Beschreibung
Schienenfahrzeug mit einem Schneeräumer Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Schnee¬ räumer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es ist bekannt, Schienenfahrzeuge, insbesondere Lokomotiven, mit Schneeräumern auszustatten, um Schnee unterschiedlicher Dichte bis zu einer maximalen Höhe von 800 mm bis 1.000 mm über den Fahrschienen bei Fahrgeschwindigkeiten von über 100 km/h, möglichst bis 160 km/h, entgleisungssicher vom Fahrweg zu räumen. Aus der Patentschrift EP 1 070 792 Bl ist ein Schienenfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive mit einem Tragrahmen und mit einem Fahrbahnräumer bekannt. Der Fahrbahnräumer weist zwei C-förmig profilierte Räumschilde auf, die pflugförmig auf eine Spitze zulaufend angeordnet sind. Die Räumschilde sind am Tragrahmen über Halterungen befestigt, deren Verformungen bei einer Stoßbelastung im Wesentlichen parallel zur Ebene des Tragrahmens gehalten bleiben. Bei einer Kollision werden dadurch einerseits die Gefahr einer Beschädigung des Tragrahmens und andererseits die Gefahr einer Entgleisung durch einen nach unten weggebogenen oder abgerissenen Fahrbahnräumer vermindert.
Die Patentveröffentlichung JP 10252030 A offenbart ein Schienenfahrzeug zum Schneeräumen, umfassend eine Mehrfach-Pflug- einrichtung mit einem Rahmen, der über einen Schaft mit vertikaler Drehachse mit dem Schienenfahrzeug verbunden ist, so¬ wie eine Unter-Pflugeinrichtung, die von einer Hubeinrichtung getragen wird. Die Hubeinrichtung ist mit dem Rahmen hinter der Mehrfach-Pflugeinrichtung verbunden. Die Pflugscharen der Mehrfach-Pflugeinrichtung können zum Räumen des Schnees oberhalb der Schienenoberkanten in eine V-förmige Stellung, in eine gerade Stellung oder in eine umgekehrt V-förmige Stel¬ lung gebracht werden. Ein V-förmiger Unter-Pflug der Unter-
Schneepflugeinrichtung räumt den Schnee unterhalb der Schienenoberkanten zwischen zwei Fahrschienen. Der Unter-Pflug weist eine Leitfläche zum Abführen von Schnee in horizontaler Richtung auf, was ein Herabfallen von Schnee zwischen die Fahrschienen verhindert.
Das Patent US 6,688,021 B2 zeigt eine Lokomotive mit einem Schneepflug und einer Vorrichtung zur verbesserten Schneeräumung, die vom Schneepflug hinterlassenen Schnee noch weiter entfernt. Hierdurch werden Traktion und Steuerung der Lokomotive verbessert. Die Vorrichtung umfasst für jede Fahrschiene eine Räumklappe, die nach unten über die Unterkante des
Schneepflugs hinausragt. Die Räumklappen lösen und entfernen liegen gebliebenen Schnee sowie andere Überbleibsel, die vom Schneepflug hinterlassen werden. Die Vorrichtung entfernt geschickt Schnee und ist aus dünnstem Material gefertigt.
Aus dem Patent US 51,829 A ist ein Schneepflug für Schienen¬ fahrzeuge zur Entfernung von Schnee und Eis von den Fahr- schienen und aus dem Gleisbett bekannt. Der Schneepflug um¬ fasst einen vertikal und lateral selbst-einstellbaren Räumer, zwei bewegliche Seitenflügel zur Abführung von Schnee und Eis und einen Federarm zur Einhaltung eines Abstandes zwischen Räumer und Fahrschienen, um den Betrieb des Schneepflugs durch Hindernisse nicht zu beeinträchtigen.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2009 019 576 AI zeigt einen gepfeilten Schneeräumer mit zwei Seitenflächen für ein Schienenfahrzeug. Um einen solchen Schneeräumer strömungstechnisch günstig auszugestalten, sind in den Seitenflächen Durchbrüche vorhanden. Die Durchbrüche sind mit Leitschaufeln versehen, die derart angeordnet und ausgestaltet sind, dass die Luft¬ strömung nach unten abgelenkt wird. Die Offenlegungsschrift DE 199 33 914 AI offenbart einen
Fahrbahnräumer für ein Schienenfahrzeug, der aus einem oder mehreren Räumschildern besteht, die mit einer Halterung am Tragrahmen des Schienenfahrzeugs befestigt sind. Bei der Be-
festigung des sich über die gesamte Breite des Schienenfahrzeugs erstreckenden Fahrbahnräumers besteht das Problem, dass weit auseinanderliegende Befestigungsstellen vorzusehen sind, die eine hohe Fertigungsgenauigkeit und einen hohen Aufwand beim Einbau erfordern. Um einen einfach herzustellenden und zu montierenden Fahrbahnräumer zu schaffen, wird für den Fahrbahnräumer eine Halterung vorgeschlagen, die aus einer torsionsfesten Tragstruktur besteht, die mit ihrem oberen Ende mittig am Kopfträger befestigt ist und an deren unterem Ende der Räumschild befestigt ist.
Aus der Offenlegungsschrift DE 199 33 915 AI ist ein Fahr¬ bahnräumer für ein Schienenfahrzeug bekannt, der aus einem oder mehreren Räumschilden besteht, die mit einer Halterung am Tragrahmen des Schienenfahrzeugs befestigt sind. Um die Gefahr zu mindern, dass der Fahrbahnräumer bei einer Kollision mit einem Hindernis nach unten wegknickt und das Schienen¬ fahrzeug zum Entgleisen bringt und um zu vermeiden, dass sich bei einer Verformung der Halterung des Fahrbahnräumers der Tragrahmen mit verformt, wird vorgeschlagen, die Halterung so auszugestalten, dass der Fahrbahnräumer bei einer Kollision mit einem Hindernis unter Energieaufnahme durch in der Halte¬ rung angeordnete Energieverzehrelemente im wesentlichen pa¬ rallel zur Ebene des Tragrahmens gehalten bleibt.
Bei der Befestigung eines Schneeräumers am Untergestell des Schienenfahrzeugs besteht hinsichtlich des freien Spaltes zwischen einer Unterkante des Schneeräumers und einer Ober¬ kante der Fahrschienen ein Zielkonflikt. Einerseits sollte die Spalthöhe mindestens einen Sicherheitsabstand einhalten, der sich aus einschlägigen Einschränkungsrechnungen unter Berücksichtigung von Nick- und Hubbewegungen des Fahrzeugkastens ergibt, um ein Aufschlagen des Schneeräumers auf die Fahrschienen zu vermeiden. Andererseits kann der errechnete Sicherheitsabstand sich als so groß erweisen, beispielsweise größer als 200 mm, dass Hindernisse wie etwa Holzschwellen durch den Spalt passen und vom Schneeräumer nicht weggeräumt werden können und hinter dem Schneeräumer angeordnete Kompo-
nenten, wie Antennen, Sandungsanlagen oder dergleichen, nur unzureichend geschützt sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein gattungs¬ gemäßes Schienenfahrzeug mit einem Schneeräumer bereitzustel¬ len, wobei der Spalt zwischen Schneeräumer und Fahrschienen besser einstellbar ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Schienenfahrzeug der ein¬ gangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Demnach umfasst ein Schienenfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive, einen Fahr¬ zeugkasten, der sich auf längs Fahrschienen verfahrbaren Fahrwerken federnd abstützt. Es umfasst ferner einen Schnee¬ räumer mit zwei pflugförmig auf eine Spitze zulaufenden, ei ¬ förmig profilierten Scharblechen und mit einem in Fahrtrichtung hinter den Scharblechen höhenverstellbar angeordneten Räumschild, dessen nach unten über eine Unterkante der Scharbleche hinaus ragender Überstand verstellbar ist. Dabei lie¬ gen die Scharbleche mit ihrer Unterkante auf einem Bodenblech auf, welches eine in Fahrtrichtung von der Unterkante vor¬ springende Schneidkante ausbildet. Erfindungsgemäß ist der Schneeräumer derart an einem Untergestell des Fahrzeugkastens befestigt, dass das Bodenblech des Schneeräumers einen durch maximale Einfederung des Fahrzeugkastens vorgegebenen Sicherheitsabstand zu den Fahrschienen einhält, wobei der Überstand des Räumschildes in Abhängigkeit des Sicherheitsabstandes und eines Radreifenverschleißes von Schienenrädern der Fahrwerke eingestellt ist.
Bei in Fahrt befindlichem Schienenfahrzeug teilt die Schneid¬ kante den auf dem Fahrweg liegenden Schnee in eine obere Schneeschicht und eine auf dem Fahrweg zunächst verweilende untere Schneeschicht. Die obere Schneeschicht gelangt dann auf den ansteigenden C-Bogen der Scharbleche und wird von diesen angehoben, wodurch der führende Radsatz eines Fahrwerks des Schienenfahrzeugs nicht entlastet wird und entglei¬ sungssicher in den Fahrschienen bleibt. Durch das Gleiten der
angehobenen Schneeschicht in den C-förmig profilierten Scharblechen wird diese in eine Rotation versetzt und durch die Pfeilung der Scharbleche schraubenlinienförmig nach außen neben den Fahrweg geschleudert. Die großflächigen Scharbleche bilden eine erste Räumstufe für hohen Schnee und größere Hin¬ dernisse, während der kleinflächigere Räumschild eine zweite Räumstufe für kleinere, von der ersten Räumstufe nicht er- fasste Hindernisse bildet. Während die erste Räumstufe fest in sicherer Höhe über der Schienenoberkante montierbar ist, um hohe Kräfte auf das Untergestell übertragen zu können, kann der Betreiber des Schienenfahrzeugs die Spalthöhe durch Verstellen des Überstandes des Räumschildes einstellen, ins¬ besondere so klein einstellen, dass hinter dem Schneeräumer angeordnete Komponenten hinreichend geschützt sind. Indem es sich bei dem ein- oder mehrteiligen, beispielsweise gepfeilt angeordneten Räumschild um ein Bauteil mit einem vergleichs¬ weise geringen Anteil am Gesamtgewicht des Schneeräumers von über 400 kg handelt, kann die Einstellung der Spalthöhe auch einfach ohne maschinelle Hilfe vorgenommen werden. Der
Schneeräumer kann so befestigt werden, dass bei abgefahrenen Radreifen und bei Berücksichtigung aller möglichen Nick- und Hubbewegungen des Fahrzeugkastens die Scharbleche einen vorgebbaren Sicherheitsabstand zur Schienenoberkante haben. Damit sind die Scharbleche die meiste Zeit zu hoch angeord- net. Damit auch Komponenten wie Antenneneinrichtungen oder
Sandungsanlagen ausreichend geschützt werden, wird der Spalt zwischen Schienenoberkante und Schneeräumer verkleinert, in¬ dem der Überstand des nach unten überstehenden Räumschildes vergrößert wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ist an einer Oberkante der Scharbleche ein in Fahrtrichtung abstehender Ablenksteg angeformt. Der Ablenksteg lenkt den bis zum oberen C-Bogenende eines Scharble- ches gleitenden Schnee nach vorne um und vermindert ein Auf¬ steigen von Schnee von den Scharblechen auf eine Frontscheibe eines Führerstandes des Schienenfahrzeugs.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs sind die Scharbleche über mehrere, sich in Fahrtrichtung erstreckende Versteifungsrippen mit einer sich quer zur Fahrtrichtung erstreckenden Rückwand verbunden. Der Schneeräumer ist damit als in sich steifes Gebilde ausgeführt und besitzt keine definierten Energieaufnahmeeigenschaften. Eine Energieaufnahme durch den Schneeräumer könnte zu dessen Zerstörung oder Abriss führen und dadurch Hindernisse entste¬ hen lassen, deren Überfahren eine Entgleisung des Schienen- fahrzeugs bedingen könnte.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug frontseitig am Untergestell an¬ geordnete Pufferelemente, welche zur Aufnahme von Stoßenergie durch elastische Kompression einer Pufferfeder längs eines reversiblen, ersten Energieaufnahmeweges ausgebildet sind. Die Pufferelemente sind dabei mit dem Untergestell über De¬ formationselemente verbunden, welche zur Aufnahme von Sto߬ energie durch plastische Deformation einer Deformationsstruk- tur längs eines irreversiblen, zweiten Energieaufnahmeweges ausgebildet sind. Dabei ist der Schneeräumer derart am Unter¬ gestell befestigt, dass dessen Spitze in Fahrtrichtung hinter dem ersten und zweiten Energieaufnahmeweg liegt. Hierdurch wird bei Schienenfahrzeugen mit einem derartigen Kollisions- managementsystem der Schneeräumer aus den Energieaufnahmewegen gehalten. Trotzdem sorgt der Schneeräumer dafür, dass Kollisionspartner oder auf dem Fahrweg liegende Hindernisse von den Fahrschienen geräumt werden, ohne unter das eigene Schienenfahrzeug zu geraten und damit entgleisungskritische Situationen zu riskieren.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug seitlich am Untergestell angeordnete Anhebestellen für eine Hebeeinrichtung, wobei die Scharbleche des Schneeräumers ei- nen derart stumpfen Spitzenwinkel einschließen, dass seitli¬ che Außenkanten der Scharbleche in Fahrtrichtung hinter den Anhebestellen enden. Damit muss der Schneeräumer nicht abgebaut werden, wenn das Schienenfahrzeug - beispielsweise zum
Ein- oder Aufgleisen - anzuheben ist. Entgegen den bekannten spitzwinkligen Pfeilungen von Schneeräumern, wird der Spitzenwinkel vorzugsweise stumpf ausgeführt, beispielsweise zwi¬ schen 100° und 120°, um die Spitze des Schneeräumers aus dem Energieaufnahmeweg heraus zu halten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug eine hinter dem Schneeräumer an¬ geordnete Antenneneinrichtung, wobei an der Rückwand des Schneeräumers eine Konsole angeordnet ist, welche die Anten¬ neneinrichtung von oben abdeckt. Durch die integrierte Konso¬ le wird ein zusätzlicher Schutz der Antenneneinrichtung vor äußeren mechanischen Beschädigungen geboten. In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug ein frontseitig am Untergestell an¬ geordnetes Kupplungselement, wobei der Schneeräumer im Be¬ reich der Spitze eine Ausnehmung aufweist, durch die das Kupplungselement hindurch geführt ist. Die Ausnehmung kann dadurch gebildet sein, dass mittig angeordnete Innenkanten der Scharbleche nicht aneinander stoßen, oder dass mittig auf Stoß angeordnete Scharbleche einen beispielsweise rechtecki¬ gen Ausschnitt aufweisen. So kann bei montiertem Schneeräumer ein als Schraubenkupplung ausgebildetes Kupplungselement nach hinten durchfedern oder der Kupplungskopf eines als Mittel¬ pufferkupplung ausgebildeten Kupplungselements getauscht werden .
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen, in deren
FIG 1 ein Schneeräumer eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs in perspektivischer Darstellung von oben, FIG 2 der Schneeräumer nach FIG 1 in perspektivischer
Darstellung von unten,
FIG 3 der Schneeräumer nach FIG 1 mit einem nicht dargestellten Scharblech und
FIG 4 die Front eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit montiertem Schneeräumer in Seitenansicht schematisch veranschaulicht sind.
Gemäß FIG 1 bis FIG 4 umfasst ein Schneeräumer 1 für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug 14, insbesondere für eine Lokomotive, zwei pflugförmig auf eine Spitze 2 zulaufende Scharbleche 3, die eine erste Räumstufe bilden. Die Scharble- che 3 weisen ein C-förmiges Profil auf und sind derart gepfeilt angeordnet, dass ihre nach innen gewölbten Vorder¬ seiten in Fahrtrichtung 4 des Schienenfahrzeugs 14 weisen. Die Scharbleche 3 liegen mit ihren geraden Unterkanten 6 auf einem Bodenblech 8 des Schneeräumers 1 auf, wobei das Boden- blech 8 eine in Fahrtrichtung 4 von den Unterkanten 6 vorspringende Schneidkante 9 ausbildet. An einer Oberkante 10 der Scharbleche 3 ist ein in Fahrtrichtung 4 abstehender Ablenksteg 11 angeformt. Die gepfeilt angeordneten Scharbleche
3 schließen einen stumpfen Spitzenwinkel 23 ein, der im Be- reich von 110° bis 120° liegt. An der Spitze 2 stoßen die beiden Scharbleche 3 aneinander und bilden eine gemeinsame Bugschneide 27. An ihren Oberkanten 10 sind die Scharbleche 3 im Bereich der Spitze 2 ausgeschnitten, um eine mittige Ausnehmung 26 zu bilden. Der Schneeräumer 3 weist eine sich quer zur Fahrtrichtung 4 erstreckenden Rückwand 13 auf, die mit den Scharblechen über mehrere flächige, sich in Fahrtrichtung
4 erstreckende Versteifungsrippen 12 verbunden ist. Die Versteifungsrippen 12 weisen gemäß FIG 3 eine dem nach außen gewölbten C-Profil der Rückseiten der Scharbleche 3 folgende Vorderkante sowie einen rechteckigen Eckausschnitt auf, um sich dem stufigen Verlauf des Bodenblechs 8 anzupassen. Erfindungsgemäß umfasst der Schneeräumer 1 einen höhenverstell¬ baren Räumschild 5, der in Fahrtrichtung 4 hinter den Scharblechen 3, beispielsweise an der Stufe des Bodenbleches 8 an- geordnet ist. Der Räumschild 5 ist gepfeilt angeordnet und weist eine Reihe von vertikalen Langlöchern 31 auf, durch die er höhenverstellbar mittels Befestigungsschrauben 32 mit dem Bodenblech 8 verbunden ist. Ein über eine Unterkante 6 der
Scharbleche 3 hinaus ragenden Überstand 7 des Räumschildes 5 ist dadurch verstellbar. Der Räumschild 5 bildet eine der ersten Räumstufe nachgeordnete, zweite Räumstufe mit einer einstellbaren Spalthöhe 17 zu vom Schienenfahrzeug 14 befah- renen Fahrschienen 15. Auf den Oberkanten der Versteifungsrippen 12 liegt ein Deckblech 28 auf, so dass der Schneeräu¬ mer 1 ein in sich steifes Gebilde in Form eines geschlossenen Kastens darstellt. An der Rückwand 13 des Schneeräumers 1 ist eine flächig ausgebildete Konsole 25 angeordnet, welche hori- zontal ausgerichtet nach hinten absteht. Ferner sind an der Rückwand 13 Befestigungssockel 29 für Schraubverbindungen 30 zur Befestigung des Schneeräumers 1 am Schienenfahrzeug ange¬ ordnet . Beim Schneeräumen des in Fahrt befindlichen Schienenfahrzeugs teilt die Schneidkante 9 des Bodenbleches 8 den zu räumenden Schnee in eine obere Schneeschicht und eine untere Schnee¬ schicht. Die obere Schneeschicht wird von den C-förmig profi¬ lierten Scharblechen 3 der ersten Räumstufe angehoben und durch Abgleiten am C-Profil der Scharbleche 3 in Rotation versetzt, bis sie durch den Ablenksteg 11 nach vorn gelenkt wird; gleichzeitig wird der rotierende Schnee durch die
Pfeilung der Scharbleche 3 seitlich nach außen weggeführt. Das Räumschild 5 der nachgeordneten, zweiten Räumstufe räumt wenigstens einen Teil der unteren Schneeschicht sowie kleine¬ re Hindernisse vom Fahrweg, die von der ersten Räumstufe nicht erfasst wurden.
Gemäß FIG 4 ist der Schneeräumer 1 an einem Untergestell 16 eines nicht dargestellten Fahrzeugkastens des Schienenfahr¬ zeugs 14 befestigt. Der Fahrzeugkasten stützt sich auf längs Fahrschienen 15 verfahrbaren, ebenfalls nicht dargestellten Fahrwerken über eine Sekundärfederung ab. Die Fahrwerke weisen Fahrwerkrahmen auf, die sich wiederum über eine Primärfe- derung auf Schienenräder aufweisenden Radsätzen abstützen.
Aufgrund der primären und sekundären Federung führt der Fahrzeugkasten - und mit ihm der starr befestigte Schneeräumer 1 - insbesondere Hubbewegungen längs einer Fahrzeughochachse
und Nickbewegungen um eine Fahrzeugquerachse aus. Der Schnee¬ räumer 1 ist nun derart am Untergestell 16 befestigt, dass das Bodenblech 8 einen durch maximale Einfederung des Fahrzeugkastens vorgegebenen Sicherheitsabstand zu den Fahrschie- nen 15 einhält, wobei der Überstand 7 des Räumschildes 5 und damit die Spalthöhe 17 in Abhängigkeit des Sicherheitsabstan¬ des und eines Radreifenverschleißes der Schienenräder einge¬ stellt ist. Das Schienenfahrzeug 14 umfasst frontseitig am Untergestell 16 angeordnete Pufferelemente 18, welche zur Aufnahme von Stoßenergie durch elastische Kompression einer nicht darge¬ stellten Pufferfeder längs eines reversiblen, ersten Energieaufnahmeweges 19 ausgebildet sind. Ein Pufferelement 18 um- fasst einen Pufferteller 33, der am vorderen Ende eines Pufferstößels 34 angebracht ist. Der Pufferstößel 34 ist in Fahrtrichtung 4 gegen die Pufferfeder in einer Pufferaufnahme 35 eintauchbar. Die Pufferelemente 18 sind mit dem Unterge¬ stell 16 über Deformationselemente 20 verbunden, welche zur Aufnahme von Stoßenergie durch plastische Deformation einer
Deformationsstruktur längs eines irreversiblen, zweiten Energieaufnahmeweges 21 ausgebildet sind. Die Deformationsstruk¬ tur kann pyramidenstumpfförmig ausgebildet sein und wird bei einer Kollision unter Bildung einer Reihe von Querfalten kon- trolliert gestaucht. Um das Kollisionsmanagementsystem aus
Pufferelementen 18 und Deformationselementen 20 nicht zu stören, ist der Schneeräumer 1 derart am Untergestell 16 befes¬ tigt, dass die Spitze 2 in Fahrtrichtung 4 hinter den aneinandergereihten Energieaufnahmewegen 19 und 21 liegt. Das Schienenfahrzeug 14 umfasst seitlich am Untergestell 16 ange¬ ordnete Anhebestellen 22 für eine nicht dargestellte Hebeein¬ richtung auf. Damit die Anhebestellen 22 ohne Demontage des Schneeräumers 1 frei zugänglich sind, schließen die Scharble¬ che 3 des Schneeräumers 1 einen stumpfen Spitzenwinkel 23 von beispielsweise 115° ein, so dass seitliche Außenkanten 24 der Scharbleche 3 in Fahrtrichtung 4 hinter den Anhebestellen 22 enden. Das Schienenfahrzeug 14 umfasst eine mittig hinter dem Schneeräumer 1 angeordnete, aber nicht dargestellte Anten-
neneinrichtung, die durch die Konsole 25 von oben abdeckt wird. Das Schienenfahrzeug 14 umfasst ein frontseitig am Un¬ tergestell 16 angeordnetes, nicht dargestelltes Kupplungsele¬ ment, welches durch die im oberen Bereich der Spitze 2 des Schneeräumers 1 angeordnete Ausnehmung 26 hindurch geführt ist .