DE102007045931A1

DE102007045931A1 - Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102007045931A1
Application number: DE200710045931
Authority: DE
Inventors: Heinz Tengler
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit Rädern - mit einer Streueinrichtung zum Aufbringen von Sand auf die Schienen oder auf die Räder oder auf diese beiden; - mit einem Druckluftsystem zum Fördern des Sandes; - mit einer Umsteuereinrichtung zum wahlweisen Richten eines Sandstrahles oder eines sandfreien Luftstrahles gegen die Schienen; - mit einem Sensor zum Erfassen von auf den Schienen liegenden Partikeln oder zum Erfassen eines beginnenden Schleuderns der Räder; - mit einer zentralen Prozesseinheit (CPU) zum Betätigen der Umsteuereinrichtung in Abhängigkeit vom Ausgang des Sensors.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit Rädern, die auf Schienen abrollen. Ein solches Schienenfahrzeug weist unter anderem einen sogenannten Kasten auf. Es kommen sowohl Triebwagen oder Lokomotiven als auch Wagen ohne Antrieb in Betracht.
Die Gewichte von Schienenfahrzeugen können außerordentlich groß sein. Das Gewicht einer Lokomotive kann mehr als 100 Tonnen betragen. Daher ist sowohl das Beschleunigen als auch das Abbremsen mit besonderen Problemen verbunden. Diese sind vor allem beim Abbremsen gravierend. Sie bestehen in relativ großen Bremswegen.
Es besteht somit beim Beschleunigen als auch beim Abbremsen die Gefahr des Durchdrehens der Räder, wobei kein oder nur noch ein geringes Drehmoment von den Rädern auf die Schiene übertragen wird.
Bei der Beschleunigung ist der Zustand der miteinander zusammenarbeitenden Oberflächen von Schiene und Rad entscheidend. Dies gilt insbesondere für die Phase der Beschleunigung. Beide unterliegen einem Verschleiß. Dieser kann ganz erheblich sein. Er wird beim Betrieb verursacht, und zwar vor allem beim Schleudern der Räder.
Der Verschleiß der Räder und er Schienen der Lokomotiven wird vor allem von dem Reibwert und der Differenzbewegung zwischen Rad und Schiene beeinflusst. Differenzbewegungen treten nicht nur beim Schleudern (Räder drehen durch beim Beschleunigen) und Gleiten (Räder blockieren beim Bremsen) auf, sondern auch beim sogenannten Sinuslauf beziehungsweise bei der normalen Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs. Abressive Materialien zwischen Rad und Schiene, wie zum Beispiel Sand, bewirken eine extreme Erhöhung des Reibwerts und damit des Verschleißes am Rad und Schiene.
Sand wird bei hoher Zugkraft oder Bremskraft beziehungsweise zur Vermeidung von Schleudern und Gleiten bewusst auf die Schiene aufgebracht um den Reibwert zu erhöhen. Dazu wird ein sogenanntes Streugerät benutzt, mit dem Sand zum Beispiel per Druckluft vor dem Rad auf die Schienen aufgebracht wird.
Hierbei sind Schienenfahrzeuge mit Streugeräten ausgerüstet, um zwischen Rad und Schiene Sand aufzubringen und damit ein Durchdrehen oder Schleudern der Räder zu verhindern. Eine solche Einrichtung umfasst eine Düse, die – in Fahrtrichtung gesehen – vor dem betreffenden Rad angeordnet ist, um bei Bedarf Sand auf die Schiene zu fördern. Der Sand ist dabei ein notwendiges Übel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit denen sich der Verschleiß verringern lässt, vor allem der Verschleiß von Schienen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Der Erfinder hat Folgendes erkannt: Ein ganz wesentlicher Grund für den Verschleiß von Schiene und Rad sind auf den Schienen liegende Partikel, vor allem Sand. Derartige Partikel lagern sich immer wieder auf den Laufflächen der Schienen ab, insbesondere in sandigen Gegenden, in denen Winde oder Stürme herrschen. Mit dem in Anspruch 1 beschriebenen System lassen sich solche Partikel entfernen, so dass die Laufflächen der Schienen völlig frei von abrasiven Partikeln wie Sande sind. Ein Verschleiß der Lauffläche der Schiene und damit auch der Lauffläche des Rades wird hierdurch verringert oder vermieden. Hierdurch wird auch ein Durchdrehen der Räder vermieden. Es wird Drehmoment in optimaler Weise vom Rad auf die Schiene übertragen, und zwar sowohl beim Beschleunigen als auch beim Abbremsen.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist die Erfindung schematisch dargestellt.
Ein Rad 1 eines sonst nicht gezeigten Schienenfahrzeuges rollt auf einer Schiene 2 ab.
Das erfindungsgemäße System umfasst eine Druckluftquelle mit einem Druckluftanschluss 3. Die geförderte Druckluft gelangt zu einem 3/2-Wegeventil 4. Dieses erlaubt eine Aufteilung der Druckluft auf zwei Stränge 3.1 und 3.2.
Druckluftstrang 3.1 führt zu einem Sandbehälter 5. Dieser enthält Streusand.
Druckluftstrang 1 ist vom Sandbehälter 4 weitergeführt zu einem Sandabschalter 6 und endet in einer Sandauslassdüse 7. Die Sandauslassdüse ist gegen die Schiene 2 gerichtet.
Der vom 3/2-Wegeventil ausgehende zweite Druckluftstrang 3.2 ist über ein Druckluft-Regelventil 8 geführt, und weiter zu einer Druckluftdüse 9. Die Druckluftdüse 9 ist ebenfalls gegen die Schiene 2 gerichtet, genau wie die Sandauslassdüse 6.
Es ist ein Sensor 10 vorgesehen. Dieser erfasst den Zustand der Schiene 2. Genauer gesagt ermittelt der Sensor, ob die Lauffläche der Schiene 2 blank ist, das heißt frei von Fremdpartikeln, oder ob Fremdpartikel auf der Lauffläche liegen, beispielsweise Sand. Der Sensor kann beispielsweise ein optischer Sensor sein.
Eine Steuereinrichtung 11 steuert das 3/2-Wegeventil 4. Je nach dem Zustand der Lauffläche der Schiene 2 wird das 3/2-Wegeventil 4 derart gesteuert, dass Druckluft allein dem Druckluftstrang 3.1 oder allein dem Druckluftstrang 3.2 zugeführt wird. Erfasst der Sensor 10 auf der Schiene 2 liegende Partikel, so wird Druckluftstrang 3.2 beaufschlagt. Druckluftregelventil 8 kann den Druckluftstrom in Druckluftstrang 3.2 beeinflussen, indem er diesen Strom je nach dem Verschmutzungsgrad der Lauffläche der Schiene 2 freigibt oder drosselt.
Druckluftstrang 3.1 wird hingegen dann beaufschlagt, wenn es darum geht, ein Durchdrehen oder Schleudern der Räder des Schienenfahrzeuges zu verhindern. Ein solcher Betriebszustand kann durch bekannte Einrichtungen erfasst werden, beispielsweise der Zustand des beginnenden Durchdrehens der Räder. Eine weitere, hier nicht dargestellte Steuereinrichtung kann sodann das 3/2-Wegeventil 4 entsprechend steuern, dass alleine Druckluftstrang 3.1 beaufschlagt wird, und dass damit Streusand aus der Sandauslassdüse 7 austritt.
Die Fahrtrichtung ist durch den Pfeil 12 bezeichnet. Demgemäß befinden sich die beiden Düsen – Sandauslassdüse 7 und Druckluftdüse 9 – in Fahrtrichtung vor dem Rad 1, und der Sensor 10 befindest sich in Fahrtrichtung vor den beiden genannten Düsen 7 und 9.
Durch die Kombination der beiden Systeme, nämlich des Systemes zum Aufbringen von Streusand und des Systemes zum Reinigen der Schiene 2 mittels Druckluft wird eine Einheit geschaffen, die kostengünstig und raumsparend ist.

1: Rad
2: Schiene
3: Druckluftanschluss
3.1: Druckluftstrang für den Sand
3.2: Druckluftstrang für reine Druckluft
4: 3/2-Wegeventil
5: Sandbehälter
6: Sandabscheider
7: Sandauslassdüse
8: Druckluft-Regelventil
9: Druckluftdüse
10: Sensor
11: Steuereinrichtung
12: Fahrtrichtung

Claims

Schienenfahrzeug mit Rädern 1.1 mit einer Streueinrichtung zum Aufbringen von Sand auf die Schienen (2) oder auf die Räder (1) oder auf diese beiden; 1.2 mit einem Druckluftsystem zum Fördern des Sandes; 1.3 mit einer Umsteuereinrichtung zum wahlweisen Richten eines Sandstrahles oder eines sandfreien Luftstrahles gegen die Schienen (2); 1.4 mit einem Sensor (10) zum Erfassen von auf den Schienen (2) liegenden Partikeln oder zum Erfassen eines beginnenden Schleuderns der Räder (2); 1.5 mit einer zentralen Prozesseinheit (CPU) zum Betätigen der Umsteuereinrichtung in Abhängigkeit vom Ausgang des Sensors (10).
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 2.1 mit einer Streueinrichtung zum Aufbringen von Sand auf die Schienen oder auf die Räder oder zwischen diese beiden; 2.2 mit einem Vorratsbehälter (5) zum Aufnehmen des Sandes; 2.3 das Druckluftsystem ist willkürlich an den Vorratsbehälter (5) zum Aufnehmen des Sandes anschließbar oder hiervon abkoppelbar; 2.4 das Druckluftsystem wird ausgenutzt zum Beaufschlagen wenigstens einer Düse, die gegen die Schienen (2) oder gegen die Räder (1) oder gegen diese beiden gerichtet ist, um Sand oder sandfreie Druckluft aufzubringen.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Düsen (7, 9) vorgesehen sind, deren eine (7) Sand, und deren andere (9) sandfreie Druckluft aufbringt.