WO2016118994A1 - Zellenradschleuse und sandungsanlage für ein schienenfahrzeug mit erhöhter standfestigkeit - Google Patents

Zellenradschleuse und sandungsanlage für ein schienenfahrzeug mit erhöhter standfestigkeit Download PDF

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WO2016118994A1
WO2016118994A1 PCT/AT2016/050013 AT2016050013W WO2016118994A1 WO 2016118994 A1 WO2016118994 A1 WO 2016118994A1 AT 2016050013 W AT2016050013 W AT 2016050013W WO 2016118994 A1 WO2016118994 A1 WO 2016118994A1
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WO
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rotary valve
housing
ratio
cellular
inlet
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PCT/AT2016/050013
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Raffael FUX
Georg KRISMANIC
Andreas Lang
Albert Schneider
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Knorr-Bremse Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung
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Publication date
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    • 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
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    • B61C15/10—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials
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    • B65G53/00—Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
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    • B65G53/4608—Turnable elements, e.g. rotary wheels with pockets or passages for material
    • B65G53/4625—Turnable elements, e.g. rotary wheels with pockets or passages for material with axis of turning perpendicular to flow
    • B65G53/4633—Turnable elements, e.g. rotary wheels with pockets or passages for material with axis of turning perpendicular to flow the element having pockets, rotated from charging position to discharging position, i.e. discrete flow

Definitions

  • the invention relates to a rotary valve, comprising a housing with an inlet and an outlet, a rotatably mounted in the housing cell wheel with a plurality of cells and a drive for the feeder.
  • the invention relates to a sanding plant or a spreader for a rail vehicle, comprising a rotary valve of the type mentioned above, which is connected to the inlet of the rotary valve container for receiving brake sand or connected to the inlet of the rotary valve feeder for transporting brake sand and a discharge connected to the outlet of the rotary valve for removing brake sand.
  • the invention relates to a rail vehicle with a sanding plant of the type mentioned above.
  • the invention also relates to an operating method for such a rotary valve, such a sanding plant and such a rail vehicle.
  • WO 11127937 Al discloses a Horizontalzellenradschleuse for conveying material, in particular for discharging and / or dosing of bulk material.
  • the horizontal cell wheel sluice comprises a cell wheel arranged in a cell wheel housing which is rotatable about a vertical axis of rotation, wherein a material to be conveyed through the horizontal cell wheel sluice is fed from above the cell wheel housing to the cell wheel, is conveyed within the cell wheel housing in a horizontal direction, and out of the cell wheel housing Cell wheel housing is released down.
  • AT 505 783 AI discloses a spreader for a rail vehicle with a coming from a sand tank sand inlet, which opens into a rotating feeder, which is provided with star-shaped chambers arranged to fill the sand flow.
  • An object of the invention is therefore to provide an improved rotary valve, an improved sanding system and an improved rail vehicle and an improved method of operation for a rotary valve.
  • the rotary valve should allow good accuracy in portioning / dosing the free-flowing Guts and cause only low driving forces. If possible, the wear should also be kept low, or an unavoidable wear should have little effect on the mentioned driving forces and the mentioned accuracy in portioning / dosing.
  • the object of the invention is achieved with an operating method of the type mentioned, in which a ratio between a mean grain size of the rotary feeder supplied flowable bulk material and a gap size between a Zellenradschaufel and the housing is less than or equal 1.5, so standardized to the gap size mean grain size is less than or equal to 1.5.
  • the rotary valve is supplied with free-flowing bulk material with grains of different particle sizes, the average grain size corresponds to a maximum of 1.5 times the gap size between a cellular blade and the housing.
  • the object of the invention is also achieved by a rotary valve in which a) the ratio between the maximum clear width of the inlet and / or outlet and the gap size between a bucket and the housing at one inlet / outlet per rotary valve in a range of 12 to 150 and two inlets / outlets per rotary valve in one Range is from 6 to 75 and / or
  • the ratio between the maximum clear width of a cell of the cell wheel and the gap size between a cellular bucket and the housing is in a range of 5 to 60.
  • the ratio between the largest clear width of the inlet and / or outlet and the mean grain size at one inlet / outlet per rotary valve at about 100 and two inlets / outlets per rotary valve is about 50, in both cases but at least 10.
  • the largest clear width of the inlet and / or outlet then corresponds to at least 10 times and preferably 100 times (one inlet / outlet) and 50 times (two inlet / outlet) the average particle size.
  • the ratio between the largest clear width of a cell of the cell wheel and the average grain size is about 40, but at least 10.
  • the largest inside width of a cell of the cell wheel then corresponds to at least 10 times, and preferably 40 times, the mean grain size.
  • the term "about" in the above context means in particular +/- 10%.
  • the object of the invention is also achieved by a sanding plant, which has a rotary valve of the type mentioned, respectively, which is operated according to the above operating method.
  • the object of the invention is also achieved by a rail vehicle having a sanding plant of the type mentioned, or its sanding plant is operated according to the above-mentioned operating method.
  • the proposed measures appear paradoxical at first glance, since the grains of sand can move through the gap between the cellular wheel and the housing, in particular at a ratio of ⁇ 1.0, and can jam in the latter. Nevertheless, it is advantageous if the value 1.0 for the ratio between the particle sizes present in the bulk material and the gap size between a cellular bucket and the housing is included in the distribution of grain sizes in the bulk material. This apparently reduces the portioning accuracy and supposedly increases the driving forces for the feeder.
  • the said vote offers an advantageous balance between low, required drive torque for the feeder and good accuracy in portioning the free-flowing Guts and only a small variation of the above parameters by unavoidable component tolerances and specification-related variations of the free-flowing Guts.
  • tests have shown that with a normalized to the gap size mean grain size of greater than 1.5, a significant increase in the required for the operation of the rotary feeder driving forces occurs.
  • the service life of the cell wheel is significantly improved. Due to the selected design, wear that can not be prevented also has hardly any effect on the portioning accuracy or dosing accuracy and the drive forces. That is, the long-term stability of the rotary valve is improved, and the rotary valve provides reproducible results over a relatively long period of time. In other words, the Austragsmengenkennline the rotary valve changes only slightly. In contrast, degradation in prior art rotary valves already comparatively violently after a short period of operation.
  • said ratio may be related to a radial gap between a bucket and the housing.
  • the mean grain size then corresponds to a maximum of 1.5 times the gap size of a radial gap between a cellular blade and the housing.
  • said ratio can also be related to an axial gap between a cellular blade and the housing.
  • average grain size then corresponds to a maximum of 1.5 times the gap size of an axial gap between a cellular blade and the housing.
  • to determine the particle size can be selected from a variety of methods, which ultimately ultimately an equivalent diameter is determined. The suitable method depends, for example, on the particle size range and / or regulations. For example, operators of rail vehicles often only use brake sand that meets a specific specification. Often the particle size is determined by sieving. In this case, a set is set with successively finer down to seven consecutive. The sample to be analyzed is poured into the top sieve and the sieve is then shaken. The particle sizes determined in this way are usually stated in millimeters.
  • the ratio between the grain size of the bulk material fed to the cellular wheel sluice at the lower standard deviation and a gap size between a cellular blade and the housing is less than or equal to 1.0.
  • at least 15.9% of the bulk material in the case of a normal distribution have a particle size which is smaller than the gap size, a particularly good balance between low required drive torque for the cell wheel and good accuracy when portioning the cell results free-flowing Guts and relatively high resistance or invariance of said parameters against component tolerances and variations of the flowable Guts.
  • the resistance or invariance of said parameters is significantly reduced when wear occurs, and the wear is also completely reduced.
  • the ratio between the mean grain size of the bulk material fed to the rotary valve and a gap size between a cellular blade and the housing is preferably in the range of 0.5 to 1.5.
  • the ranges of values already mentioned relate to sand / brake sand.
  • sand / brake sand is used as free-flowing material.
  • the free-flowing material has a grain distribution which essentially corresponds to a normal distribution or a Gaussian bell curve.
  • the standard deviation ⁇ (normalized to the gap size) of the abovementioned normal distribution is at most 0.4.
  • 68.3% of the values in the interval ⁇ ⁇ are around a mean value.
  • the (absolute) standard deviation ⁇ ' is about 0.33 mm.
  • a corner of the bucket blades is rounded or bevelled.
  • driving forces, and wear of a rotary valve can also be reduced as well as the dosing accuracy, long-term stability and resistance to component tolerances and
  • Variations of the flowable good can be improved. It is particularly advantageous if the ratio between the mean grain size and the diameter of the largest, inscribable in the region of said corner between Zellenradschaufel and housing circle is 0.5 maximum. In other words, the average grain size corresponds to a maximum of 0.5 times the diameter of the largest circle inscribable in the area of said corner between cellular blade and housing. In the corners of the cellular blades, the already mentioned contradiction of apparently reduced portioning accuracy is particularly evident, since the gap between the cellular wheel and the housing is particularly large here. Nevertheless, especially this measure to improve the long-term stability of Portioniergenaumaschinetechnik.
  • the chamfer extends from the beginning of the edge of the inlet over a circular arc or over an arc length in the range of 10 ° to 50 °. That is, the "length" of the bevel has a value between 10 ° and 50 °.
  • the above advantages are then achieved in a special way. Further preferred values for the arc length are in a range of 25 ° to 35 °.
  • the ratio between the average grain size and the depth of the chamfer at the level of the inlet edge lies in a range from 0.6 to 2.4.
  • the depth is 0.5 mm to 2 mm.
  • FIG. 1 shows a first schematically illustrated example of a rotary valve.
  • FIG. 2 shows a section through the rotary valve from FIG. 1;
  • FIG. 1 shows a first schematically illustrated example of a rotary valve.
  • Fig. 4 is a plan view of the rotary valve of FIG. 1 with partially removed
  • Fig. 7 shows a schematically illustrated example of a sanding plant in a rail vehicle
  • Fig. 8 is a diagram of the engine power or the mass flow over the normalized average grain size.
  • Fig. 1 shows a first, schematically illustrated example of a rotary valve 1, which is a housing with a housing upper part 2 with overhead inlets 3 and a lower housing part 4 with underlying outlets 5 and a rotatably mounted in the housing 2, 4 cell wheel 6 with a plurality of blades or blades. 7 having.
  • the rotary valve 1 comprises a coupled to the feeder 6 drive 8, the example here as Electric motor is formed.
  • the drive 8 is connected via a gear 9 and a shaft 10 with the bucket 6.
  • the arrangement comprises an optional bulk goods container 11 connected to the inlets 3 of the rotary valve 1 for receiving a free-flowing product or a supply pipe for transporting the free-flowing product and an optional discharge 12 connected to the outlets 5 of the rotary valve 1
  • the discharge line 12 is connected in this example via an optional collector 13 to the rotary valve 1.
  • rotary valve 1 comprises an optional activator / stirrer 14, which is coupled to the shaft 10 and which is arranged in the container 11.
  • the container 11 is shown transparent for the sake of better representation.
  • the feed tube or the bulk material container 11, the collector 13 and the discharge pipe 12 are not necessarily part of the rotary valve 1 and therefore shown with thin lines.
  • the shaft 10 is optionally shown longer than it is in reality in order to clearly illustrate the coupling between the feeder 6 and the drive 8 in the exploded view.
  • Free-flowing material for example granules, sand or the like
  • Free-flowing material is fed to the rotary valve 1 via the feed tube / bulk goods container 11.
  • the feed tube / bulk goods container 11 Via the two inlets 3 it penetrates into the chambers / cells of the cellular wheel 6, but does not get further when the cellular wheel 6 is at a standstill.
  • the cellular wheel blades / cellular wheel blades 7 push the material located in the cellular wheel chambers to the outlets 5, where it passes into the collector 13 and is transported away there via the discharge pipe 12, for example with the aid of compressed air.
  • the activator / stirrer 14 driven by the shaft 10 prevents the free-flowing material from clumping up and ensuring that the cells are properly filled. This can for this purpose as shown ribs have, but also be equipped with slightly further projecting paddles.
  • the housing 2, 4 has two inlets 3 and two outlets 5.
  • the feeder 6 has six wings 7 or chambers.
  • the arrangement illustrated in FIG. 1 may form or be part of a sanding installation or a spreader 15 of a rail vehicle.
  • the free-flowing material is formed in this case by brake sand, which is portioned by the cellular wheel sluice 1 to the wheels of a rail vehicle and there improves its traction when starting and braking (see also Fig. 7).
  • the axis of rotation of the feeder 6 and the motor shaft are parallel to each other. It would also be conceivable that the two axes are transverse to each other (in particular 90 ° to each other) or coaxially arranged in the case of a direct drive.
  • the transmission 9 may be formed, for example, as a belt transmission, chain drive or as a spur gear.
  • belt for example, flat belt, round belt, toothed belt, V-belt or V-ribbed belt into consideration.
  • bevel gear, crown gear, worm gear or toroidal gear available from Tedec AG, http://torus-gear.com
  • FIG. 2 now shows a half section through the housing 2, 4 in the region of an inlet 3.
  • a bucket 7 has in this particular example both axial gaps at the top and bottom and a radial gap to the housing 2, 4.
  • the width of the axial gap at the top is si, the width of the radial gap s 2 and the width of the axial gap at the bottom s 3 .
  • the corners of the cellular blades 7 are chamfered in this example. In addition, therefore, in the lower corner of the largest, in the region of said corner between cellular blade 7 and housing 4, writable circle with the diameter d is shown.
  • FIG. 3 shows another example very similar to the arrangement shown in FIG.
  • the chamfer extends from the beginning of the edge of the inlet over an arc length ⁇ in the range of 10 ° to 50 °.
  • the ratio between the mean grain size k m and the depth t of the bevel is preferably in a range from 0.6 to 2.4.
  • Further preferred values for said arc length ⁇ are in a range of 25 ° to 35 ° and further preferred values for the depth t in a range of 0.5 mm to 2 mm.
  • the radial gap s 2 or the axial gaps si and s 3 between the housing 2, 4 and a Zellenradschaufel 7 are omitted and the cell wheel 6 there consequently the housing 2, 4 touches.
  • the cellular wheel 6 only has an axial gap s 1 or s 3 to the housing 2, 4 out (in combination with the radial column s 2 or without such).
  • the angle of the chamfer at the corners of the cellular blades 7 may be different.
  • the angle between the vertical and the bevel may be smaller than shown, that is to say smaller than 45 °. It is also possible that only one of the corners is rounded / bevelled or the corners have different shape.
  • the chamfer / rounding can also be extended so far that the vertical portion of the blade edge is completely eliminated. It should also be noted at this point that the edges of a cellular wheel blade 7 do not necessarily run straight or in a circular arc, as shown in FIGS. 2 and 3. Rather, it is also conceivable that the mentioned edges have a course deviating from a straight line / a circular arc.
  • the rotary valve 1 in plan view with partially removed housing upper part 2.
  • the cellular wheel 6 has six cell wheel blades / cell wheel blades 7 and consequently six cells / chambers 17.
  • the upper housing part 2 has two inlets 3, and the lower housing part 4 has two outlets 5 (the latter are not shown for the sake of better illustration in FIG. 4). Both the cells 17 and the inlets 3 and the outlets 5 are evenly distributed over the circumference. Although this is advantageous, but not mandatory for the invention. 4, the maximum clear width wi of the inlet 3 and the maximum clear width w 2 of the cell 17 are additionally shown. In this example, moreover, it is assumed that the outlet 5 is the same size as the inlet 3. Thus, wi also corresponds to the maximum clear width of the outlet 5.
  • the rotary valve 1 or an operating method for the same now have the following features:
  • the ratio between the average particle size of the bulk material fed in and a gap size si, s 2 , s 3 between a cellular wheel blade 7 and the housing 2, 4 is less than or equal to 1.5.
  • the rotary valve 1 is supplied with free-flowing bulk material whose average grain size corresponds to a maximum of 1.5 times the gap size si, s 2 , s 3 between a cellular blade 7 and the housing 2, 4.
  • Fig. 5 shows a typical distribution of the grain size of a supplied bulk material. Specifically, the percentage distribution of the grain size k / s normalized to the gap size s, ie the ratio between the grain size k and a gap size s, is shown. The curve shown can also be understood as the sieve curve normalized to the gap size s. With a mean grain size k m / s, the curve has a maximum. As is apparent from Fig. 5, the ratio between the mean grain size k m of the supplied bulk material and a gap size s between a cellular blade 7 and the housing 2, 4 is less than 1.5. The ratio can be based on the axial gap si, s 3 or the radial gap s 2 . In other words, then the ratio k m / si, k m / s 3 or k m / s 2 is less than or equal to 1.5.
  • the value k m / s can also be understood or referred to as "normalized mean grain size".
  • the ratio between the mean grain size k m of the bulk material fed to the rotary valve 1 and a gap size s, Si, s 2 , s 3 between a cellular blade 7 and the housing 2, 4 in the range of 0.5 to 1 , 5, that is, when 0.5 ⁇ k m / s ⁇ 1.5.
  • the rotary valve 1 works very well.
  • the grains can move through the gap s, in particular at a ratio k m / s ⁇ 1.0, as already mentioned, and can become jammed in the gap.
  • this tuning offers an advantageous balance between the low required drive torque for the cellular wheel 6 and good accuracy in portioning the free-flowing material.
  • the dependence of the mentioned parameters on component tolerances and wear is reduced, and the wear is also reduced in absolute terms (see also the
  • Fig. 6 shows a further advantageous embodiment of the invention, in which not only 0.5 ⁇ k m / s ⁇ 1.5, but also the ratio between the grain size k m- (J at the lower standard deviation - ⁇ and the Gap size s is less than 1.0 This means that in the case of a normally distributed bulk material, at least 15.9% of the grains present in the bulk material can in principle pass through the gap s.
  • the bulk material or free-flowing material has a grain distribution which essentially corresponds to a normal distribution or a Gaussian bell curve. Basically, however, the same applies to other distributions of the grain.
  • the inlets 3 and the outlets 5 and the cells 17 can not be made arbitrarily small, but one of the grain size k should have corresponding dimension, the above-mentioned technical teaching on the maximum clear width wi an inlet 3 (respectively an outlet. 5 ) as well as the maximum clear width w 2 of a cell 17.
  • the ratio of the largest clear width w 1 of the inlet 3 and / or outlet 5 to the mean grain size k m is at least 10 (and preferably 100 at an inlet 3 / outlet 5 per rotary valve 1 or 50 at two inlets 3 / outlets 5 per rotary valve 1), and / or the ratio between the largest clear width w 2 of the cell 17 and the mean grain size k m is at least 10 (and preferably 40).
  • the rotary valve 1 can be advantageously operated if a) the ratio between the maximum clear width w 1 of the inlet 3 and / or outlet 5 and the gap size si, s 2 , s 3 between a cellular blade 7 and the housing second , 4 at an inlet 3 / outlet 5 per rotary valve 1 in a range of 12 to 150 and at two inlets 3 / outlets 5 per rotary valve 1 is in a range of 6 to 75 and / or
  • the ratio between the maximum clear width w 2 of a cell 17 of the cellular wheel 6 and the gap size si, s 2 , s 3 between a cellular blade 7 and the housing 2, 4 is in a range of 5 to 60.
  • the standard deviation ⁇ of the normal distribution (normalized to the gap size s) is at most 0.4.
  • 68.3% of the values lie in the interval k m ⁇ ⁇ .
  • the mean grain size k m is about 1.2 mm and the (absolute) standard deviation ⁇ 'is about 0.33 mm.
  • the ratio between the mean grain size k m and the diameter d of the largest circle inscribable in the area of a corner between the cellular blade 7 and the housing 2, 4 is at most 0.5.
  • FIG. 7 shows a specific field of application for a rotary valve 1. In the example shown in FIG.
  • the sanding installation 15 comprises a rotary valve 1, a sand container 11, a collector 13, a motor 8 and a controller 19.
  • the accumulator 13 is connected to a compressor 20 and also connected to a discharge pipe 12 with a drop tube 21.
  • the rail vehicle 18 comprises two sanding plants 15, which are connected to a central control 22.
  • the central controller 22 When braking, the central controller 22 causes the motor controller 19 of the rotary valve 1 to activate the motor 8 and thus to rotate the feeder wheel 6.
  • a start command for the motor 8 with a command (e.g., brake command or command to
  • FIG. 7 also refers without restriction to cellular wheels 6 with vertically oriented axis of rotation and thus in particular to the embodiments shown in Figures 1 to 4.
  • FIG. 8 is intended to visually illustrate the advantages of the invention.
  • any wear on the rotary valve 1 has only minor effects on the drive power P and the mass flow rh. That is, the rotary valve 1 can be operated for a long time within relatively narrowly specified operating parameters.
  • the embodiments generally show possible embodiments of a rotary valve 1 according to the invention, a sanding system 15 according to the invention and a rail vehicle 18 according to the invention, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but rather also various combinations of the individual embodiments with each other are possible and this possibility of variation due to the doctrine of technical action by objective invention in the skill of those working in this technical field is the expert. Thus, all conceivable embodiments that are possible by combining individual details of the illustrated and described embodiments are also included in the scope of protection.
  • the rotary valve 1 can of course also be used in other technical fields, for example in industrial and / or chemical plants for portioning or dosing of substances to be processed.
  • the illustrated devices may in reality also comprise more or fewer components than shown.
  • the disclosed technical teaching refers to the new condition of the rotary valve 1 and the values can change in the course of operation.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Zellenradschleuse (1) angegeben, bei dem der Zellenradschleuse (1) rieselfähiges Schüttgut zugeführt wird und das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße (km) des zugeführten Schüttguts und einer Spaltgröße (s, s1, s2, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) kleiner gleich 1,5 beträgt. Insbesondere kann das Verfahren bei einer Sandungsanlage (15) eines Schienenfahrzeugs (18) angewandt werden. Weiterhin wird eine Zellenradschleuse (1) angegeben, bei welcher das Verhältnis zwischen der maximalen lichten Weite (w1) des Einlasses (3) und/oder Auslasses (5) und der Spaltgröße (s, s1, s2, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) in einem Bereich von 6 bis 150 liegt. Alternativ oder zusätzlich liegt ein solches Verhältnis für eine maximale lichte Weite (w2) einer Zelle (17) des Zellenrads (6) in einem Bereich von 5 bis 60. Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Sandungsanlage (15) sowie ein Schienenfahrzeug (18) mit einer solchen Zellenradschleuse (1).

Description

Zellenradschleuse und Sandungsanlage für ein Schienenfahrzeug mit erhöhter Standfestigkeit
Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse, umfassend ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, ein im Gehäuse drehbar gelagertes Zellenrad mit mehreren Zellen und einen Antrieb für das Zellenrad. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Sandungsanlage respektive ein Streugerät für ein Schienenfahrzeug, umfassend eine Zellenradschleuse der oben genannten Art, welche einen mit dem Einlass der Zellenradschleuse verbundenen Behälter zur Aufnahme von Bremssand oder eine mit dem Einlass der Zellenradschleuse verbundene Zu- leitung zum Antransport von Bremssand umfasst, sowie eine mit dem Auslass der Zellenradschleuse verbundene Ableitung zum Abtransport von Bremssand. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einer Sandungsanlage der oben genannten Art. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Betriebsverfahren für eine solche Zellenradschleuse, eine solche Sandungsanlage und eine solches Schienenfahrzeug.
Eine Zellenradschleuse und ein Betriebsverfahren der oben genannten Art sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Beispielsweise offenbart die WO 11127937 AI dazu eine Horizontalzellenradschleuse zum Fördern von Material, insbesondere zum Austragen und/oder Dosieren von Schüttgut. Die Horizontalzellenradschleuse umfasst ein in einem Zel- lenradgehäuse angeordnetes Zellenrad, welches um eine vertikale Drehachse drehbar ist, wobei ein durch die Horizontalzellenradschleuse zu förderndes Material von oberhalb des Zel- lenradgehäuses dem Zellenrad zugeführt wird, innerhalb des Zellenradgehäuses in horizontaler Richtung gefördert wird und aus dem Zellenradgehäuse nach unten entlassen wird. Zudem offenbart die AT 505 783 AI ein Streugerät für ein Schienenfahrzeug mit einem aus einem Sandbehälter kommenden Sandzulauf, welcher in ein rotierendes Zellenrad mündet, das mit sternförmig angeordneten Kammern zum Füllen des Sandflusses versehen ist.
Generell liegt der Einsatzbereich der genannten Zellenradschleusen in industriellen Anlagen aber auch in Sandungsanlagen von Schienenfahrzeugen, wo sie für das Dosieren von Bremssand eingesetzt werden. Der vor die Räder des Schienenfahrzeugs gestreute Sand erhöht die Traktion desselben beim Bremsen und Anfahren. Grundsätzlich problematisch ist die relativ geringe Standzeit einer Zellenradschleuse, denn je nach Abrasivität des geförderten Schüttguts verschleißen das Zellenrad und das Gehäuse vergleichsweise schnell. Durch harte, spitze Teilchen des Förderguts kommt es zu abrasivem Verschleiß beziehungsweise Erosionsverschleiß der Zellenradschleuse. Insbesondere ist dies bei Sand im Allgemeinen und im Speziellen bei Bremssand für Schienenfahrzeuge der Fall. Dieser soll zweckentsprechend ja zu einer hohen Reibung zwischen Schienenfahrzeug und Gleis führen und ist damit vergleichsweise abrasiv. Die erwünschte Wirkung beim Bremsen/Anfahren steht somit im krassen Gegensatz zu einer erwünschten langen Lebensdauer einer Zellenradschleuse. Zudem führt insbesondere Bremssand zu sehr hohen und uner- wünschten Antriebsmomenten für das Zellenrad.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Zellenradschleuse, eine verbesserte Sandungsanlage und ein verbessertes Schienenfahrzeug sowie ein verbessertes Betriebsverfahren für eine Zellenradschleuse anzugeben. Insbesondere soll die Zellenradschleuse eine gute Genauigkeit beim Portionieren/Dosieren des rieselfähigen Guts ermöglichen und nur geringe Antriebskräfte hervorrufen. Nach Möglichkeit soll zudem der Verschleiß gering gehalten werden, beziehungsweise soll ein nicht zu verhindernder Verschleiß nur geringe Auswirkungen auf die erwähnten Antriebskräfte und die erwähnte Genauigkeit beim Portionieren/Dosieren haben.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Betriebsverfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem ein Verhältnis zwischen einer mittleren Korngröße des der Zellenradschleuse zugeführten rieselfähigen Schüttguts und einer Spaltgröße zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse kleiner gleich 1,5 beträgt, also die auf die Spaltgröße normierte mittlere Korngröße kleiner gleich 1,5 ist. Mit anderen Worten wird der Zellenradschleuse rieselfähiges Schüttgut mit Körnern verschiedener Korngrößen zugeführt, dessen mittlere Korngröße maximal dem 1,5-fachen der Spaltgröße zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse entspricht. Da die Einlässe und die Auslässe sowie die Zellen nicht beliebig klein ausgeführt werden können, sondern eine der Korngröße entsprechende Dimension aufweisen sollten und damit auch von einer Spaltgröße abhängen, wird die Aufgabe der Erfindung auch durch eine Zellenradschleuse gelöst, bei der a) das Verhältnis zwischen der maximalen lichten Weite des Einlasses und/oder Auslasses und der Spaltgröße zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse bei einem Ein- lass/Auslass je Zellenradschleuse in einem Bereich von 12 bis 150 und bei zwei Einlassen/ Auslässen je Zellenradschleuse in einem Bereich von 6 bis 75 liegt und/oder
b) das Verhältnis zwischen der maximalen lichten Weite einer Zelle des Zellenrads und der Spaltgröße zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse in einem Bereich von 5 bis 60 liegt.
Demzufolge ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis zwischen der größten lichten Weite des Einlasses und/oder Auslasses und der mittleren Korngröße bei einem Einlass/Auslass je Zellenradschleuse bei etwa 100 und bei zwei Einlässen/ Auslässen je Zellenradschleuse bei etwa 50 liegt, in beiden Fällen jedoch mindestens 10 beträgt. Mit anderen Worten entspricht die größte lichte Weite des Einlasses und/oder Auslasses dann mindestens dem 10-fachen und vorzugsweise dem 100-fachen (ein Einlass/Auslass) beziehungsweise dem 50-fachen (zwei Einlässe/ Auslässe) der mittleren Korngröße. Vorteilhaft ist es aber auch, wenn das Verhältnis zwischen der größten lichten Weite einer Zelle des Zellenrads und der mittleren Korngröße etwa 40, mindestens jedoch 10 beträgt. Mit anderen Worten entspricht die größte lichte Weite einer Zelle des Zellenrads dann mindestens dem 10-fachen und vorzugsweise dem 40-fachen der mittleren Korngröße. Die Angabe "etwa" bedeutet in obigem Zusammenhang insbesonde- re +/-10%.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch eine Sandungsanlage gelöst, welche eine Zellenradschleuse der genannten Art aufweist, respektive welche entsprechend dem oben genannten Betriebsverfahren betrieben wird.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch durch ein Schienenfahrzeug gelöst, welches eine Sandungsanlage der genannten Art aufweist, beziehungsweise dessen Sandungsanlage entsprechend dem oben genannten Betriebsverfahren betrieben wird. Die vorgeschlagenen Maßnahmen erscheinen auf den ersten Blick paradox, da sich die Sandkörner insbesondere bei einem Verhältnis < 1,0 ja durch den Spalt zwischen Zellenrad und Gehäuse hindurch bewegen und in diesem verklemmen können. Dennoch ist es von Vorteil, wenn der Wert 1,0 für das Verhältnis zwischen der im Schüttgut vorhandenen Korngrößen und der Spaltgröße zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse in der Verteilung von Korngrößen im Schüttgut inkludiert ist. Dies verringert scheinbar die Portioniergenauigkeit und erhöht vermeintlich die Antriebskräfte für das Zellenrad. Wie sich in umfangreichen Versuchen herausgestellt hat, bietet die genannte Abstimmung jedoch eine vorteilhafte Balance zwischen geringem, erforderlichem Antriebsmoment für das Zellenrad und guter Genauigkeit beim Portionieren des rieselfähigen Guts sowie eine nur geringe Variation der genannten Parameter durch nicht zu verhindernde Bauteiltoleranzen und spezifikationsbedingte Variationen des rieselfähigen Guts. Insbesondere haben Versuche gezeigt, dass bei einer auf die Spaltgröße normierten mittleren Korngröße von größer 1,5 ein markanter Anstieg der für den Betrieb der Zellenradschleuse erforderliche Antriebskräfte auftritt. Durch die oben genannte Wahl kann ein Betrieb der Zellenradschleuse in diesem Bereich jedoch vermieden werden.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird im Speziellen auch die Standzeit des Zellenrads deutlich verbessert. Aufgrund der gewählten Auslegung wirkt sich auch nicht zu verhindern- der Verschleiß nur kaum auf die Portioniergenauigkeit beziehungsweise Dosiergenauigkeit und die Antriebskräfte aus. Das heißt, es wird die Langzeitstabilität der Zellenradschleuse verbessert, und die Zellenradschleuse liefert über einen vergleichsweise langen Zeitraum reproduzierbare Ergebnisse. Mit anderen Worten ändert sich die Austragsmengenkennlinie der Zellenradschleuse nur in geringem Maße. Im Gegensatz dazu setzt eine Degradation bei Zel- lenradschleusen nach dem Stand der Technik schon nach geringer Betriebsdauer vergleichsweise heftig ein.
Generell kann das genannte Verhältnis auf einen radialen Spalt zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse bezogen sein. Mit anderen Worten entspricht die mittlere Korn- große dann maximal dem 1,5-fachen der Spaltgröße eines radialen Spalts zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse.
Das genannte Verhältnis kann aber auch auf einen axialen Spalt zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse bezogen sein. Mit anderen Worten entspricht mittlere Korngröße dann maximal dem 1,5-fachen der Spaltgröße eines axialen Spalts zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse. Im Allgemeinen kann zur Bestimmung der Korngröße aus einer Vielzahl von Methoden ausgewählt werden, bei denen letztlich zumeist ein Äquivalentdurchmesser bestimmt wird. Die geeignete Methode hängt beispielsweis vom Korngrößenbereich und/oder von Vorschriften ab. Beispielsweise wird von den Betreibern von Schienenfahrzeugen oft nur Bremssand ein- gesetzt, der eine bestimmte Spezifikation erfüllt. Häufig wird die Korngröße durch Siebung ermittelt. Hierbei wird ein Satz mit nach unten immer feiner werdenden Sieben aufeinander gesetzt. Die zu analysierende Probe wird in das oberste Sieb eingefüllt und der Siebsatz anschließend gerüttelt. Die auf diese Weise ermittelten Korngrößen werden üblicherweise in Millimetern angegeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nun aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verhältnis zwischen der Korngröße des der Zellenrad- schleuse zugeführten Schüttguts bei der unteren Standardabweichung und einer Spaltgröße zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse kleiner gleich 1,0 beträgt. Obwohl unter obiger Voraussetzung mindestens 15,9 % des Schüttguts im Falle einer Normalverteilung eine Korngröße aufweisen, die kleiner als die Spaltgröße ist, ergibt sich in diesem Bereich eine besonders gute Abstimmung zwischen geringem erforderlichem Antriebsmoment für das Zel- lenrad und guter Genauigkeit beim Portionieren des rieselfähigen Guts sowie vergleichsweise hoher Resistenz beziehungsweise Invarianz der genannten Parameter gegenüber Bauteiltoleranzen und Variationen des rieselfähigen Guts. Zudem wird auch die Resistenz beziehungsweise Invarianz der genannten Parameter bei auftretendem Verschleiß deutlich gesenkt, und der Verschleiß wird auch absolut verringert.
Weiterhin liegt das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße des der Zellenradschleuse zugeführten Schüttguts und einer Spaltgröße zwischen einer Zellenradschaufel und dem Gehäuse vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,5. Versuche haben gezeigt, dass sich in diesem Bereich eine besonders gute Abstimmung der oben genannten Parameter ergibt.
Weiterhin ergibt sich eine besonders gute Abstimmung der oben genannten Parameter, wenn das oben genannte Verhältnis im Bereich von 0,5 bis 1,0 liegt, auch wenn hier bereits mindestens 50 % des Schüttguts im Falle einer Normalverteilung eine Korngröße aufweisen, die kleiner als die Spaltgröße ist, und eine Portioniergenauigkeit scheinbar zunichtemachen. Jedoch kann bei einer auf die Spaltgröße normierten mittleren Korngröße von kleiner 1,0 mit hoher Sicherheit davon ausgegangen werden, dass der weiter oben genannte markante Anstieg der für den Betrieb der Zellenradschleuse erforderliche Antriebskräfte außerhalb des Be- triebsbereichs der Zellenradschleuse liegt.
Im Speziellen beziehen sich die bereits genannten Wertebereiche auf Sand/Bremssand. Vorzugsweise wird als rieselfähiges Gut demzufolge Sand/Bremssand eingesetzt. Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das rieselfähige Gut eine Körnungsverteilung aufweist, die im Wesentlichen einer Normalverteilung beziehungsweise einer Gauß'schen Glockenkurve entspricht. Dadurch sind die im Betrieb der Zellenradschleuse auftretenden Kräfte und ein bei einer bestimmten Drehzahl geförderter Massenstrom besonders gut vorhersehbar. Die Angabe "im Wesentlichen" bedeutet in obigem Zusammenhang insbesondere eine Abweichung von +/- 10% vom Verlauf einer Normalverteilung.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die (auf die Spaltgröße normierte) Standardabweichung σ der oben genannten Normalverteilung maximal 0,4 beträgt. Für normalverteilte Zufallsgrößen liegen 68,3 % der Werte im Intervall ± σ um einen Mittelwert. Für eine typi- sehe Verteilung der Korngröße von Bremssand liegt die (absolute) Standardabweichung σ' bei etwa 0,33 mm.
Vorteilhaft ist eine Ecke der Zellenradschaufeln abgerundet oder abgeschrägt. Auf diese Weise können Antriebskräfte, und Verschleiß einer Zellenradschleuse ebenfalls verringert sowie die Dosiergenauigkeit, Langzeitstabilitiät und Resistenz gegenüber Bauteiltoleranzen und
Variationen des rieselfähigen Guts verbessert werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße und dem Durchmesser des größten, im Bereich der genannten Ecke zwischen Zellenradschaufel und Gehäuse einschreibbaren Kreises maximal 0,5 beträgt. Mit anderen Worten entspricht die mittlere Korngröße maximal dem 0,5- fachen des Durchmessers des größten im Bereich der genannten Ecke zwischen Zellenradschaufel und Gehäuse einschreibbaren Kreises. In den Ecken der Zellenradschaufeln tritt der bereits genannte Widerspruch scheinbar verringerter Portioniergenauigkeit besonders hervor, da die Lücke zwischen Zellenrad und Gehäuse hier besonders groß ist. Dennoch führt insbe- sondere auch diese Maßnahme zu einer Verbesserung der Langzeitstabilität der Portioniergenauigkeit.
Schließlich ist es auch von Vorteil, wenn eine Kante des Einlasses, welche die Zellenrad- schaufei bei Bewegung in einer Drehrichtung zuletzt erreicht, im Querschnitt gesehen abgeschrägt ist. Obwohl diese Formgebung auf den ersten Blick als kontraproduktiv erscheint, da sich die Körner des rieselfähigen Guts in dem enger werdenden Spalt verkeilen können, haben Untersuchungen zu dem überraschenden Ergebnis geführt, dass damit die Lebensdauer der Zellenradschleuse erhöht und die Antriebskräfte vermindert werden können.
Vorteilhaft ist es, wenn sich die Abschrägung ab Beginn der Kante des Einlasses über einen Kreisbogen beziehungsweise über eine Bogenlänge im Bereich von 10° bis 50° erstreckt. Das heißt, die "Länge" der Abschrägung weist einen Wert zwischen 10° und 50° auf. Die oben genannten Vorteile werden dann in besonderer Weise erzielt. Weitere bevorzugte Werte für die Bogenlänge liegen in einem Bereich von 25° bis 35°.
Besonders vorteilhaft ist es in obigem Zusammenhang auch, wenn das Verhältnis zwischen mittlerer Korngröße und Tiefe der Abschrägung auf Höhe der Einlasskante in einem Bereich von 0,6 bis 2,4 liegt. Insbesondere beträgt die Tiefe 0,5 mm bis 2 mm. Auch dann werden die oben genannten Vorteile in besonderer Weise erzielt.
An dieser Stelle wird darauf aufmerksam gemacht, dass sich die zur Zellenradschleuse offenbarten Ausführungsvarianten und die daraus resultierenden Vorteile gleichermaßen auf das Betriebsverfahren für eine Zellenradschleuse, auf die Sandungsanlage sowie auf das Schie- nenf ahrzeug beziehen und umgekehrt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 ein erstes schematisch dargestelltes Beispiel für eine Zellenradschleuse; Fig. 2 einen Schnitt durch die Zellenradschleuse aus Fig. 1;
Fig. 3 wie Fig. 2, nur mit Zellenradschaufeln mit abgerundeten Ecken;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Zellenradschleuse aus Fig. 1 mit teilweise abgenommenem
Gehäuseoberteil;
Fig. 5 ein Beispiel für eine Normalverteilung eines rieselfähigen Guts;
Fig. 6 ähnlich wie Fig. 5, nur mit eingezeichneter Standardabweichung;
Fig. 7 ein schematisch dargestelltes Beispiel für eine Sandungsanlage in einem Schienenfahrzeug und
Fig. 8 ein Diagramm der Motorleistung beziehungsweise des Massenstroms über der normierten mittleren Korngröße.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Fig. 1 zeigt ein erstes, schematisch dargestelltes Beispiel einer Zellenradschleuse 1, welche ein Gehäuse mit einem Gehäuseoberteil 2 mit obenliegenden Einlässen 3 und einem Gehäuseunterteil 4 mit untenliegenden Auslässen 5 sowie ein im Gehäuse 2, 4 drehbar gelagertes Zellenrad 6 mit mehreren Schaufeln oder Flügeln 7 aufweist. Weiterhin umfasst die Zellenradschleuse 1 einen mit dem Zellenrad 6 gekoppelten Antrieb 8, der hier beispielhaft als Elektromotor ausgebildet ist. Konkret ist der Antrieb 8 über ein Getriebe 9 und eine Welle 10 mit dem Zellenrad 6 verbunden. Zudem umfasst die Anordnung einen optionalen mit den Einlassen 3 der Zellenradschleuse 1 verbundenen Schüttgutbehälter 11 zur Aufnahme eines rieselfähigen Guts respektive ein Zuführrohr zum Antransport des rieselfähigen Guts und eine optionale mit den Auslässen 5 der Zellenradschleuse 1 verbundene Ableitung 12
zum (Ab)Transport des rieselfähigen Guts. Die Ableitung 12 ist in diesem Beispiel über einen optionalen Sammler 13 an die Zellenradschleuse 1 angebunden. Zusätzlich umfasst Zellenradschleuse 1 einen optionalen mit der Welle 10 gekoppelten Aktivator/Rührer 14, welcher im Behälter 11 angeordnet ist.
In der Fig. 1 ist der Behälter 11 zwecks der besseren Darstellbarkeit durchsichtig dargestellt. Das Zuführrohr beziehungsweise der Schüttgutbehälter 11, der Sammler 13 und das Abführrohr 12 sind nicht unbedingt Teil der Zellenradschleuse 1 und deshalb mit dünnen Linien dargestellt. Zudem ist die Welle 10 gegebenenfalls länger dargestellt, als sie in der Realität ist, um die Kopplung zwischen dem Zellenrad 6 und dem Antrieb 8 auch in der Explosionszeichnung deutlich darstellen zu können.
Die Funktion der Zellenradschleuse 1 ist nun wie folgt: Über das Zuführrohr / den Schüttgutbehälter 11 wird rieselfähiges Gut, zum Beispiel Granulat, Sand oder dergleichen an die Zellenradschleuse 1 herangeführt. Über die beiden Einläs- se 3 dringt es in die Kammern/Zellen des Zellenrads 6 vor, gelangt im Stillstand des Zellenrads 6 von dort aber nicht weiter. Wird das Zellenrad 6 in Rotation versetzt, so schieben die Zellenradschaufeln/Zellenradflügel 7 das in den Zellenradkammern befindliche Material zu den Auslässen 5, wo es hindurch in den Sammler 13 fällt und von dort über das Abführrohr 12 abtransportiert wird, beispielsweise mit Hilfe von Druckluft. Über den von der Welle 10 angetriebenen Aktivator/Rührer 14 wird verhindert, dass das rieselfähige Gut verklumpt und sichergestellt, dass die Zellen ordnungsgemäß befüllt werden. Dieser kann zu diesem Zweck wie dargestellt Rippen aufweisen, jedoch auch mit etwas weiter auskragenden Rühr- flügeln ausgestattet sein.
In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel weist das Gehäuse 2, 4 zwei Einlässe 3 und zwei Auslässe 5 auf. Weiterhin weist das Zellenrad 6 sechs Flügel 7 beziehungsweise Kammern auf. Selbstverständlich ist dies nur als illustratives Beispiel zu sehen. Natürlich kann die Zahl der Einlässe 3 und Auslässe 5 sowie der Flügel 7 / Kammern auch von der Darstellung abweichen. Im Speziellen kann die in der Fig. 1 dargestellte Anordnung eine Sandungsanlage beziehungsweise ein Streugerät 15 eines Schienenfahrzeugs bilden oder Teil einer solchen sein. Das rieselfähige Gut wird in diesem Fall durch Bremssand gebildet, welcher durch die Zellen- radschleuse 1 portioniert zu den Rädern eines Schienenfahrzeugs geleitet wird und dort dessen Traktion beim Anfahren und Bremsen verbessert (siehe auch Fig. 7)
In der Fig. 1 sind die Drehachse des Zellenrads 6 und die Motorwelle parallel zueinander. Denkbar wäre aber auch, dass die beiden Achsen quer aufeinander stehen (insbesondere 90° aufeinander) oder im Falle eines Direktantriebs koaxial angeordnet sind. Das Getriebe 9 kann beispielsweise als Riemengetriebe, Kettentrieb oder auch als Stirnradgetriebe ausgebildet sein. Als Riemen kommen zum Beispiel Flachriemen, Rundriemen, Zahnriemen, Keilriemen oder Keilrippenriemen in Betracht. Bei einer winkeligen Ausrichtung der Zellenradachse und der Motorachse kommen beispielsweise Kegelradgetriebe, Kronenradgetriebe, Schneckengetriebe oder auch Torusgetriebe (erhältlich bei der Firma Tedec AG, http://torus-gear.com) in Betracht.
Fig. 2 zeigt nun einen Halbschnitt durch das Gehäuse 2, 4 im Bereich eines Einlasses 3. Aus der Fig. 2 ist insbesondere die Form der Zellenradschaufeln 7 entnehmbar. Eine Zellenrad- schaufel 7 weist in diesem konkreten Beispiel sowohl axiale Spalte an der Oberseite und Unterseite als auch einen radialen Spalt zum Gehäuse 2, 4 auf. Die Breite des axialen Spalts an der Oberseite beträgt si, die Breite des radialen Spalts s2 und die Breite des axialen Spalts an der Unterseite s3. Die Ecken der Zellenradschaufeln 7 sind in diesem Beispiel abgeschrägt. Zusätzlich ist daher in der unteren Ecke der größte, im Bereich der genannten Ecke zwischen Zellenradschaufel 7 und Gehäuse 4, einschreibbare Kreis mit dem Durchmesser d dargestellt. Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel, das der in Fig. 2 dargestellten Anordnung sehr ähnlich ist.
Im Unterschied dazu sind die Ecken der Zellenradschaufeln 7 nun aber nicht abgeschrägt sondern abgerundet. Zudem ist die Schnittführung gegenüber der Fig. 2 verändert, sodass der Einlass 3 von der Seite her dargestellt ist und somit in radialer Richtung betrachtet wird. Aus der Fig. 3 geht insbesondere hervor, dass eine Kante 16 des Einlasses 3, welche die Zellenradschaufel 7 bei Bewegung in der Pfeilrichtung zuletzt erreicht, im Querschnitt gesehen abgeschrägt ist. In der Fig. 3 ist dies die linke Kante 16 des Einlasses 3. Obwohl diese Formgebung auf den ersten Blick als kontraproduktiv erscheint, da sich die Körner des rieselfähigen Guts in dem enger werdenden Spalt verkeilen können, haben Untersuchungen zu dem überraschenden Ergebnis geführt, dass damit die Lebensdauer der Zellenradschleuse 1 erhöht und die Antriebskräfte vermindert werden können. Vorzugsweise erstreckt sich die Abschrägung ab Beginn der Kante des Einlasses über eine Bogenlänge α im Bereich von 10° bis 50°. Auf Höhe der Kante 16 liegt das Verhältnis zwischen mittlerer Korngröße km und Tiefe t der Ab- schrägung bevorzugt in einem Bereich von 0,6 bis 2,4. Weitere bevorzugte Werte für die genannte Bogenlänge α liegen in einem Bereich von 25° bis 35° und weitere bevorzugte Werte für die Tiefe t in einem Bereich von 0,5 mm bis 2 mm.
Generell kann vorgesehen sein, dass der radiale Spalt s2 oder die axialen Spalte si bzw. s3 zwischen dem Gehäuse 2, 4 und einer Zellenradschaufel 7 weggelassen werden und das Zellenrad 6 demzufolge dort das Gehäuse 2, 4 berührt. Auch kann vorgesehen sein, dass das Zellenrad 6 nur einen axialen Spalt s1 oder s3 zum Gehäuse 2, 4 hin aufweist (in Kombination mit dem radialen Spalte s2 oder ohne einen solchen). Schließlich kann der Winkel der Abschrägung an den Ecken der Zellenradschaufeln 7 ein anderer sein. Insbesondere kann der Winkel zwischen der Vertikalen und der Abschrägung kleiner sein als dargestellt, das heißt kleiner als 45° sein. Möglich ist auch, dass nur eine der Ecken abgerundet/abgeschrägt ist oder die Ecken unterschiedliche Form aufweisen. Die Abschrägung/ Abrundung kann auch soweit ausgedehnt sein, dass der vertikale Abschnitt der Schaufelkante vollständig wegfällt. Angemerkt wird an dieser Stelle auch, dass die Kanten einer Zellenradschaufel 7 nicht notwendigerweise gerade beziehungsweise kreisbogenförmig verlaufen, so wie dies in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Denkbar ist vielmehr auch, dass die genannten Kanten einen von einer Gerade / einem Kreisbogen abweichenden Verlauf aufweisen.
Fig. 4 zeigt die Zellenradschleuse 1 nun in Draufsicht mit teilweise abgenommenem Gehäu- seoberteil 2. Wie erwähnt, weist das Zellenrad 6 sechs Zellenradschaufeln/Zellenradflügel 7 und demzufolge sechs Zellen/Kammern 17 auf. Der Gehäuseoberteil 2 weist zwei Einlässe 3 auf, und der Gehäuseunterteil 4 weist zwei Auslässe 5 auf (letztere sind der besseren Darstellbarkeit halber in der Fig. 4 jedoch nicht gezeigt). Sowohl die Zellen 17 als auch die Einlässe 3 und die Auslässe 5 sind gleichmäßig über den Umfang verteilt. Dies ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend für die Erfindung. In der Fig. 4 sind zusätzlich noch die maximale lichte Weite wi des Einlasses 3, sowie die maximale lichte Weite w2 der Zelle 17 dargestellt. In diesem Beispiel wird darüber hinaus angenommen, dass der Auslass 5 gleich groß ist wie der Einlass 3. Somit entspricht wi auch der maximalen lichten Weite des Auslasses 5. Dies ist jedoch keine notwendige Bedingung. Notwendig ist auch nicht, dass die lichten Weiten w1 und w2 so gemessen werden wie in der Darstellung der Fig. 4. Denkbar ist auch, dass die lichte Weite wi zwischen den äußeren beiden Eckpunkten des Einlasses 3 liegt, wenn dieser einen größeren radialen Bereich abdeckt. Gleichermaßen ist auch denkbar, dass die lichte Weite w2 zwischen einem äußeren und einem inneren Eckpunkt der Zelle 17 liegt, wenn diese einen kleineren radialen Bereich abdeckt.
Die Zellenradschleuse 1 beziehungsweise ein Betriebsverfahren für dieselbe weisen nun folgende Merkmale auf:
Das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße des zugeführten Schüttguts und einer Spaltgröße si, s2, s3 zwischen einer Zellenradschaufel 7 und dem Gehäuse 2, 4 liegt bei kleiner gleich 1,5. Mit anderen Worten wird der Zellenradschleuse 1 rieselfähiges Schüttgut zugeführt, dessen mittlere Korngröße maximal dem 1,5-fachen der Spaltgröße si, s2, s3 zwischen einer Zellenradschaufel 7 und dem Gehäuse 2, 4 entspricht.
Fig. 5 zeigt eine typische Verteilung der Korngröße eines zugeführten Schüttguts. Konkret ist die prozentuale Verteilung der auf die Spaltgröße s normierten Korngröße k/s, also des Verhältnisses zwischen der Korngröße k und einer Spaltgröße s dargestellt. Die dargestellte Kur- ve kann auch als auf die die Spaltgröße s normierte Siebkurve aufgefasst werden. Bei einer mittleren Korngröße km/s weist die Kurve ein Maximum auf. Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, liegt das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße km des zugeführten Schüttguts und einer Spaltgröße s zwischen einer Zellenradschaufel 7 und dem Gehäuse 2, 4 bei kleiner 1,5. Das Verhältnis kann dabei auf den axialen Spalt si, s3 oder den radialen Spalt s2 bezogen sein. Mit anderen Worten liegt dann das Verhältnis km/si, km/s3 oder km/s2 bei kleiner gleich 1,5.
Zusätzlich ist in der Fig. 5 der Wert k/s=l eingetragen, bei welchem die Korngröße k gleich der Spaltgröße s ist. Aus der Fig. 5 geht hervor, dass es in dem zugeführten Schüttgut Körner mit einer Korngröße k<s gibt, welche den Spalt s prinzipiell passieren können. Das heißt die Verteilung der Korngröße k ist so breit und die mittlere Korngröße km so gewählt, dass der Wert k/s=l innerhalb der genannten Verteilung liegt. Der Wert km/s kann auch als "normierte mittlere Korngröße" aufgefasst beziehungsweise bezeichnet werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße km des der Zellenradschleuse 1 zugeführten Schüttguts und einer Spaltgröße s, Si, s2, s3 zwischen einer Zellenradschaufel 7 und dem Gehäuse 2, 4 im Bereich von 0,5 bis 1,5 liegt, das heißt wenn gilt 0,5 < km/s < 1,5. In diesem Wertebereich funktioniert die Zellenradschleuse 1 besonders gut. Dies erscheint auf den ersten Blick zwar paradox, da sich die Körner insbesonde- re bei einem Verhältnis km/s < 1,0 wie bereits erwähnt ja durch den Spalt s hindurch bewegen und in diesem verklemmen können. Wie bereits weiter oben erläutert wurde, bietet diese Abstimmung jedoch eine vorteilhafte Balance zwischen geringem erforderlichen Antriebsmoment für das Zellenrad 6 und guter Genauigkeit beim Portionieren des rieselfähigen Guts. Zudem wird die Abhängigkeit der genannten Parameter von Bauteiltoleranzen und Verschleiß verringert, und der Verschleiß wird auch absolut gesehen verringert (siehe hierzu auch die
Fig. 8). Die obigen Vorteile ergeben sich im Speziellen für 0,5 < km/s < 1,0, und dies obwohl im Falle eines normalverteilten Schüttguts zumindest 50% der im Schüttgut vorhandenen Körner prinzipiell den Spalt s passieren können und somit scheinbar eine Portioniergenauigkeit zunichtemachen.
Für die Funktion der Zellenradschleuse 1 ist es auch von Vorteil, wenn das Verhältnis zwischen Si/s2 in einem Bereich von 2,0 bis 2,5 und das Verhältnis Si/s3 in einem Bereich von 1,5 bis 2,0 liegt. Fig. 6 zeigt nun eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, bei der nicht nur 0,5 < km/s < 1,5 gilt, sondern auch das Verhältnis zwischen der Korngröße km-(J bei der unteren Standardabweichung -σ und der Spaltgröße s kleiner gleich 1,0 beträgt. Das heißt, dass im Falle eines normalverteilten Schüttguts zumindest 15,9% der im Schüttgut vorhandenen Körner prinzipiell den Spalt s passieren können.
Im Besonderen gilt das bisher Gesagte für Sand, insbesondere Bremssand für Schienenfahrzeuge. Das Schüttgut beziehungsweise rieselfähige Gut weist in obigem Beispiel eine Körnungsverteilung auf, die im Wesentlichen einer Normalverteilung beziehungsweise einer Gauß'schen Glockenkurve entspricht. Grundsätzlich gilt das Gesagte aber auch für andere Verteilungen der Körnung.
Da die Einlässe 3 und die Auslässe 5 sowie die Zellen 17 nicht beliebig klein ausgeführt werden können, sondern eine der Korngröße k entsprechende Dimension aufweisen sollten, kann die oben angeführte technische Lehre auch auf die maximale lichte Weite wi eines Einlasses 3 (respektive eines Auslasses 5) sowie auf die maximale lichte Weite w2 einer Zelle 17 bezogen werden. Mit anderen Worten beträgt das Verhältnis der größten lichten Weite w1 des Einlasses 3 und/oder Auslasses 5 zu der mittleren Korngröße km mindestens 10 (und vorzugsweise 100 bei einem Einlass 3 / Auslass 5 je Zellenradschleuse 1 beziehungsweise 50 bei zwei Einlässen 3 / Auslässen 5 je Zellenradschleuse 1), und/oder das Verhältnis zwischen der größten lichten Weite w2 der Zelle 17 und der mittleren Korngröße km beträgt mindes- tens 10 (und vorzugsweise 40).
Demzufolge kann die Zellenradschleuse 1 dann vorteilhaft betrieben werden, wenn a) das Verhältnis zwischen der maximalen lichten Weite w1 des Einlasses 3 und/oder Auslasses 5 und der Spaltgröße si, s2, s3 zwischen einer Zellenradschaufel 7 und dem Gehäu- se 2, 4 bei einem Einlass 3 / Auslass 5 je Zellenradschleuse 1 in einem Bereich von 12 bis 150 und bei zwei Einlässen 3 / Auslässen 5 je Zellenradschleuse 1 in einem Bereich von 6 bis 75 liegt und/oder
b) das Verhältnis zwischen der maximalen lichten Weite w2 einer Zelle 17 des Zellenrads 6 und der Spaltgröße si, s2, s3 zwischen einer Zellenradschaufel 7 und dem Gehäuse 2, 4 in einem Bereich von 5 bis 60 liegt.
Das heißt, es gilt 12 < wi/s < 150 beziehungsweise 6 < wi/s < 75 (Fall a) respektive 5 < w2/s < 60 (Fall b).
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beträgt die (auf die Spaltgröße s normierte) Standardabweichung σ der Normalverteilung maximal 0,4. Für normalverteilte Zufallsgrößen liegen 68,3 % der Werte im Intervall km ± σ. Für einen typischen Bremssand liegt die mittlere Korngröße km bei etwa 1,2 mm und die (absolute) Standardabweichung σ' bei etwa 0,33 mm. Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße km und dem Durchmesser d des größten im Bereich einer Ecke zwischen Zellenradschaufel 7 und Gehäuse 2, 4 einschreibbaren Kreises maximal 0,5 beträgt. Fig. 7 zeigt schließlich ein konkretes Anwendungsgebiet für eine Zellenradschleuse 1. Diese ist in dem in der Fig. 7 dargestellten Beispiel Teil einer Sandungsanlage 15 eines Schienenfahrzeugs 18. Die Sandungsanlage 15 umfasst eine Zellenradschleuse 1, einen Sandbehälter 11, einen Sammler 13, einen Motor 8 sowie eine Steuerung/Regelung 19. Der Sammler 13 ist an einen Kompressor 20 angeschlossen und auch mit einer Abführleitung 12 mit einem Fallrohr 21 verbunden. Im konkreten Beispiel umfasst das Schienenfahrzeug 18 zwei Sandungsanlagen 15, die mit einer zentralen Steuerung 22 verbunden sind.
Bei einer Bremsung veranlasst die zentrale Steuerung 22 die Motorsteuerung 19 der Zellenradschleuse 1 zum Aktivieren des Motors 8 und damit zum Drehen des Zellenrads 6. Dabei ist ein Einschaltbefehl für den Motor 8 mit einem Befehl (z.B. Bremsbefehl oder Befehl zum
Anfahren) für das Schienenfahrzeug 18 gekoppelt. Gleichzeitig wird auch der Kompressor 20 oder, sofern der Kompressor 20 ohnehin läuft, lediglich ein Magnetventil in der Druckluftleitung aktiviert. Dadurch wird Bremssand dosiert vom Behälter 11 zum Fallrohr 21 transportiert und fällt von dort vor die Räder des Schienenfahrzeugs 18, um die Traktion beim Brem- sen und beim Anfahren zu erhöhen.
Wenn kein Bremssand mehr benötigt wird, beispielsweise weil das Schienenfahrzeug 18 zum Stillstand gekommen ist, wird von der zentralen Steuerung 22 ein Ausschaltbefehl an die Steuerung 19 gesendet oder einfach der Einschaltbefehl aufgehoben. Nach Wegfall des San- dungssignals vom Schienenfahrzeug 18 ist es von Vorteil, wenn der Kompressor 20 respektive das Magnetventil noch so lange angesteuert wird, bis der noch in der Leitung 12 befindliche Sand ausgebracht wurde.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass das Zellenrad 6 in der Fig. 7 zwecks der besse- ren Aussagekraft der schematischen Darstellung mit horizontal ausgerichteter Drehachse des Zellenrads 6 gezeichnet wurde. Selbstverständlich bezieht sich die Fig. 7 uneingeschränkt auch auf Zellenräder 6 mit vertikal ausgerichteter Drehachse und somit insbesondere auf die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen. Generell gilt die im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 offenbarte Lehre natürlich nicht nur für Zellenräder 6 mit vertikal ausgerichteter Drehachse, sondern uneingeschränkt auch auf Zellenräder 6 mit horizontal ausgerichteter Drehachse. Fig. 8 soll abschließend die Vorteile der Erfindung auch visuell darstellen. Fig. 8 zeigt ein Diagramm der Motorleistung P beziehungsweise des Massenstroms rh bei einer bestimmten Drehzahl n über der normierten mittleren Korngröße km/s. Rein beispielhaft ist auch eine konkrete konstruktive Auswahl für km/s bei 1,30 eingetragen. Da sich die Bauteile der Zellenradschleuse 1 nicht beliebig genau herstellen lassen und auch das verwendete rieselfähige Gut / der verwendete Bremssand hinsichtlich der Korngröße streut, ist auch ein Toleranzbereich von
+/- 0,05 eingezeichnet.
Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass sich der Massenstroms rh nur wenig über die nor- mierte mittlere Korngröße km/s ändert und lediglich für relativ kleine Spalte s einen merklichen Anstieg zeigt. Überraschenderweise hat sich in Versuchen jedoch herausgestellt, dass der Verlauf der Motorleistung P zwischen zwei eher flachen Abschnitten einen markanten Anstieg aufweist. Dieser Anstieg liegt bei einer normierten mittleren Korngröße km/s>l,5. Demzufolge ist es von Vorteil, eine Zellenradschleuse 1 konstruktiv so auszulegen, dass sich bei Betrieb mit einem für die Zellenradschleuse 1 spezifizierten rieselfähigen Gut/Bremssand eine normierte mittlere Korngröße km/s<l,5 einstellt. Da zum Beispiel die Art des Bremssands und insbesondere dessen mittlere Korngröße km in der Regel vom Betreiber eines Schienenfahrzeugs 18 vorgegeben wird, ergibt sich unmittelbar eine vorteilhafte Spaltgröße s. Wie bereits erwähnt und wie aus der Fig. 8 ersichtlich, ergibt sich für km/s<l,5 eine vorteilhafte Abstimmung der Zellenradschleuse 18. Insbesondere ist der Betrieb derselben mit einem relativ geringem Antriebsmoment beziehungsweise mit einer relativ geringen Antriebsleistung P möglich. Zudem wirken sich Bauteiltoleranzen nur wenig aus. In dem in Fig. 8 angegebenen Toleranzbereich von 1,25 < km/s < 1,35 rund um den konstruktiv gewählten
(Soll)Wert km/s=l,30 ergibt sich nur eine sehr geringe Variation der erforderlichen Antriebsleistung P respektive des ausgetragenen Massenstroms rh. Würde dagegen etwa ein konstruktiv gewählter Wert von km/s=l,55 vorgesehen werden, so würde insbesondere die Antriebsleistung P in dem Toleranzbereich derselben Breite, nämlich bei 1,50 < km/s < 1,60 sehr stark streuen. Bei noch höheren Werten von km/s ist bei nur geringfügig erhöhtem Massenstrom rh überhaupt eine vergleichsweise hohe Antriebsleistung P erforderlich. Insbesondere bei Werten km/s>l,65 ist der Betrieb der Zellenradschleuse 1 daher sehr ineffizient (siehe das Verhältnis von Antriebsleistung zu Massenstroms P/rh).
Generell ist anzumerken, dass die konkreten Werte von km/s von der Art des gewählten Schüttguts (spitze Körner, runde Körner) sowie von der Bauart der Zellenradschleuse 1 abhängen. Die Fig. 8 soll daher lediglich dazu dienen, die bei Versuchen erhobenen Zusammenhänge qualitativ wiederzugeben. Selbstverständlich kann der starke Anstieg der Antriebsleis- tung P auch bei anderen Werten und insbesondere auch bei Werten rund um km/s=l,50 liegen. Bei Werten km/s < 1,00 kann aber in der Regel davon ausgegangen werden, dass die Zellenradschleuse 1 mit Sicherheit in dem flachen Teil der Kennlinie der Antriebsleistung P links von dem erwähnten starken Anstieg betrieben wird. Insofern sind Werte km/s < 1,00 für die konstruktive Auslegung der Zellenradschleuse 1 von Vorteil.
Schließlich ist aus der Fig. 8 auch ersichtlich, dass eine eventuelle Abnutzung der Zellenradschleuse 1 nur geringfügige Auswirkungen auf die Antriebsleistung P und den Massenstroms rh hat. Das heißt die Zellenradschleuse 1 kann für lange Zeit innerhalb relativ eng spezifizierter Betriebsparameter betrieben werden.
Die Ausführungsbeispiele zeigen generell mögliche Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Zellenradschleuse 1, einer erfindungsgemäßen Sandungsanlage 15 sowie eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 18, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten desselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombination einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvarian- ten möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
Im Speziellen wird darauf hingewiesen, dass obwohl ein Teil der Ausführungsbeispiele auf eine Anwendung der vorgestellten Zellenradschleuse 1 in einer Sandungsanlage 15 eines Schienenfahrzeugs 18 gerichtet sind, die Zellenradschleuse 1 natürlich auch in anderen technischen Gebieten eingesetzt werden kann, beispielsweise in industriellen und/oder chemischen Anlagen zum Portionieren beziehungsweise Dosieren von zu verarbeitenden Stoffen. Insbesondere wird festgehalten, dass die dargestellten Vorrichtungen in der Realität auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen können. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass sich die offenbarte technische Lehre auf den Neuzustand der Zellenradschleuse 1 bezieht und sich die dargelegten Werte im Laufe des Betriebs ändern können. Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Zellenradschleuse 1, der Sandungsanlage 15 sowie des Schienenfahrzeugs 18 diese/dieses bzw. deren/dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Bezugszeichenaufstellung
1 Zellenradschleuse σ Standardabwei chung
2 Gehäuseoberteil α Kreisbogen Abschrägung
3 Einlass Einlass
4 Gehäuseunterteil
5 Auslass
6 Zellenrad
7 Zellenradflü- gel/Zellenradschaufel
8 Antrieb/Motor
9 Getriebe
10 Welle
11 S andb ehälter/ S andkasten
12 Abführrohr/Ableitung
13 Sammler
14 Aktivator/Rührer
15 Sandungsanlage/Streugerät
16 Einlasskante
17 Zelle/Kammer
18 S chi enenf ahrzeug
19 Steuerung für Zellenradschleuse
20 Verdichter
21 Fallrohr
22 zentrale Steuerung d einschreibbarer Kreisdurchmesser in der Ecke
k Korngröße
km mittlere Korngröße
s Spaltbreite
si Spaltbreite axialer Spalt
oben s2 Spaltbreite radialer Spalt
s3 Spaltbreite axialer Spalt unten
t Tiefe Abschrägung Einlass
wi lichte Weite Einlass
W2 lichte Weite Zelle

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Betrieb einer Zellenradschleuse (1), aufweisend ein Gehäuse (2, 4) mit einem Einlass (3) und einem Auslass (5), ein im Gehäuse (2, 4) drehbar gelagertes Zellen- rad (6) und einen Antrieb (8) für das Zellenrad (6),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zellenradschleuse (1) rieselfähiges Schüttgut mit Körnern verschiedener Korngrößen (k) zugeführt wird und das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße (km) des zugeführten Schüttguts und einer Spaltgröße (s, Si, s2, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) kleiner gleich 1,5 beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert 1,0 für das Verhältnis zwischen einer Korngröße (k) und der genannten Spaltgröße (s, Si, s2, s3) in der Verteilung von Korngrößen (k) im Schüttgut inkludiert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Korngröße (km-(J) des der Zellenradschleuse (1) zugeführten Schüttguts bei der unteren Standardabweichung (-σ) und einer Spaltgröße (s, Si, s2, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) kleiner gleich 1,0 beträgt.
4. Verfahren nacheinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße (km) des der Zellenradschleuse (1) zugeführten Schüttguts und einer Spaltgröße (s, si, s2, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) im Bereich von 0,5 bis 1,5 liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der mittleren Korngröße (km) des der Zellenradschleuse (1) zugeführten Schüttguts und einer Spaltgröße (s, si, s2, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) im Bereich von 0,5 bis 1,0 liegt.
6. Verfahren nacheinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenradschleuse (1) als Schüttgut Sand zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verhältnis auf einen axialen Spalt (si, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) bezogen ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verhältnis auf einen radialen Spalt (s2) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) bezogen ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das rieselfähige Gut eine Körnungsverteilung aufweist, die im Wesentlichen einer Normalverteilung beziehungsweise einer Gauß'schen Glockenkurve entspricht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Spaltgröße (s) bezogene Standardabweichung (σ) der Korngrößenverteilung maxi- mal 0,4 beträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der größten lichten Weite (wi) des Einlasses (3) und/oder Auslasses (5) und der mittleren Korngröße (km) mindestens 10 beträgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der lichten Weite (w2) einer Zelle (17) des Zellenrads (6) und der mittleren Korngröße (km) mindestens 10 beträgt.
13. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einer Sandungsanlage (15) eines Schienenfahrzeugs (18).
14. Zellenradschleuse (1), umfassend
ein Gehäuse (2, 4) mit einem Einlass (3) und einem Auslass (5),
- ein im Gehäuse (2, 4) drehbar gelagertes Zellenrad (6) mit mehreren Zellen (17) und
einen Antrieb (8) für das Zellenrad (6), dadurch gekennzeichnet, dass
a) das Verhältnis zwischen der maximalen lichten Weite (wi) des Einlasses (3) und/oder Auslasses (5) und der Spaltgröße (s, si, s2, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (6) bei einem Einlass (5) / Auslass (5) je Zellenradschleuse (1) in einem Bereich von 12 bis 150 und bei zwei Einlässen (5) / Auslässen (5) je Zellenradschleuse (1) in einem Bereich von 6 bis 75 liegt und/oder
b) das Verhältnis zwischen der maximalen lichten Weite (w2) einer Zelle (17) des Zellenrads (6) und der Spaltgröße (s, si, s2, s3) zwischen einer Zellenradschaufel (7) und dem Gehäuse (2, 4) in einem Bereich von 5 bis 60 liegt.
15. Zellenradschleuse (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ecke der Zellenradschaufeln (7) abgerundet oder abgeschrägt ist.
16. Zellenradschleuse (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ver- hältnis zwischen der mittleren Korngröße (km) und dem Durchmesser (d) des größten, im Bereich der genannten Ecke zwischen Zellenradschaufel (7) und Gehäuse (2, 4), einschreibbaren Kreises maximal 0,5 beträgt.
17. Zellenradschleuse (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeich- net, dass eine Kante (16) des Einlasses (3), welche die Zellenradschaufel (7) bei Bewegung zuletzt erreicht, im Querschnitt gesehen abgeschrägt ist.
18. Zellenradschleuse (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abschrägung ab Beginn der Kante des Einlasses (3) über eine Bogenlänge (a) im Bereich von 10° bis 50° erstreckt.
19. Zellenradschleuse (1) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen mittlerer Korngröße (km) und Tiefe (t) der Abschrägung auf Höhe der Kante (16) in einem Bereich von 0,6 bis 2,4 liegt.
20. Sandungsanlage (15) für ein Schienenfahrzeug (18), umfassend eine Zellenradschleuse (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, gekennzeichnet durch einen mit dem Einlass (3) der Zellenradschleuse (1) verbundenen Behälter (11) zur Aufnahme von Bremssand oder eine mit dem Einlass (3) der Zellenradschleuse (1) verbundene Zuleitung zum Transport von Bremssand und eine mit dem Auslass (5) der Zellenradschleuse (1) verbundene Ableitung (12) zum Transport von Bremssand.
21. Schienenfahrzeug (18), gekennzeichnet durch eine Sandungsanlage (15) nach Anspruch 20.
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