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Dokumentenidentifikation DE10333637A1 10.02.2005
Titel Sandaustrageinrichtung für ein Schienenfahrzeug mit variierender Leistung angesteuertem Kompressor
Anmelder Zeppenfeld Industrie-Verwaltungs-GmbH, 42549 Velbert, DE
Erfinder Kaminski, Gerd, 58091 Hagen, DE;
Schäfen, Carsten, 44879 Bochum, DE
Vertreter H.-J. Rieder und Partner, 42329 Wuppertal
DE-Anmeldedatum 24.07.2003
DE-Aktenzeichen 10333637
Offenlegungstag 10.02.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.02.2005
IPC-Hauptklasse B61C 15/10
IPC-Nebenklasse B60B 39/04   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Sandaustragseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, mit einem Vorratsbehälter (10), einer dem Vorratsbehälter (10) zugeordneten Saugdüsenanordnung (11), einer der Saugdüsenanordnung (11) nachgeordneten Sandförderleitung (16) und einem der Saugdüsenanordnung (11) vorgeordneten, mit der Saugdüsenanordnung (11) mittels einer Druckluftleitung (18) verbundenen Kompressor (14). Wesentlich ist eine Steuereinrichtung (17) für den Kompressor (14), welche beim Sandaustrag den Kompressor (14) in einer ersten Phase für eine erste Zeitdauer (t1) mit einer hohen Leistung (L1) und nachfolgend in einer zweiten Phase für eine zweite Zeitdauer (t2) mit einer verminderten Leistung (L2) bestromt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Sandaustragseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, mit einem Vorratsbehälter, einer dem Vorratsbehälter zugeordneten Saugdüsenanordnung, einer der Saugdüsenanordnung nachgeordneten Förderleitung und einem der Saugdüsenanordnung vorgeordneten, mit der Saugdüsenanordnung mittelst einer Druckluftleitung verbundenen Kompressor.

Eine derartige Vorrichtung wird in der DE 202 17 390 U1 beschrieben. Beim Anfahren eines Schienenfahrzeuges wird mittels der Sandaustrageinrichtung Sand vor die angetriebenen Räder des Schienenfahrzeuges geblasen, um die Reibung zur Schiene zu erhöhen. In dem Vorratsbehälter befindet sich Sand. Mittelst der in die Saugdüsenanordnung eingeblasenen Druckluft wird der Sand aus dem Vorratsbehälter durch die Sandförderleitung vor das Rad gefördert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, um den Sandverbrauch stufenlos regeln zu können und insbesondere auch insgesamt zu vermindern.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Der Anspruch 1 sieht zunächst und im wesentlichen eine Steuereinrichtung für den Kompressor vor, welche beim Sandaustrag den Kompressor in einer ersten Phase für eine erste Zeitdauer mit einer hohen Leistung und nachfolgend in einer zweiten Phase für eine zweite Zeitdauer mit einer verminderten Leistung bestromt. Beispielsweise kann die erste Zeitdauer etwa 1 Sekunde betragen. Die zweite Zeitdauer kann etwa 3 bis 4 Sekunden betragen. Während der ersten Phase wird kurzfristig eine relativ große Menge durch die Sandförderleitung vor das Rad geblasen. In der zweiten Phase wird der Kompressor mit von geminderter Leistung angetrieben. Der dadurch geringere Druckluftstrom fördert für eine längere Zeit Sand mit einer geringeren Förderleistung. Es wird als besonderer Vorteil angesehen, wenn der Kompressor in der ersten Phase mit der vollen, ununterbrochenen Bordspannung bestromt wird. Dies führt zu einer Verminderung der Reaktionszeit. Die Bordspannung beträgt in der Regel 24 Volt. Betriebsbedingt kann die Bordspannung aber um bis zu 30 % vom Sollwert abweichen. In der zweiten Phase wird der Kompressor mit einer verminderten Leistung angesteuert. Diese Leistung kann sogar von der betriebsbedingten Variation der Bordspannung unabhängig eingestellt werden. Üblicherweise ist die Bordspannung eine Gleichspannung. Die Leistungsregelung erfolgt pulsweitenmoduliert. Der Kompressor wird in der zweiten Phase deshalb bevorzugt mit einer pulsweitenmodulierten Betriebsspannung bestromt. Diese Steuereinrichtung ermöglicht es, die Bestromungsleistung in der zweiten Phase jahreszeitabhängig oder witterungsabhängig zu variieren. Beispielsweise kann der Kompressor im Winter in der zweiten Phase mit einer höheren Leistung betrieben werden, als im Sommer. Dies hat zur Folge, dass in der zweiten Phase im Winter ein höherer Sandaustrag erfolgt, als im Sommer. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass während der zweiten Phase oder während einer der zweiten Phase folgenden dritten Phase für eine dritte Zeit der vom Kompressor erzeugte Druckluftstrom durch eine Bypassleitung an der Saugdüsenanordnung vorbei in die Sandförderleitung geleitet wird. Vorzugsweise wird nur während der dritten Phase Druckluft durch die Bypassleitung geblasen. Es wird dabei keine Druckluft durch die Zuleitung zur Saugdüsenanordnung geblasen, so dass in der dritten Phase die Sandförderleitung freigeblasen wird. Ein derartiges Freiblasen kann auch in zyklischen Abständen durchgeführt werden. Wird beispielsweise für eine gewisse Zeit nach einem Sandaustrag die Vorrichtung nicht betätigt, so wird für eine gewisse Zeit ein Druckluftstrom durch den Bypass an der Saugdüsenanordnung vorbei in die Sandförderleitung gegeben. Die Zeiten können über ein externes Programmiergerät änderbar sein. Die Steuereinrichtung kann darüber hinaus einen Datenspeicher besitzen, in welchem die Zeitpunkte und die Betriebsdaten, bspw. Betriebsspannung und geflossener Strom der Sandaustragsereignisse abgespeichert werden. Abhängig von diesen Zeiten kann dann die Steuereinrichtung die Freiblasvorgänge einleiten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 in einem Leistungs-/Zeitdiagramm die einzelnen Bestromungsphasen des Kompressors,

2 den schematischen Aufbau einer Sandaustragseinrichtung und

3 ein Leistungs-/Zeitdiagramm, bei dem zusätzlich die Ventilstellungen von Magnetventilen eingezeichnet sind.

Die in 2 dargestellte Vorrichtung besitzt einen Sandvorratsbehälter, dem bodenseitig eine Saugdüsenanordnung 11 zugeordnet ist. In die Saugdüsenanordnung 11 mündet eine Druckluftleitung 18. Wird durch die Druckluftleitung 18 ein Druckluftstrom geleitet, so saugt dieser Druckluftstrom aus dem Sandvorratsbehälter Sand. Dieser Sand wird von dem Druckluftstrom durch die Sandförderleitung 16 vor die Räder des Schienenfahrzeuges gefördert.

Der Druckluftstrom, der durch die Druckluftleitung 18 strömt, wird von einem Kompressor 14 erzeugt. Bei diesem Kompressor kann es sich um einen Drehschieberkompressor handeln. Von einer Steuereinrichtung 17 wird der Kompressor 14 mit Strom versorgt. In der Druckluftleitung 18 befindet sich ein Magnetventil 12, welches ebenfalls von der Steuereinrichtung 17 gesteuert wird. Mit diesem Magnetventil kann die Druckluftleitung 18 geöffnet oder verschlossen werden.

Die Vorrichtung besitzt eine Bypassleitung 15, die mit einem Magnetventil 13 geöffnet oder geschlossen werden kann. Auch dieses Magnetventil 13 wird von der Steuereinrichtung 17 angesteuert. Die Bypassleitung 15 umgeht die Saugdüsenanordnung 11 und mündet unmittelbar in die Förderleitung 16, so dass mittels eines durch die Bypassleitung 15 geblasenen Druckluftstroms diese Förderleitung 16 freigeblasen werden kann. Hierzu muss das Magnetventil 12 in der Druckluftleitung 18 geschlossen werden und das Magnetventil 13 in der Bypassleitung 15 geöffnet sein.

Unter Bezugnahme auf das Leistungs-/Zeitdiagramm 1 wird die Funktionsweise der Steuerung im Detail erläutert:

Zum Zeitpunkt 1 wird der Kompressor 14 mit voller Leistung bestromt. Der Kompressor 14 erhält dabei die volle zur Verfügung stehende Bordspannung. In dieser ersten Phase wird der Kompressor 14 über eine Zeit t1, die etwa 1 Sekunde beträgt, bestromt. Zum Zeitpunkt 2 wird der Kompressor 14 mit einer verminderten Leistung L2 bestromt. Die Leistung L2 kann jahreszeit- oder witterungsabhängig sein. Die Steuereinrichtung 17 bestromt den Kompressor in dieser zweiten Phase für eine Zeit t2, die 3 bis 4 Sekunden betragen kann, pulsweitenmoduliert. Ab dem Zeitpunkt 3 wird der Kompressor 14 in einer dritten Phase für eine Zeit t3, die ebenfalls einige Sekunden betragen kann, wieder mit voller Leistung bestromt. Während dieser dritten Phase ist das Magnetventil 12 geschlossen und das Magnetventil 13 geöffnet, so dass kein Sand gefördert wird, sondern nur Druckluft durch den Bypass 15 in die Sandförderleitung 16 geblasen wird, um diese freizublasen.

Die Stellung des Magnetventils 12 in der Druckluftleitung 18 geht aus der 3 hervor. Eine Sandförderung findet demzufolge nur während der ersten und zweiten Phase für die Zeiten t1 und t2 statt.

Wie aus der 3 ferner hervorgeht, wird der Kompressor 14 von der Steuereinrichtung 17 auch nach einer Zeit t4, bei der es sich um einige Minuten handeln kann, mit voller Leistung für eine Zeit t5, bei welcher es sich um einige Sekunden handeln kann, bestromt. Eine derartige Bestromung erfolgt aber nur, wenn innerhalb der Zeit t4 kein Sandaustrag erfolgt ist. Während der Zeit t5 ist das Magnetventil 12 geschlossen und nur das Magnetventil 13 geöffnet, so dass die Druckluft nur durch die Bypassleitung 15 in die Sandförderleitung 16 zum Zwecke des Freiblasens einströmt.

Sämtliche Zeiten t1, t2, t3, t4 und t5 können durch Benutzung eines externen Programmiergerätes geändert werden. Dieses Programmiergerät kann an der Steuereinrichtung 17 angeschlossen werden. Das Programmiergerät kann gemäß seiner nicht bevorzugten Ausführungsform sogar ohne Öffnen des Gehäuses mit der Sandaustragseinrichtung zusammenwirken. Die Einstellung der zu fördernden Sandmenge kann über einen Drehschalter vorgenommen werden.

Als weitere Option ist eine Datenspeicherung der letzten Sandungsvorgänge vorgesehen. In diesem Datenspeicher werden die Zeiten der zurückliegenden Sandaustragsvorgänge sowie weitere Betriebsdaten wie Betriebsspannung, Strom oder dergleichen abgespeichert.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.


Anspruch[de]
  1. Sandaustragseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, mit einem Vorratsbehälter (10), einer dem Vorratsbehälter (10) zugeordneten Saugdüsenanordnung (11), einer der Saugdüsenanordnung (11) nachgeordneten Sandförderleitung (16) und einem der Saugdüsenanordnung (11) vorgeordneten, mit der Saugdüsenanordnung (11) mittels einer Druckluftleitung (18) verbundenen Kompressor (14), gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (17) für den Kompressor (14), welche beim Sandaustrag den Kompressor (14) in einer ersten Phase für eine erste Zeitdauer (t1) mit einer hohen Leistung (L1) und nachfolgend in einer zweiten Phase für eine zweite Zeitdauer (t2) mit einer verminderten Leistung (L2) bestromt.
  2. Sandaustragseinrichtung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (14) in der ersten Phase mit voller, ununterbrochenen Bordspannung betrieben wird.
  3. Sandaustragseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (14) in der zweiten Phase mit einer pulsweitenmodulierten Bordspannung bestromt wird.
  4. Sandaustragseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromungsleistung in der zweiten Phase jahreszeitabhängig oder witterungsabhängig variiert.
  5. Sandaustragseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Phase und/oder während einer der zweiten Phase folgenden dritten Phase für eine Zeitdauer (t3) der vom Kompressor (14) erzeugte Druckluftstrom durch eine Bypassleitung (15) an der Saugdüsenanordnung (11) vorbei in die Saugförderleitung (16) geleitet wird.
  6. Sandaustragseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Sandförderleitung (16) in zyklischen Abständen (t4) für jeweils eine Zeitdauer (t5) freigeblasen wird.
  7. Sandaustragseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeiten (t1, t2, t3, t4, t5) über ein externes Programmiergerät änderbar sind.
  8. Sandaustragseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen Datenspeicher zum Abspeichern der Zeitpunkte der Sandaustragsereignisse und weiterer Betriebsdaten wie Betriebsspannung und Strom.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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