kann das Ausbringen des Sandes beeinflussen.
Ein Schienenfahrzeug kann eine Gleitschutzeinrichtung aufweisen. Eine Gleitschutzeinrichtung kann ein Rad bei einem Bremsvorgang gegen Blockieren schützen. Hierzu kann eine Gleitschutzeinrichtung adhäsive Bedingungen zwischen Rad und Schiene überwachen und ein entsprechendes Steuersignal oder Sensorsignal bereitstellen. Die Gleitschutzeinrichtung kann einen Gleitschutzsensor umfassen. So kann die Gleitschutzeinrichtung ein Drehgeschwindigkeitssignal auswerten und einen Schlupf des Rades erfassen oder regeln. Aus dem Schlupf kann die Gleitschutzeinrichtung ein den Haftwert zwi- sehen Rad und Schiene repräsentierenden Wert bestimmen oder ein den Haftwert repräsentierendes Signal bereitstellen.
Der Sollwert des Sandungsparameters kann bei einem ersten Nutzen beziehungsweise Ausführen des Verfahrens einem geschwindigkeitsbasierten Sollwert für den Sandungs- parameter entsprechen. Der Optimierungsbereich um den Sollwert kann von der Art des Sandungsparameters abhängig sein. Der Optimierungsbereich kann den Sollwert umschließen. So kann der Optimierungsbereich beispielsweise einen Bereich größer und kleiner 10 Prozent um den Sollwert (d. h. einen Toleranzbereich von 10 Prozent um den Sollwert) umfassen.
Das Verfahren kann zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug kann iterativ ausgeführt werden. Bei einem initialen Aufruf kann ein beliebiger oder ein geschwindigkeitsbasierter Sollwert für den Sandungsparameter gewählt werden. Im Schritt des Einstellens kann dann ein neuer Soll- wert eingestellt werden, der bei dem erneuten Durchlauf der Schritte des Verfahrens ge- nutzt wird. So kann bei jedem Durchlauf der Schritte des Verfahrens der Sollwert des Sandungsparameters angepasst und/oder optimiert werden. Vorteilhaft kann so auch bei sich ändernden äußeren Einflüssen ein optimaler Wert für den Sandungsparameter eingestellt werden.
Ferner kann im Schritt des Veränderns als Sandungsparameter ein Ausbringwinkel des Sandes in Bezug zur Schiene verwendet werden. Gleichzeitig oder alternativ kann im Schritt des Veränderns eine Sandmenge als Sandungsparameter verändert werden. Günstig ist es auch, wenn eine Ausbringgeschwindigkeit des Sandes im Schritt des Ver- änderns als Sandungsparameter verwendet wird. In einer Ausführungsform kann im
Schritt des Veränderns eine Luftmenge als Sandungsparameter verwendet werden. Dabei kann die Luftmenge die Ausbringgeschwindigkeit und gleichzeitig oder alternativ die Ausbringmenge des Sandes steuern. Sand kann von der Sandungsvorrichtung in eine Richtung ausgegeben werden. Die Richtung, in die der Sand ausgegeben oder ausge- blasen wird, kann durch einen Ausbringwinkel oder Ausblaswinkel charakterisiert sein. Dabei kann der Ausbringwinkel als Winkel zwischen der Schiene und der Richtung, in die der Sand ausgegeben oder ausgeblasen wird, verstanden werden. In einer Ausführungsform kann der Ausbringwinkel in einer Ebene senkrecht zu der von Rad und Schiene aufgespannten Ebene beweglich einstellbar sein. Der Ausbringwinkel kann in Rich- tung der Fahrzeugmitte des Schienenfahrzeugs einstellbar sein, das heißt in Richtung einer Gleismitte.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Veränderns zumindest ein erster Sandungsparameter, der eine erste physikalische Größe repräsentiert, und ein zweiter Sandungsparameter, der eine zweite physikalische Größe repräsentiert, verändert werden und im Schritt des Bestimmens zumindest ein erster optimaler Sandungsparameter und ein zweiter optimaler Sandungsparameter bestimmt werden, um im Schritt des Einstellens den Sollwert für den ersten Sandungsparameter auf den ersten optimalen Sandungsparameter und den Sollwert des zweiten Sandungsparameters auf den zweiten optimalen Sandungsparameter einzustellen. Dabei können der erste Sandungsparameter und der zweite Sandungsparameter zwei unterschiedliche physikalische Größen repräsentieren. So kann beispielsweise als erster Sandungsparameter ein Ausbringwinkel des Sandes verwendet werden und kann als zweiter Sandungsparameter eine Ausbringgeschwindigkeit verwendet werden. Durch die Kombination von zumindest zwei San- dungsparametern und Optimierung von zumindest zwei Sandungsparametern kann der Haftwert weiter verbessert werden.
Günstig ist es auch, wenn die Schritte des Verfahrens nacheinander für zumindest einen ersten Sandungsparameter und einen hierzu verschiedenen zweiten Sandungsparameter durchgeführt werden. Dabei können der erste Sandungsparameter und der zweite Sandungsparameter zwei unterschiedliche physikalische Größen repräsentieren. Regelungstechnisch kann es einfacher sein eine variable Größe, das heißt, einen Sandungsparameter zu einer Zeit zu regeln beziehungsweise zu optimieren. Wenn man zwei un- terschiedliche physikalische Größen als Sandungsparameter nacheinander beziehungsweise abwechselnd mit den Schritten des Veränderns, Bestimmen, Ermitteins und Einstellens optimiert, kann man die Vorteile von zwei verschiedenen physikalischen Größen als Sandungsparameter sowie eine einfachere Regelung als bei zwei variablen Größen zur selben Zeit kombinieren.
Entsprechend einer Ausführungsform ist das Verfahren zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug gekennzeichnet durch einen Schritt des Ausbringens von Sand entsprechend dem Sollwert. Dabei kann unter Sand ganz allgemein ein Haftreibungserhöhungsmittel oder ein Mittel, welches geeignet ist, die Haftreibung zwischen Rad und Schiene zu erhöhen, verstanden werden.
Eine Vorrichtung zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug weist die folgenden Merkmale auf. Dabei kann das Schienenfahrzeug eine Gleitschutzeinrichtung und eine Sandungsvorrichtung aufweisen. Da- bei kann die Gleitschutzeinrichtung ausgebildet sein, einen Haftwert zwischen dem Rad und der Schiene zu bestimmen und ein den Haftwert repräsentierendes Signal bereitzustellen. Dabei kann die Sandungsvorrichtung ausgebildet sein zum Ausbringen von Sand in einen Spalt zwischen der Schiene und dem Rad des Schienenfahrzeugs, wobei zumindest ein Sandungsparameter der Sandungsvorrichtung einstellbar ist. Dabei kann Sand entsprechend dem Sandungsparameter von der Sandungsvorrichtung ausbringbar sein. Die Vorrichtung weist die folgenden Merkmale auf: eine Einrichtung zum Verändern des Sandungsparameters, um Sand entsprechend dem Sandungsparameter auszubringen, wobei das Verändern innerhalb eines vordefinierten Optimierungsbereichs um einen Sollwert des Sandungsparameters erfolgt; eine Einrichtung zum Bestimmen von zumindest zwei Haftwerten während des im Schritt des Veränderns veränderten Sandungsparameters, um einen Haftwert für je einen von zumindest zwei verschiedenen Werten des Sandungsparameters zu bestimmen; eine Einrichtung zum Ermitteln eines optimalen Haftwerts aus den zumindest zwei Haftwerten, um einen optimalen Sandungsparameter zu bestimmen; und eine Einrichtung zum Einstellen des Sollwerts für den Sandungsparameter auf den opti- malen Sandungsparameter, um eine Verbesserung des Haftwerts zu erreichen.
Günstig ist es auch, wenn in der Einrichtung zum Verändern ein Ausbringwinkel der Sandungsanlage als Sandungsparameter einstellbar ist. Dabei kann der Ausbringwinkel zwischen einer Ausbringrichtung des Sandes und der Schiene gebildet werden.
Ferner kann die Einrichtung zum Verändern ausgebildet sein, um den Ausbringwinkel aus einer Ebene von Rad und Schiene heraus beweglich einzustellen, um Sand in den Spalt zwischen der Schiene und dem Rad einzublasen. Dabei kann unter einem Einlasen auch ein Ausbringen verstanden werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann in der Einrichtung zum Verändern eine Sandmenge verstanden werden. Gleichzeitig oder alternativ kann eine Ausbringgeschwindigkeit des Sandes als Sandungsparameter einstellbar sein. Dabei kann unter einer Sandmenge eine aus der Sandungsvorrichtung auszubringenden Menge des Sandes repräsentieren. Auch diese Ausführungsformen können zu einer Verbesserung des Haftwertes bei der Sandungsvorrichtung führen.
Entsprechend einer Ausführungsform kann die Einrichtung zum Ermitteln ausgebildet sein, den optimalen Haftwert der zumindest zwei Haftwerte derart zu ermitteln, dass der den besseren Haftwert repräsentierende Haftwert der zumindest zwei Haftwerte als optimaler Haftwert ermittelt wird. Bei einer Vielzahl von Haftwerten kann als optimaler Haftwert ein Haftwert ermittelt werden, den den besten Haftwert der Vielzahl von Haftwerten repräsentiert. Der Sollwert des Sandungsparameters kann auf den dem optimalen Haftwert zugeordneten Wert des Sandungsparameters eingestellt werden. Vorteilhafterweise kann in einer Ausführungsform die Vorrichtung zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug, die auch als elektronische Steuerung bezeichnet werden kann, in eine Bremssteuerungselektronik integriert werden. Dabei können die in der Bremssteuerungselektronik bereits vorhande- nen Signale direkt eingelesen werden, wie beispielsweise Geschwindigkeit oder Notbremse. Vorteilhaft brauchen in der Vorrichtung bereits vorhandene Signale nicht separat ermittelt oder übertragen werden. Im Falle einer Notbremse könnte dann beim Ermitteln von zu großem Schlupf durch die Gleitschutzelektronik das Sanden automatisch gestartet und wenn keine Schlupf besteht könnte das Sanden automatisch abgeschalten werden, um Sand zu sparen.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Einrichtung zum Verändern den Ausbringwinkel der Sandungsanlage als Sandungsparameter in einem Bereich vergrößern und verkleinern und dabei die Sandmenge als Sandungsparameter erhöhen, wenn der in der Ein- richtung zum Bestimmen bestimmte Haftwert eine vordefinierte Schwelle unterschreitet. So kann über die Versteileinrichtung während des Sandens das Sandrohr um den angesteuerten Zielwinkel schnell hin- und hergeschwenkt werden, um die Chance zu erhöhen, die Schiene zu treffen. Dabei kann die Sandmenge stark erhöht werden, um den Sandverlust durch nicht direktes Zielen, weil ein breiter Bereich gestreut wird, auszuglei- chen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft als letzte Chance bei Notbremsungen sein, wenn beispielsweise der Haftwert einen extrem niedrigen Wert erreicht. Von Vorteil ist, wenn eine derartige Ausführungsform als Notmaßnahme angesteuert werden kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Be- zug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einer Sandungsvorrichtung in einer Seitenansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einer Sandungsvorrichtung in einer Aufsicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 und 5 je eine schematische Darstellung der Ausbringgeschwindigkeit einer Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6 eine Darstellung des Zusammenhangs eines Sandungsparameters zu ei- nem Haftwert in einem Diagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei ei- ne wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs 100 mit einer Sandungsvorrichtung 102 in einer Seitenansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Sandungsvorrichtung 102 ist in Fahrtrichtung vor einem Rad 104 des Schienenfahrzeugs 100 angeordnet. Das zumindest eine Rad 104 des Schienenfahrzeugs 100 ist zu einer Schiene 106 derart angeordnet, dass das Schienenfahrzeug 100 auf der Schiene 106 fährt. Die Sandungsvorrichtung weist ein Ausbringmittel 108 zum Ausbringen von Sand 1 10 auf. Das Ausbringmittel 108 ist mit einer Einrichtung zum Einstellen 1 12 zumindest eines Sandungsparameters verbunden. Das Rad 104 ist mit einer Gleitschutzeinrichtung 1 14 verbunden. Die Gleitschutzeinrichtung 1 14 weist einen Gleitschutzsensor 1 16 auf. Die Einrichtung zum Einstellen 1 12 zumindest eines Sandungsparameters ist verbunden mit einer Einrichtung zum Verändern 1 18. Die Einrichtung zum Verändern 1 18 ist ausgebildet ein Signal auszugeben, welches den zumindest einen einzustellenden Sandungsparameter repräsentiert. Der Gleitschutzsensor 1 16 ist verbunden mit einer Einrichtung zum Bestimmen 120. Die Einrichtung zum Bestim- men 120 ist ausgebildet, einen Haftwert zu bestimmen, beziehungsweise eine Mehrzahl von Haftwerten zu bestimmen. Die Einrichtung zum Bestimmen 120 ist weiterhin verbunden mit der Einrichtung zum Verändern 1 18, sodass für einen Sandungsparameter ein Haftwert zugeordnet werden kann. Die Einrichtung zum Bestimmen 120 ist mit einer Ein- richtung zum Ermitteln 122 eines optimalen Haftwerts aus den in der Einrichtung zum Bestimmen 120 bestimmten zumindest zwei Haftwerten ausgebildet. Mittels der von der Einrichtung zum Bestimmen 120 bestimmten zumindest zwei Haftwerte beziehungsweise die von der Einrichtung zum Bestimmen 120 bestimmten Wertepaare aus Haftwert und zugeordnetem Wert eines Sandungsparameters können in der Einrichtung zum Ermitteln 122 ein optimaler Haftwert bestimmt ermittelt werden, um einen optimalen Sandungsparameter zu bestimmen. Eine Einrichtung zum Einstellen 124 eines Sollwerts ist mit der Einrichtung zum Ermitteln 122 verbunden. Die Einrichtung zum Verändern 1 18 ist mit der Einrichtung zum Einstellen 124 verbunden, um Sandungsparameter auf einen Wert in einem Optimierungsbereich um den Sollwert zu verändern.
Die Einrichtung zum Verändern 1 18, die Einrichtung zum Bestimmen 120, die Einrichtung zum Ermitteln 122 sowie die Einrichtung zum Einstellen des Sollwerts 124 bilden zusammen eine Vorrichtung 126 zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad 104 und einer Schiene 106 für ein Schienenfahrzeug 100.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Gleitschutzeinrichtung 1 14 den Gleitschutzsensor 1 16 sowie die Einrichtung zum Bestimmen 120. Dabei kann der Gleitschutzsensor 1 16 eine Drehgeschwindigkeit erfassen und ein Drehgeschwindigkeitssignal bereitstellen. Die Einrichtung zum Bestimmen 120 kann in einem Ausführungsbeispiel aus- gebildet sein das Drehgeschwindigkeitssignal auszuwerten und einen Schlupf des Rades 104 zu erfassen. Aus dem Schlupf kann die Gleitschutzeinrichtung 1 14 ein den Haftwert zwischen Rad und Schiene repräsentierenden Wert bestimmen oder ein den Haftwert repräsentierendes Signal bereitstellen. In einem Ausführungsbeispiel wird während der Bremsung der Anstellwinkel der Sandungsvorrichtung 102, ach als Sandungsanlage 102 bezeichnet, kontinuierlich verstellt. Wird der Sand 1 10 zu weit innen gestreut, trifft ein großer Teil des Sandes 1 10 nicht vor das Rad 104, sondern zwischen die Räder, und der Haftwert der Schiene 106 wird weniger stark erhöht. Wird nun der Winkel langsam nach außen verstellt, wird der Anteil des Sandes 1 10, der zwischen Rad 104 und Schiene 106 gestreut wird, immer höher. Der dadurch erhöhte Haftwert wird von der Gleitschutzanlage 1 14 erkannt. Wird der Winkel im Weiteren weiter erhöht, wird wieder mehr Sand 1 10 außerhalb des Eingriffbereichs Schiene-Rad 106-104 verstreut und der Haftwert vermindert sich. Der Haftwert wird sich also beim vollständigen Verstellen in etwa der Form einer Gaußkurve erhöhen und ver- mindern, wie dies auch in Fig. 6 dargestellt wird. Damit kann der optimale Winkel als Maximalpunkt ermittelt und dann eingestellt werden. Durch leichtes hin- und herschwenken des Austrittrohrs der Sandungsanlage 102 lässt sich dieser optimale Winkel dann immer wieder nachjustieren. Das hin- und herschwenken kann beispielsweise in einem Winkel von ±5 Grad, oder alternativ in einem Winkel von ±10 Grad, oder alternativ in einem Winkel von ±15 Grad erfolgen. Das Nachjustieren ist auch notwendig, da die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Bremsen abnimmt und sich daher die äußeren Randbedingungen verändern.
In einem Ausführungsbeispiel wird als Sandungsparameter die Ausbringmenge des Sandes 1 10 durch die Sandungsvorrichtung 102 geregelt. Auch durch ein solches Ausführungsbeispiel lässt sich eine Verbesserung der sandungsbedingten Haftwertverbesserung erreichen. Parallel, nacheinander oder einzeln zur Ermittlung des idealen Ausbringwinkels über die Einstellmöglichkeit der Ausblasrichtung, kann auch die Ausbringmenge des Sandes 1 10 eingestellt werden. Wird kein Sand 1 10 gestreut, wird keine Verbesserung des Haftwertes erreicht. Durch eine Erhöhung der Sandmenge verbessert sich zunächst der Haftwert, bis eine höhere Menge keine Verbesserung mehr mit sich bringt. Diese Sandmenge ist wiederum von den Witterungsbedingungen (beispielsweise nasse, trockene, vereiste, verschmutzte Schiene) abhängig. Die Ermittlung der idealen Menge erfolgt durch das Erkennen eines sich verändernden Kraftschlusses durch die Gleitschutzanlage 102.
In einem Ausführungsbeispiel wird als Sandungsparameter die Luftmenge und gleichzeitig oder alternativ die Luftgeschwindigkeit beziehungsweise Ausblasgeschwindigkeit des Sandes 1 10 geregelt. Parallel, nacheinander oder einzeln zur Ermittlung des idealen Ausbringwinkels über die Einstellmöglichkeit der Ausblasrichtung, und gleichzeitig oder alternativ der Ermittlung der Ausbringmenge des Sandes 1 10 kann auch die Ermittlung der idealen Ausbringgeschwindigkeit erfolgen. Die Ermittlung der idealen Luftmenge erfolgt wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen durch das Erkennen eines sich verändernden Kraftschlusses durch die Gleitschutzanlage 102 bei sich gleich- zeitig durch die Regelung veränderten Ausbringgeschwindigkeiten, welche beispielswei- se durch Einblasen von zusätzlicher Luft in das Sandrohr der Sandungsanlage 102 erreicht werden kann.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Schienenfahrzeugs mit einer Sandungsvorrichtung 102 in einer Aufsicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Rad 104 ist auf einer Schiene 106 angeordnet. Von dem Rad 104 und der Schiene 106 wird eine Ebene aufgespannt. In Fahrtrichtung vor dem Rad 104 ist ein Ausbringmittel 108 einer Sandungsvorrichtung 102 angeordnet. Bei dem Ausbringmittel 108 kann es sich um ein Ausbringrohr, ein Ausblasrohr oder eine Düse handeln. Bei der Sandungsvorrichtung 102 und dem Rad 104 kann es sich um Elemente eines in Fig. 1 gezeigten Schienenfahrzeugs 100 handeln. Das Rad 104 weist einen Spurkranz 228 auf, welcher in Richtung einer Fahrzeugmitte des Schienenfahrzeugs relativ zur Schiene 106 angeordnet ist. Das Ausbringmittel 108 ist ausgebildet, Sand 1 10 unter einem Ausbringwinkel α auszugeben oder auszublasen. Das Ausbringmittel 108 ist ver- bunden mit einer Einrichtung zum Einstellen 1 12 eines Sandungsparameters, beispielsweise zum Einstellen des Ausbringwinkels α des Ausbringmittels 108. Als Ausbringwinkel α wird ein Winkel bezeichnet zwischen dem Ausbringmittel 108 oder der Austrittsrichtung 230 des Sandes 1 10 aus dem Austrittsmittel 108 und einer von dem Rad 104 und der Schiene 106 aufgespannten Ebene. Dabei ist der Ausbringwinkel α in dem in Fig. 2 ge- zeigten Ausführungsbeispiel in Bezug zu der aufgespannten Ebene in Richtung Fahrzeugmitte des Schienenfahrzeugs gerichtet.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung zum Einstellen 1 12 ausgebildet, die Sandmenge einzustellen. In einem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung zum Einstel- len 1 12 ausgebildet, die Ausbringgeschwindigkeit einzustellen. Um einen geschlossenen Regelkreis auszubilden, kann das Ausbringmittel 108 eine Überwachungseinrichtung 232 aufweisen, die ausgebildet ist, einen Sandungsparameter 234 zu erfassen und den Istwert des Sandungsparameters 234 bereitzustellen. Die Vorrichtung 126 ist ausgebildet, einen Sandungsparameter 234 bereitzustellen.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung zum Verändern 1 18 ausgebildet, einen Ausbringwinkel α der Sandungsanlage 102 als Sandungsparameter einzustellen. Dabei kann der Ausbringwinkel α zwischen einer Ausbringrichtung 230 des Sandes 1 10 und der Schiene 106 gebildet werden. In einem Ausführungsbeispiel ist der Ausbringwinkel aus einer Ebene von Rad und Schiene heraus beweglich einstellbar, um Sand 1 10 in den Spalt zwischen der Schiene 106 und dem Rad 104 einzublasen.
In einem Ausführungsbeispiel ist in der Einrichtung zum Verändern eine Sandmenge und gleichzeitig oder alternativ eine Ausbringgeschwindigkeit des Sandes als Sandungsparameter einstellbar. In einem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung zum Ermitteln ausgebildet, den optimalen Haftwert der zumindest zwei Haftwerte derart zu ermitteln, dass der den besseren Haftwert repräsentierende Haftwert der zumindest zwei Haftwerte als optimaler Haftwert ermittelt wird.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 126 zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug, wobei eine Methode zur geschwindigkeitsabhängigen Zielausrichtung bei Sandungsanlagen und gleichzeitig oder alternativ eine Methode zur optimierten Sandausbringmenge in Abhängigkeit der relativen Haftwertverbesserung Rad-Schiene genutzt wird. Dabei wird ein Verfahren zur Haftwertverbesserungsabhängigen Regelung einer Sandungsanlage eingesetzt.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Austrittsöffnung in Richtung Fahrzeugmitte gedreht, sodass der Sand 1 10 erst in Kombination mit der Ablenkung durch die Querluft vor das Rad 104 fällt. Bei geringer Geschwindigkeit wird der Sand 1 10 zu weit zur Fahrzeugmitte gelenkt, bei mittlerer Geschwindigkeit in die richtige Position und bei hoher Geschwindigkeit zu weit nach außen. Durch die beschriebene Veränderung des Ausbringwinkel a wird in allen Geschwindigkeitsbereich der Sand 1 10 optimal ausgebracht. Dabei können auch Überlagerungen durch beispielsweise verschiedene Windverhältnis- se berücksichtigt werden. Herrscht beispielsweise starker Wind, verändern sich die
Querströmungen unabhängig von der Geschwindigkeit. Die Umgebung der Schiene hat ebenfalls einen Einfluss. Beispielsweise kann sich in einem Tunnel ein höherer Staudruck aufbauen, als außerhalb des Tunnels. Vorteilhaft passt die Vorrichtung 126 beziehungsweise das darauf laufende Verfahren sich den unterschiedlichen Erfordernissen an und kann in einem Ausführungsbeispiel die Sandmenge in Abhängigkeit des Schienen- zustands anpassen.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 126 zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 126 kann in einem Schienen- fahrzeug wie in Fig. 1 gezeigt eingesetzt werden. Dabei umfasst die Vorrichtung 126 eine Einrichtung zum Verändern 1 18, eine Einrichtung zum Bestimmen 120, eine Einrichtung zum Ermitteln 122 sowie eine Einrichtung zum Einstellen des Sollwerts 124. Weiterhin weist die Vorrichtung 126 eine Schnittstelle 336 auf. Die Vorrichtung 126 ist aus- gebildet, über die Schnittstelle 336 einen Sandungsparameter 234 bereitzustellen, sowie einen Haftwert 340 einzulesen.
Die Einrichtung zum Verändern 1 18 ist ausgebildet, den Sandungsparameter 228 an der Schnittstelle 336 bereitzustellen. Hierzu kann bei einem ersten Start der Vorrichtung 126 ein geschwindigkeitsbasierter Sollwert genutzt werden, um den in einem vordefinierten Optimierungsbereich der Sandungsparameter 234 verändert wird. Die Einrichtung zum Bestimmen 120 ist ausgebildet, für einen Sandungsparameter 234 einen zugeordneten Haftwert 342 zu bestimmen. Die Einrichtung zum Ermitteln 122 ist ausgebildet, um einen optimalen Haftwert zu ermitteln, um einen optimalen Sandungsparameter 344 bereitzu- stellen. Die Einrichtung zum Einstellen 124 des Sollwerts 346 ist ausgebildet, den Sollwert 346 auf den optimalen Sandungsparameter 228 einzustellen und der Einrichtung zum Verändern 1 18 bereitzustellen.
Um den Sand in den Spalt zwischen dem Rad und der Schiene auszubringen, wird in ei- nem Ausführungsbeispiel der Sand über einen großen Luftstrom und dazu relativ kleiner Ausbringdüse mit einer möglichst hohen Geschwindigkeit vor das Rad "geschossen". Die höhere Ausbringgeschwindigkeit verringert die seitliche Ablenkung. Die resultierende Geschwindigkeit setzt sich aus Ausbringgeschwindigkeit und Ablenkgeschwindigkeit zusammen. Der Anteil der Ablenkung bekommt in folge der höheren Ausbringgeschwindig- keit weniger Einfluss. Der Sand landet in größeren Mengen auf der Schiene. Der Zusammenhang zwischen der Ausbringgeschwindigkeit und der Ablenkgeschwindigkeit sowie der resultierenden Geschwindigkeit wird in den folgenden beiden Figuren Fig. 4 und Fig. 5 näher erläutert. Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Ausbringgeschwindigkeit einer Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Aus einer Düse 108 wird Sand in Richtung eines Rades 104 ausgeblasen, wobei ein Luftstrom von der Seite angenommen wird. Drei Geschwindigkeitsvektoren 448, 450, 452 repräsentieren eine Ausbringgeschwindigkeit 448 des Sandes, eine Ablenkgeschwindig- keit 450 sowie eine resultierende Geschwindigkeit 452 des Sandes. Der ausgeblasene Sand wird um den Winkel α abgelenkt von der Richtung, in die der Sand ausgeblasen wird. Um den Sand in einen Spalt zwischen dem Rad 104 und einer Schiene zu blasen, sollte die Richtung, in die der Sand ausgeblasen wird, um den Ausblaswinkel α entgegen der Richtung der Luftströmung korrigiert werden. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 4 zeigt die resultierende Geschwindigkeit 452 für eine geringe Ausbringgeschwindigkeit 448 im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 5, welches den gleichen Sachverhalt bei einer hierzu im Vergleich hohen Ausbringgeschwindigkeit 448 darstellt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Ausbringgeschwindigkeit einer San- dungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung in Fig. 5 entspricht der Darstellung in Fig. 4, mit dem Unterschied, dass die Ausbringgeschwindigkeit 448 erhöht wurde, beispielsweise verdoppelt wurde. Bei im Vergleich zu Fig. 4 gleichbleibender Ablenkgeschwindigkeit 450 ergibt sich eine erhöhte resultierende Geschwindigkeit 452 und ein kleiner Winkel a.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen Darstellungen aus denen erkennbar ist, dass ein Ausblasen des Sands in Richtung Fahrzeugmitte durch die Kombination der Ausbringgeschwindigkeit 448 mit der Luftströmung aufgrund von Staudruck, die zu einer Ablenkgeschwindigkeit 450 des Sands führt, den Sand unter bestimmten Bedingungen besser in den Spalt zwi- sehen der Schiene und dem Rad blasen kann. Bei geringer Geschwindigkeit wird der
Sand zu weit in Richtung Fahrzeugmitte gelenkt, bei mittlerer Geschwindigkeit in die richtige Position und bei hoher Geschwindigkeit zu weit nach außen. So kann für einen Geschwindigkeitsbereich der Sand optimal ausgebracht werden. Fig. 6 zeigt eine Darstellung des Zusammenhangs eines Sandungsparameters zu einem Haftwert in einem Diagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem kartesischen Koordinatensystem wird auf der Abszisse ein Sandungsparameter und auf der Ordinate ein Haftwert aufgetragen. Für drei Optimierungsbereiche 654 ist eine Kurve 656 des Haftwerts über den Sandungsparameter aufgezeichnet, wo- bei die Kurve 656 jeweils die Form einer Gaußkurve oder einer Normalverteilung aufweist. Für jede Kurve 656 kann ein optimaler Sandungsparameter 344 bestimmt werden, der als eine Gerade zur Abszisse - parallel zur Ordinate - eingezeichnet ist.
Das Diagramm wird folgend an einem konkreteren Beispiel erläutert. Als Sandungspa- rameter wird ein Ausbringwinkel α des Sandes gewählt. Der Ausbringwinkel α beschreibt einen Winkel zwischen einer Ausbringrichtung des Sandes in Bezug zur Schiene. Da im Bereich der Drehgestelle eines Schienenfahrzeugs eine Luftströmung von der Fahrzeugmitte in Richtung der Räder 104 strömen kann, kann der Sand zur Seite Verblasen werden. Um diesen Effekt auszugleichen, wird der Sand in Abhängigkeit der Stärke der Luftströmung und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem Ausbringwinkel α ausgebracht, um in einen Spalt zwischen Schiene und dem Rad 104 eingebracht zu werden. Um einen Sollwert 346 wird ein Optimierungsbereich 654 definiert, in dem der Sandungsparameter verändert wird. Zu jedem Sandungsparameter oder in diesem Ausführungsbeispiel Ausbringwinkel α wird der Haftwert oder ein den Haftwert repräsentieren- der Wert bestimmt. Aus der so entstehenden Kurve 656 kann ein optimaler Haftwert und somit ein optimaler Sandungsparameter oder in diesem Ausführungsbeispiel Ausbringwinkel α bestimmt werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann als Sandungsparameter die Sandmenge variiert werden. In Abhängigkeit von Fahrtgeschwindigkeit und Schienenzustand müssen unterschiedliche Sandmengen von der Sandungsanlage ausgebracht werden, um den für die Bremsung notwendigen Haftwert zwischen Rad und Schiene zu erreichen. Um Sand zu sparen, soll nicht unnötig viel Sand gestreut werden. Durch den in dem Diagramm gezeigten Zusammenhang zwischen dem Haftwert und dem Sandungsparameter kann ei- ne optimale Sandmenge bestimmt werden.
In einem Ausführungsbeispiel werden die Parameter der Sandungsanlage wie beispielsweise Sandmenge, Luftausblasgeschwindigkeit oder Zielrichtung der Ausblasdüse beziehungsweise Zielrichtung des Ausblasrohres der Sandungsvorrichtung optimal so ge- regelt, dass der für die Bremsung notwendige Haftwert erreicht wird. Durch beispielsweise eine bessere Zielgenauigkeit muss wesentlich weniger Sand ausgebracht werden, wobei gleichzeitig die Sandmenge zwischen Rad und Schiene durch genaues "Zielen" erhöht wird. Aufgrund unterschiedlicher Schienenbeschaffenheit und unterschiedlicher Bremsanforderungen können unterschiedliche Mengen von Sand ausgebracht werden, um den erforderlichen Haftwert zu erreichen.
Vorteilhaft kann der Winkel nicht über ein geschwindigkeitsabhängiges Kennfeld eingestellt, sondern stets nachgeregelt werden. Alternativ zu dem Winkel der kann ein alternativer Sandungsparameter als Regelparameter genutzt werden. Dabei wird als ein Regel- parameter direkt der Haftwert-verbessernde Effekt der Sandung verwendet. Reicht bei einer Bremsung der Haftwert zwischen Rad und Schiene nicht aus, vergrößert sich der Schlupf zwischen Rad und Schiene. Dies wird von der vorhandenen Gleitschutzanlage erkannt und es muss zur Erhöhung des Haftwertes gesandet werden. Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verbessern eines Haftwerts zwischen einem Rad und einer Schiene für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 700 kann auf einer Vorrichtung 126, wie diese in den Fig. 1 bis Fig. 3 beschrieben wurde, ausgeführt werden. Das Verfahren 700 weist einen Schritt des Veränderns 710, einen Schritt des Bestimmens 720, einen Schritt des Ermitteins 730 sowie einen Schritt des Einstellens 740 auf. Im Schritt des Veränderns 710 wird ein Sandungsparameter verändert, um Sand entsprechend dem Sandungsparameter auszubringen, wobei das Verändern innerhalb eines vordefinierten Optimierungsbereichs um einen Sollwert des Sandungsparameters erfolgt. Bei einem ersten Ausführen des Verfahrens kann der Sollwert geschwindigkeitsabhängig gewählt sein. Alternativ kann der Sollwert ein vordefinierter Wert sein, wenn die Schritte des Verfahrens initial durchlaufen werden. Der Sandungsparameter wird ansprechend auf den Sollwert variiert beziehungsweise verändert. So kann der Betrag des Sandungsparameters sequenziell vergrößert und verkleinert werden. In einem Ausführungsbeispiel werden drei verschiedene Sandungsparameter eingestellt, in einem anderen Ausfüh- rungsbeispiel eine Vielzahl von verschiedenen Werten, kleiner und größer als der Sollwert.
Im Schritt des Bestimmens 720 werden zumindest zwei Haftwerte Haftwerten während des im Schritt des Veränderns 710 veränderten Sandungsparameters bestimmt. Dabei kann für jeden Sandungsparameter ein Haftwert oder ein den Haftwert repräsentierender Wert bestimmt werden. Im Schritt des Bestimmens 720 wird ein Haftwert für je einen von zumindest zwei verschiedenen Werten des Sandungsparameters bestimmt. Aus den im Schritt des Bestimmens 720 bestimmten zumindest zwei Haftwerten wird im Schritt des Ermitteins 730 ein optimaler Haftwert ermittelt, um einen optimalen Sandungsparameter zu bestimmen. Im Schritt des Einstellens 740 wird der Sollwert für den Sandungsparameter auf den optimalen Sandungsparameter eingestellt, um eine Verbesserung des Haftwerts zu erreichen.
In einem Ausführungsbeispiel kann im Schritt des Veränderns 710 als Sandungsparame- ter ein Ausbringwinkel des Sandes in Bezug zur Schiene verändert werden. Alternativ kann eine Sandmenge im Schritt des Veranderns 710 als Sandungsparameter verändert werden. In einem Ausführungsbeispiel kann im Schritt des Veranderns 710 eine Luftmenge oder eine Ausbringgeschwindigkeit des Sandes verwendet werden. Die verschiedenen Varianten beziehungsweise Ausführungsbeispiele des Sandungsparameters können in einem Ausführungsbeispiel miteinander kombiniert werden. So kann im Schritt des Veranderns 710 zumindest ein erster Sandungsparameter, der eine erste physikalische Größe repräsentiert, und ein zweiter Sandungsparameter, der eine zweite physikalische Größe repräsentiert, verändert werden und im Schritt des Bestimmens 720 zumindest ein erster optimaler Sandungsparameter und ein zweiter optimaler Sandungsparameter bestimmt werden, um im Schritt des Einstellens 740 den Sollwert für den ersten Sandungsparameter auf den ersten optimalen Sandungsparameter und den Sollwert des zweiten Sandungsparameters auf den zweiten optimalen Sandungsparameter einzustellen, wobei der erste Sandungsparameter und der zweite Sandungsparameter zwei unterschiedliche physikalische Größen repräsentieren.
In einem Ausführungsbeispiel können die Schritte des Verfahrens 700 nacheinander für zumindest einen ersten Sandungsparameter und einen hierzu verschiedenen zweiten Sandungsparameter durchgeführt werden, wobei der erste Sandungsparameter und der zweite Sandungsparameter zwei unterschiedliche physikalische Größen repräsentieren. So können die Schritte des Verfahrens 700 immer abwechselnd für die zwei verschiedenen Sandungsparameter durchgeführt werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können mit- einander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste
100 Schienenfahrzeug
102 Sandungsvorrichtung
104 Rad
106 Schiene
108 Ausbringmittel
1 10 Sand
1 12 Einrichtung zum Einstellen
1 14 Gleitschutzeinrichtung
1 16 Gleitschutzsensor
1 18 Einrichtung zum Verändern
120 Einrichtung zum Bestimmen
122 Einrichtung zum Ermitteln
124 Einrichtung zum Einstellen des Sollwerts
126 Vorrichtung
228 Spurkranz
α Ausbringwinkel
230 Austrittsrichtung
232 Überwachungseinrichtung
234 Sandungsparameter
336 Schnittstelle
340 Haftwert
342 zugeordneter Haftwert
344 optimaler Sandungsparameter
346 Sollwert
448 Ausbringgeschwindigkeit
450 Ablenkgeschwindigkeit
452 Resultierende Geschwindigkeit
654 Optimierungsbereich
656 Kurve
700 Verfahren
710 Schritt des Veränderns 720 Schritt des Bestimmens
730 Schritt des Ermitteln
740 Schritt des Einstellens des Sollwerts

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren (700) zum Verbessern eines Haftwerts (340) zwischen einem Rad (104) und einer Schiene (106) für ein Schienenfahrzeug (100), wobei das Schienenfahr- zeug (100) eine Gleitschutzeinrichtung (1 14) und eine Sandungsvorrichtung (102) aufweist, wobei die Gleitschutzeinrichtung (1 14) ausgebildet ist, einen den Haftwert (340) zwischen dem Rad (104) und der Schiene (106) zu bestimmen, wobei zumindest ein Sandungsparameter (234) der Sandungsvorrichtung (102) einstellbar ist, wobei Sand (1 10) entsprechend dem Sandungsparameter (234) von der Sandungs- Vorrichtung (102) ausbringbar ist, wobei das Verfahren (700) die folgenden Schritte umfasst:
Verändern (710) des Sandungsparameters (234), um Sand (1 10) entsprechend dem Sandungsparameter (234) auszubringen, wobei das Verändern innerhalb eines vor- definierten Optimierungsbereichs (654) um einen Sollwert (346) des Sandungsparameters (234) erfolgt;
Bestimmen (720) von zumindest zwei Haftwerten (340) während des im Schritt des Veränderns (710) veränderten Sandungsparameters (234), um einen Haftwert (340) für je einen von zumindest zwei verschiedenen Werten des Sandungsparameters
(234) zu bestimmen;
Ermitteln (730) eines optimalen Haftwerts aus den zumindest zwei Haftwerten (340), um einen optimalen Sandungsparameter (344) zu bestimmen; und
Einstellen (740) des Sollwerts (346) für den Sandungsparameter (234) auf den optimalen Sandungsparameter (344), um eine Verbesserung des Haftwerts (340) zu erreichen. 2. Verfahren (700) gemäß Anspruch 1 , bei dem im Schritt des Veränderns (710) als Sandungsparameter (234) ein Ausbringwinkel (a) des Sandes (1 10) in Bezug zur Schiene (106) und/oder eine Sandmenge und/oder eine Luftmenge und/oder eine Ausbringgeschwindigkeit (448) des Sandes (1 10) verändert wird. Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Veränderns (710) zumindest ein erster Sandungsparameter (234), der eine erste physikalische Größe repräsentiert, und ein zweiter Sandungsparameter (234), der eine zweite physikalische Größe repräsentiert, verändert werden und im Schritt des Bestimmens (720) zumindest ein erster optimaler Sandungsparameter (344) und ein zweiter optimaler Sandungsparameter (344) bestimmt werden, um im Schritt des Einstellens (740) den Sollwert (346) für den ersten Sandungsparameter (234) auf den ersten optimalen Sandungsparameter (344) und den Sollwert (346) des zweiten Sandungsparameters (234) auf den zweiten optimalen Sandungsparameter (344) einzustellen, wobei der erste Sandungsparameter (234) und der zweite Sandungsparameter (234) zwei unterschiedliche physikalische Größen repräsentieren.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Schritte des Verfahrens nacheinander für zumindest einen ersten Sandungsparameter (234) und einen hierzu verschiedenen zweiten Sandungsparameter (234) durchgeführt werden, wobei der erste Sandungsparameter (234) und der zweite Sandungsparameter (234) zwei unterschiedliche physikalische Größen repräsentieren.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Ausbringens von Sand entsprechend dem Sollwert (346).
Vorrichtung (126) zum Verbessern eines Haftwerts (340) zwischen einem Rad (104) und einer Schiene (106) für ein Schienenfahrzeug (100), wobei das Schienenfahrzeug (100) eine Gleitschutzeinrichtung (1 14) und eine Sandungsvorrichtung (102) aufweist, wobei die Gleitschutzeinrichtung (1 14) ausgebildet ist, einen Haftwert (340) zwischen dem Rad (104) und der Schiene (106) zu bestimmen und ein den Haftwert (340) repräsentierendes Signal bereitzustellen, wobei die Sandungsvorrichtung (102) ausgebildet ist zum Ausbringen von Sand (1 10) in einen Spalt zwischen der Schiene (106) und dem Rad (104) des Schienenfahrzeugs (100), wobei zumindest ein Sandungsparameter (234) der Sandungsvorrichtung (102) einstellbar ist, wobei Sand (1 10) entsprechend dem Sandungsparameter (234) von der Sandungsvorrichtung (102) ausbringbar ist, wobei die Vorrichtung (126) die folgenden Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Verändern (1 18) des Sandungsparameters (234), um Sand (1 10) entsprechend dem Sandungsparameter (234) auszubringen, wobei das Verändern innerhalb eines vordefinierten Optimierungsbereichs (654) um einen Sollwert (346) des Sandungsparameters (234) erfolgt; eine Einrichtung zum Bestimmen (120) von zumindest zwei Haftwerten (340) während des in der Einrichtung des Veränderns (1 18) veränderten Sandungsparameters (234), um einen Haftwert (340) für je einen von zumindest zwei verschiedenen Werten des Sandungsparameters (234) zu bestimmen; eine Einrichtung zum Ermitteln (122) eines optimalen Haftwerts aus den zumindest zwei Haftwerten (340), um einen optimalen Sandungsparameter (344) zu bestimmen; und eine Einrichtung zum Einstellen (124) des Sollwerts (346) für den Sandungsparameter (234) auf den optimalen Sandungsparameter (344), um eine Verbesserung des Haftwerts (340) zu erreichen.
Vorrichtung (126) gemäß Anspruch 6, wobei in der Einrichtung zum Verändern (1 18) ein Ausbringwinkel (a) der Sandungsanlage (102) als Sandungsparameter (234) einstellbar ist, wobei der Ausbringwinkel (a) zwischen einer Ausbringrichtung (230) des Sandes (1 10) und der Schiene (106) gebildet wird.
Vorrichtung (126) gemäß Anspruch 7, wobei die Einrichtung zum Verändern (1 18) ausgebildet ist, um den Ausbringwinkel (a) aus einer Ebene von Rad (104) und Schiene (106) heraus beweglich einzustellen, um Sand (1 10) in den Spalt zwischen der Schiene (106) und dem Rad (104) einzublasen.
Vorrichtung (126) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei in der Einrichtung zum Verändern (1 18) eine Sandmenge und/oder eine Ausbringgeschwindigkeit (448) des Sandes (1 10) als Sandungsparameter (234) einstellbar ist, wobei die Sandmenge eine aus der Sandungsvorrichtung (102) auszubringende Menge des Sandes (1 10) repräsentiert.
10. Vorrichtung (126) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, bei der die Einrichtung zum Ermitteln (122) ausgebildet ist, den optimalen Haftwert der zumindest zwei Haftwerte (340) derart zu ermitteln, dass der den besseren Haftwert (340) repräsentierende Haftwert der zumindest zwei Haftwerte (340) als optimaler Haftwert ermittelt wird.
1 1 . Vorrichtung (126) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die Einrichtung zum Verändern (1 18) den Ausbringwinkel (a) der Sandungsanlage (102) als Sandungsparameter (234) in einem Bereich vergrößert und verkleinert und gleichzeitig eine Sandmenge als Sandungsparameter (234) erhöht, wenn der in der Einrichtung zum Bestimmen (120) bestimmte Haftwerten (340) eine vordefinierte Schwelle unterschreitet.
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