CN112166062A - 具有用于干燥钢轨的装置的轨道处理单元 - Google Patents
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Abstract
描述了一种组合式轨道处理单元(21)。所述组合式轨道处理单元(21)具有组合的布施设备(21a)，所述布施设备(21a)具有集成在所述布施设备(21a)的前部区域(23)中的流出口(23a,23b)，用于将气态的干燥介质(L)施加到钢轨(6)上。所述布施设备还具有集成在所述布施设备(21a)的后部区域(22)中的抛撒料排出单元(22a)，用于将抛撒料(M)施加到钢轨(6)上。还描述了一种轨道车辆。此外还描述了还涉及一种借助组合式轨道处理单元(21)提高钢轨(6)和轨道车辆的车轮(2)之间的摩擦系数的方法。
Description
本发明涉及一种组合式轨道处理单元。此外，本发明涉及一种轨道车辆。此外，本发明涉及一种借助组合式轨道处理单元提高钢轨和轨道车辆的车轮之间的摩擦系数的方法。
在轨道车辆的车轮和驶过的钢轨之间的接触以及附着系数受外部条件，例如湿度、污物等的强烈影响。为了提高轨道车辆的车轮和驶过的钢轨之间的附着系数，使用轨道处理单元。这种轨道处理单元在轨道车辆的车轮前方布置在钢轨上方。借助轨道处理单元将抛撒料、例如制动沙或氧化铝施加到钢轨上，以实现更好的静摩擦。传统的轨道处理单元(见图1)具有撒沙装置，该撒沙装置由沙箱、流沙设备、沙软管和出沙管构成。出沙管用于在车轮和钢轨之间定向地施加沙子。沙子以预设量，例如每30秒400g施加到钢轨上。
但是仅利用抛撒料不能避免轨头上的潮湿。因为例如沙子只能有限地与钢轨上的水结合，从而通过将制动砂施加到湿的钢轨上只能有限地增加车轮与钢轨之间的摩擦系数。此外，大量使用抛撒材料提高了轮箍磨损。
本发明要解决的技术问题是，提供一种设备和一种方法，用于在轮箍磨损更小的情况下实现轨道车辆更好的附着系数。
上述技术问题通过按照权利要求1所述的组合式轨道处理单元、按照权利要求10所述的轨道车辆和按照权利要求11所述的用于提高在钢轨和轨道车辆的车轮之间的摩擦系数的方法解决。
按照本发明的组合式轨道处理单元具有组合的布施设备，所述布施设备具有集成在所述布施设备的前部区域中的流出口，用于将气态的干燥介质施加到钢轨上，并且所述布施设备还具有集成在所述布施设备的后部区域中的抛撒料排出单元，用于将抛撒料施加到钢轨上。所述流出口与干燥单元连接，所述干燥单元储备气态的干燥介质并且输送至流出喷嘴。抛撒料排出单元例如可以由抛撒料排出管构成。在此，所述“前部区域”沿着向前行驶方向位于所述“后部区域”的前方。通过这种布置方式使得待驶过的轨道部段先被干燥，然后才被施加抛撒料，并且最后由相应的车轮驶过该轨道部段。如果按照本发明的轨道处理单元附加地为了倒退行驶而沿前进行驶时的方向安装在相应的车轮后方，则定义的装置适用于沿倒退行驶的方向。
通过干燥单元和抛撒料排出单元的结合，实现了在潮湿情况下，车轮和钢轨之间的附着值比仅利用一个抛撒料装置的解决方案更高。通过以这种方式实现更高的附着值，具有组合的轨道处理单元的轨道车辆可以更快地加速和更快地减速，或者备选地加速更大的负载或者减速更大的负载。
此外，相较于没有对钢轨进行干燥的情况，消耗的制动沙更少，因为通过对钢轨的干燥过程实现了更高的附着值。因此也提高了针对轨道车辆的可传输的拉力，以此改善了轨道车辆的性能。有利地不必携带额外的介质，因为轨道车辆通常已经在车上携带了压缩空气作为气态的干燥介质。因此，附加的功能单元导致的重量增加也很小。
根据本发明的轨道车辆具有多个转向架和根据本发明的组合式轨道处理单元，该轨道处理单元在转向架上布置在转向架的车轮的前方。“布置在车轮的前方”在此表示，组合式轨道处理单元沿纵向，即沿向前行驶方向布置在车轮的前方，以便能利用施加的辅助介质将位于车轮前方的钢轨预处理。优选的是，根据本发明的轨道车辆具有至少两个根据本发明的组合式轨道处理单元，以便针对在平行的轨道上并排运行的车轮得到相同的附着系数。也可以在每个车轮前方都布置这种组合式轨道处理单元，以便进一步改善车轮的附着。附加地，根据本发明的轨道处理单元也可以布置在一个或多个车轮的后方，以便在倒退行驶时也改善附着系数。
根据本发明的轨道车辆与根据本发明的组合式轨道处理单元具有相同的优点。由于牵引被改善，所以必要时可以取消具有多重牵引的机车或者轨道车辆，或者甚至取消六轴机车。
在根据本发明的用于借助组合式轨道处理单元提高钢轨和轨道车辆的车轮之间的摩擦系数的方法中，借助集成在组合式轨道处理单元的布施设备的前部区域中的流出口将气态的干燥介质施加到钢轨上。流出口例如可以是喷嘴的一部分并且设计用于输出气态的介质。借助气态的介质对车轮的前方区域中的钢轨进行干燥。此外，通过集成在布施设备的后部区域中的抛撒料排出单元、例如抛撒料排出管将抛撒料施加到钢轨上。
根据本发明的用于借助组合式轨道处理单元提高钢轨和轨道车辆的车轮之间的摩擦系数的方法具有与根据本发明的组合式轨道处理单元相同的优点。
从属权利要求以及下面的说明分别包含本发明特别有利的设计方案和改进方案。在此，一类权利要求的权利要求尤其可以类似于另一类权利要求的从属权利要求和其说明部分改进。此外，在本发明的范畴中不同实施例和权利要求的不同特征也可以组合成新的权利要求。
在根据本发明的组合式轨道处理单元的优选设计方案中，所述流出口和抛撒料排出管相对彼此且相对于布施设备固定地集成在布施设备中。有利的是，流出口和抛撒料排出管的在制造时预设的位置或定向一旦确定了合适的位置和定向便不再改变，从而在运行期间不再需要定期校正或校准。
在根据本发明的组合式轨道处理单元的变型设计中，所述流出口和抛撒料排出管在试验阶段在它们的位置和定向方面可校准地布置并且能够针对之后的例如在常规运行中的使用中可固定地布置。有利的是，在试验阶段中确定和固定流出口和抛撒料排出管的最有利的位置和定向，以便随后不再为了辅助介质能正确地到达驶过的钢轨上而需要校正和校准过程。
在根据本发明的组合式轨道处理单元的设计方案中，所述布施设备具有布置在侧面的流出口，用于在弯道行驶时对钢轨进行干燥。“布置在侧面”在此表示，在笔直行驶时流出口不准确地定位在钢轨中心的上方，而是相对钢轨中心沿横向错移地布置。有利的是，轨道处理单元的作用范围可以扩展到在弯道行驶时必须被覆盖的局部区域上。因此也在弯道区域中也实现改善的牵引和改善的制动特性。布置在侧面的流出口例如可以相对在笔直行驶时准确定位在钢轨上方的流出口额外地布置。
优选的是，轨道处理单元固定地安装在转向架上。这优点在于，不存在昂贵并且易受影响的调整机构，这些调整机构会因转向架更高的重力加速度g-冲击而损坏。即使在出现存在于底板下方的乱石飞溅或者冰块的情况下，通过在转向架上紧凑和固定地安装的单元也可以避免损伤或者损坏，并且以此实现更高的冬季适用性。
在根据本发明的组合式轨道处理单元的特定的变型设计中，所述布施设备具有至少一个布置在中央的流出口，用于在笔直行驶时实施干燥。布置在中央的流出口实现在笔直行驶时对轨道的干燥。上述两个设计方案也可以有利地相互结合，以便在路线导向不同时实现更好的附着性。
在根据本发明的组合式轨道处理单元的设计方案中，所述布施设备具有多个布置在中央的流出口，这些流出口布置在转盘上，用于在笔直行驶时实施干燥。转盘可以用于在测试阶段校准流出口，以使流出口的作用范围定向到钢轨上。
在根据本发明的组合式轨道处理单元的备选的设计方案中，至少一个布置在中央的流出口具有具备多个出口的滑块，所述滑块能够沿横向移动，使得干燥射束的位置能够沿横向移动。以此方式同样可以使流出口的作用范围调整适配于钢轨位置。
特别优选的是，用于施加气态的干燥介质的流出口设置用于将压缩空气作为气态的干燥介质施加到钢轨上。因为用于制动***的压缩空气通常也是一并携带的，所以为此配设的存储设施也可以用作针对流出口或包含该流出口的干燥单元的源头，使得在根据本发明的装置中用于改装的耗费以及附加的重量增加和成本增加都很低。
在根据本发明的组合式轨道处理单元的设计方案中，组合式轨道处理单元针对过渡运行和冬季运行设计为能够实施加热，使得流出口和抛撒料排出单元不会冻住。例如可以借助加热棒、加热线圈或加热膜实施加热。
此外，为了更高的能效可以围绕流出口和抛撒料排出单元安装隔绝装置，以便在寒冷时不向环境释放过多热量。
下面参照附图根据实施例再次详细阐述本发明。在附图中：
图1示出传统的轨道处理单元的横截面视图，其布置在轨道车辆的车轮前方，
图2示出根据本发明的实施例的组合式轨道处理单元的横截面示意图，
图3示出根据本发明的实施例的组合式轨道处理单元的俯视图，
图4示出流程图，其显示用于借助根据本发明的实施例的轨道处理单元提高钢轨和轨道车辆的车轮之间的摩擦系数的方法。
在图1中示出传统的轨道处理单元1的横截面视图10。沿(用箭头表示的)行驶方向观察，轨道处理单元1布置在轨道车辆(未示出)的转向架的车轮2前方。轨道处理单元包括沙箱1a，所述沙箱用作储存器，用于所应用的抛撒料M。在沙箱1a的底部区域的外侧面上有流沙设备3，用于调节抛撒料的流量。流沙设备3上连接有沙软管4，沙软管将抛撒料M输送至出沙管5。在出沙管5前方，抛撒料分布在作用范围上、即分布在钢轨6的轨头的表面上，轨道车辆在该钢轨上行驶。
图2示出根据本发明的实施例的组合式轨道处理单元21的横截面示意图20。沿(用箭头表示的)行驶方向观察，轨道处理单元21布置在轨道车辆(未示出)的转向架的车轮2前方。组合式轨道处理单元21包括固定安装的具有抛撒料排出管22a的抛撒料装置22，抛撒料装置22作为布施设备21a的在布施设备的后部区域中的一部分。组合式轨道处理单元21还包括用于干燥钢轨6的装置23，轨道车辆在所述钢轨上行驶。用于干燥钢轨6的装置23具有多个流出口23a、23b，流出口设置用于把空气流L发射到钢轨6上。用于干燥钢轨6的流出口竖直向下朝向钢轨6的方向并且布置在抛撒料装置22的抛撒料排出管22a的前方。抛撒料排出管22a对角线式地倾斜向下对准钢轨6，使得所施加的抛撒料M直接在轨道车辆的车轮2前方在作用范围WB内被施加到钢轨6上。流出口23a、23b的空气流L对准抛撒料装置22的作用范围WB前方的区域TB，使得抛撒料M落到钢轨6的已经被干燥的区域上。
在图3中示出向下朝向图2所示的组合式钢轨处理装置21的视图30。钢轨处理装置21具有布施设备21a。布施设备21a在布施设备21a的后部区段中，即在朝向相应轨道车辆的车轮2的区段中具有抛撒料排出管22a，抛撒料排出管用作针对抛撒料，在此即沙子的输出位置。在布施设备21a的中部区段中构造有具备三个干燥流出口23a的区域。干燥流出口23a的居中布置允许在笔直行驶时空气流对准被行驶的钢轨6。在这种情况下，或者正好一个流出口23a定位在轨道中心上方，或者两个流出口在轨道中心上方略微向右和向左错移地布置。此外，布施设备21a还包括在前部区域中的两个流出口23b，它们定位用于在向左的弯道或者向右的弯道行驶中对钢轨6进行干燥。这两个流出口23b分别向侧方错移，确切而言，向右和向左相对于中心错移地布置。这三个流出口根据运行情况可以同时被控制，但也可以被单独控制。在单独控制的情况中，需要的干燥介质量减少。
在图4中示出流程图400，其示出用于借助轨道处理单元提高钢轨和轨道车辆的车轮之间的摩擦系数的方法。在步骤4.1中，气态的干燥介质L从集成在轨道处理单元的布施设备的前部区域中的流出口施加到钢轨6上。此外，在步骤4.2中，抛撒料M通过集成在布施设备的后部区域中的抛撒料排出管施加到钢轨6上。
最后还要再次说明，上述方法和装置只是本发明的优选实施例并且本发明可以由本领域技术人员修改，而不脱离本发明的通过权利要求给出的保护范围。处于完整性原因也要指出，对不定冠词“一个”的使用并不排除相关特征也可以存在多个。同样，术语“单元”并不排除其由多个组件组成，这些组件必要时是在空间上分布的。
Claims (11)
1.一种组合式轨道处理单元(21)，其具有组合的布施设备(21a)，所述布施设备(21a)具有：
-集成在所述布施设备(21a)的前部区域(23)中的流出口(23a,23b)，用于将气态的干燥介质(L)施加到钢轨(6)上，
-集成在所述布施设备(21a)的后部区域(22)中的抛撒料排出单元(22a)，用于将抛撒料(M)施加到钢轨(6)上。
2.按照权利要求1所述的组合式轨道处理单元，其中，所述流出口(23a,23b)和抛撒料排出单元(22a)固定地集成在所述布施设备(21a)中。
3.按照权利要求1所述的组合式轨道处理单元，其中，所述流出口(23a,23b)和抛撒料排出单元(22a)在试验阶段在它们的位置和定向方面可校准和可固定地布置。
4.按照上述权利要求之一所述的组合式轨道处理单元，其中，所述布施设备(21a)具有布置在侧面的流出口(23b)，用于在弯道行驶时对钢轨(6)进行干燥。
5.按照上述权利要求之一所述的组合式轨道处理单元，其中，所述布施设备(21a)具有至少一个布置在中央的流出口(23a)，用于在笔直行驶时实施干燥。
6.按照权利要求5所述的组合式轨道处理单元，其中，所述布施设备(21a)具有多个布置在中央的流出口(23a)，这些流出口布置在转盘上，用于在笔直行驶时实施干燥。
7.按照权利要求5所述的组合式轨道处理单元，其中，至少一个布置在中央的流出口(23a)具有具备多个出口的滑块，所述滑块能够沿横向移动，使得干燥射束的位置能够沿横向移动。
8.按照上述权利要求之一所述的组合式轨道处理单元，其中，用于施加气态的干燥介质的流出口(22a,22b)设置用于将压缩空气(L)作为气态的干燥介质施加到钢轨(6)上。
9.按照上述权利要求之一所述的组合式轨道处理单元，其中，所述组合式轨道处理单元设计为能够实施加热。
10.一种轨道车辆，具有：
-多个转向架，
-按照上述权利要求之一所述的组合式轨道处理单元(21)，所述组合式轨道处理单元(21)在转向架上布置在转向架的车轮(2)的前方。
11.一种借助组合式轨道处理单元(21)提高钢轨(6)和轨道车辆的车轮(2)之间的摩擦系数的方法，所述方法包括以下步骤：
-集成在组合式轨道处理单元(21)的布施设备(21a)的前部区域中的流出口(23a,23b)将气态的干燥介质(L)施加到钢轨(6)上，
-通过集成在布施设备(21a)的后部区域中的抛撒料排出单元(22a)将抛撒料(M)施加到钢轨(6)上。
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