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EP4341491B1 - Working machine and method for reducing the formation of dust during track construction works - Google Patents

Working machine and method for reducing the formation of dust during track construction works Download PDF

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Publication number
EP4341491B1
EP4341491B1 EP22731076.0A EP22731076A EP4341491B1 EP 4341491 B1 EP4341491 B1 EP 4341491B1 EP 22731076 A EP22731076 A EP 22731076A EP 4341491 B1 EP4341491 B1 EP 4341491B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
working machine
water
conveyor belt
working
ballast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP22731076.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP4341491C0 (en
EP4341491A1 (en
Inventor
Jörg Frenzel
Julius A CAMPO
David Prust
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyperion Verwaltung GmbH
Original Assignee
Hyperion Verwaltung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyperion Verwaltung GmbH filed Critical Hyperion Verwaltung GmbH
Publication of EP4341491A1 publication Critical patent/EP4341491A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP4341491B1 publication Critical patent/EP4341491B1/en
Publication of EP4341491C0 publication Critical patent/EP4341491C0/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/06Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/12Packing sleepers, with or without concurrent work on the track; Compacting track-carrying ballast
    • E01B27/13Packing sleepers, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/16Sleeper-tamping machines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/02Removing or re-contouring ballast
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/04Cleaning or reconditioning ballast or ground beneath
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/06Placing ballast

Definitions

  • the invention relates to a work machine for track construction work, wherein the work machine has at least one working area in which ballast is moved, and to a method for reducing dust development during track construction work with a work machine.
  • a track tamping machine also called a ballast tamping machine or tamping train, is a track construction machine for compacting the ballast (tamping) in the superstructure beneath the sleepers.
  • a tamping machine has a tamping unit equipped with vibrating tamping tines that plunge into the ballast and then press and compact the ballast beneath the sleepers through horizontal movements.
  • a ballast cleaning machine removes the ballast from the track bed, cleans it, and then returns it to the track.
  • a renewal train also removes and replaces the sleepers.
  • ballast can be basalt or a rock type other than ballast (e.g., limestone).
  • ballast cleaning machines and track renewal trains dust is generated particularly in the working area of the tamping picks used to compact the ballast.
  • a particularly dusty working area is the scraper chain used to remove the old ballast from the track bed.
  • Other working areas with high levels of dust generation are transfer points between ballast conveyor belts or ballast drop points, or areas where sleepers are removed from or reinserted into the ballast.
  • Quartz and certain asbestos fibers are classified as scar-forming (fibrogenic) dusts, as they lead to progressive remodeling of lung tissue (pulmonary fibrosis) after frequent exposure over a long period of time (due to chronic inhalation), which is associated with functional impairment of respiration and gas exchange (ventilation and diffusion disorders).
  • the arrangement of the extraction and filter systems limits the accessible work area and, in the event of an accident on the The filter and machine unit traveling on a parallel track (if any exists!) restricts the access to the opposite track for other logistics or railway construction services.
  • the achievable work output is reduced, the required working time for personnel in the work area increases, and the available working and safety area is reduced.
  • From the EP 1 860 240 A1 is a type of work machine. It involves spraying liquid onto the ballast. The liquid can be applied as a mist or as a jet.
  • From the DE 101 39 765 A1 is a working machine for cleaning ballast, where the ballast is sprayed, working with operating pressures of 40 - 80 bar.
  • the invention is based on the technical problem of creating a work machine for track construction work, which has at least one working area where ballast is moved, and which improves the reduction of dust generation.
  • a further problem is the provision of a corresponding method.
  • the track construction machine has at least one working area where ballast is moved.
  • High-pressure water nozzles are arranged near the working area on the machine, which are designed to generate a water mist of defined width and length around the working area.
  • High pressure is understood to be a pressure of ⁇ 40 bar.
  • the pressure is preferably between 40 and 80 bar. More preferably, the water mist is generated continuously and in a stationary manner. However, designs are also possible in which the water mist is generated in pulses, for example every three to five seconds. In this case, even higher pressures can be used.
  • the droplet size of the water mist is less than 1 mm and is preferably between 50 and 150 ⁇ m.
  • the length and width of the water mist preferably depends on the type of machine or the type of work area.
  • the width of the water mist is preferably greater than 3 m and can be up to 20 m or more. However, the width can also be less than 3 m in individual cases. In particular, a certain width immediately in front of and in the work area is nebulized so that when the machine moves longitudinally, the work area always enters in a standing water mist. It can also be provided that the width of the water mist is adapted to the length of the sleepers, whereby the width of the water mist is at least 5 to 10 cm greater than the length of the sleepers, for example.
  • the length of the water mist is preferably greater than 2 m, more preferably greater than 4 m. However, there are also applications in which the water mist is less than 2 m long.
  • the water nozzles can be aligned in such a way that they generate the water mist in the longitudinal direction or direction of movement of the work machine. If the water nozzles are arranged in front of the work area, they spray back (opposite the direction of movement). If they are arranged behind the work area, they spray in the direction of travel.
  • the water nozzles can also be arranged additionally or only laterally and then spray perpendicular to the direction of movement.
  • the work area is preferably a scraper chain and/or a transfer point for ballast between two conveyor belts and/or the immersion point of the tamping pick of a tamping machine or a shovel or similar on an excavator and/or discharge points for ballast into a track bed.
  • the number of water nozzles per dust-generating location is preferably between 4 and 50, which are preferably supplied with water by a common pump. As the number of water nozzles increases, the pump must provide a correspondingly greater pumping capacity, or multiple pumps must be used. A number of water nozzles between 30 and 40 has proven particularly efficient.
  • the pumping capacity is, for example, between 200 and 300 l/h.
  • Another advantage of fogging is that it allows fine dust particles to agglomerate into larger grains. These then sink to the ground and can be transported away with the moistened gravel being collected, or they can be vacuumed more easily. This agglomeration effect can be further enhanced by adding dust binding agents.
  • a further advantage of fogging is that the amount of binding agent used can be significantly reduced compared to conventional application methods. Compared to previously described known methods for dust prevention, this results in a significant reduction in material usage.
  • the work machine is designed to adjust the alignment of the water nozzles and/or the high pressure at the water nozzles.
  • the adjustability can be manual or automatic. This adjustability allows the work machine to react to changing external influences such as wind.
  • the fog wall is influenced depending on the wind strength and direction. These influences can be at least partially compensated for by the settings, so that almost comparable working conditions always exist.
  • the wind strength and direction can be measured by sensors, with the parameters for the alignment of the water nozzles and/or the set high pressure being read from a characteristic curve or table.
  • a camera or laser can be provided that records the water mist and changes the settings based on the captured image data until the desired shape of the water mist is achieved.
  • the work machine has at least one fan and air guiding structures for generating a laminar flow, with the water nozzles being designed to spray the water mist into the laminar flow.
  • the air guiding structures are, for example, air baffles, which may also have additional coatings.
  • the working machine has at least one suction device arranged opposite the water nozzles.
  • the The extraction device is designed as a suction fan with a cyclone separator. The water can then be cleaned and fed back into the water nozzles.
  • the orientation of the extraction device can also be adjustable.
  • the work machine has at least one conveyor belt for gravel, wherein at least along a partial section of the conveyor belt, the conveyor belt is surrounded by a circulating belt.
  • the work machine further has a water bath designed such that a portion of the circulating belt is located in the water bath. This allows the moistened belt to absorb rising dust from the conveyor belt and divert it to the water bath.
  • the circulating belt is designed, for example, as a fleece. Alternatively, the belt can also be electrostatically charged, in which case the water bath is omitted.
  • the work machine has at least one conveyor belt for gravel, wherein two circulating belts are stretched over the conveyor belt at least along a partial section of the conveyor belt, wherein the work machine has at least one water bath which is designed such that a part of the circulating belt is located in the water bath.
  • the belts are preferably designed as fleece.
  • each belt is preferably assigned its own water bath.
  • a pressure roller is provided in each case, which presses the dust-contaminated dirty water out of the belt before it is immersed again in the water bath. The dirty water can then be cleaned and fed to the water bath or other units of the work machine.
  • the belts can be electrostatically charged, in which case the water baths are no longer necessary.
  • the work machine comprises at least one conveyor belt for ballast, wherein a hood is arranged above the conveyor belt at least along a partial section of the conveyor belt.
  • Water nozzles are arranged on the hood and are designed to generate a radial water jet on the inner wall of the hood. The water jet is then injected onto one side of the hood in such a way that the hood is covered with a permanently closed film of water over its entire length and width. The water jet collects dust particles and flows off on the opposite side.
  • the draining wastewater can then be cleaned.
  • the airflow in the enclosed space between the conveyor belt and the hood can be turbulent to dislodge additional dust particles from the transported gravel and bring dust particles already in the air into contact with the surrounding water jet.
  • the hood can be electrostatically charged, in which case the water jet is eliminated.
  • the work machine has at least one conveyor belt for gravel, wherein fans for generating a laminar air flow are arranged next to the conveyor belt at least along a portion of the conveyor belt, wherein the air flow is oriented transversely to the conveying direction of the conveyor belt, wherein the work machine further has water nozzles arranged on the opposite side of the conveyor belt.
  • the water nozzles generate a vertically descending water mist next to the conveyor belt, which binds the dust.
  • the droplet size is preferably between 50 ⁇ m and 500 ⁇ m and more preferably between 50 and 100 ⁇ m.
  • the dirty water falling downwards can be collected in a channel running parallel to the conveyor belt, for example, and then cleaned and reused.
  • the work machine additionally has at least one device which is designed to generate a water mist in pulses in front of the work machine.
  • the device generates a water mist with a droplet size of less than 500 ⁇ m, with a droplet size of 100 ⁇ m being preferably generated.
  • the pressure is preferably between 20 and 30 bar and more preferably 25 bar.
  • An intermediate storage device is preferably provided which maintains the pressure.
  • the pressure in the intermediate storage device is preferably between 27 and 40 bar, more preferably between 35 and 40 bar and more preferably between 38 and 40 bar.
  • the length of the water mist is preferably between 35 and 50 m.
  • the width is preferably between 3 and 5 m.
  • the water mist is preferably approximately 1 m above the track bed in front of the work machine. This allows for targeted water settling and at the same time does not obstruct visibility, thus increasing work safety.
  • a water mist tunnel or blanket is created, into which the mobile work machine moves. Since the work areas or work units (e.g. a scraper chain) are usually not located directly at the head of the work machine, but several meters behind it, it is advantageous if the work machine moves into the water mist tunnel.
  • the dust that then rises absorbs the moisture in the form of water droplets and sinks back to the ground. The water consumption is considerably lower than with conventional sprinkling systems.
  • 125 liters of pulsed water misted can achieve a similar effect to 10,000 liters of water when sprinkling to wet the track bed. Over an eight-hour shift, around 17,000 liters of water are sufficient, to which around 240,000 liters of air are added. Preferably, 3 to 6 pulses are generated per minute.
  • the water mist can consist of pure water or contain additives. Devices for generating such water mist tunnels are known, for example, from firefighting, where they are used for the so-called impulse extinguishing method and are manufactured, for example, by the company IFEX. The entire device does not have to be integrated into the working machine. For example, only the actual impulse cannon is integrated into the working machine, while other components, such as the water tank and pressure accumulator, are arranged on a rail-mounted platform in front of the working machine.
  • the procedure may provide for a person to wear the device for pulsed nebulisation.
  • the device for reducing dust development during track construction work comprises at least one water chamber, at least one pressure chamber, at least one quick-release valve, at least one nozzle and a controller, wherein the controller is designed to actuate the at least one quick-release valve in a pulsed manner so that the pressure chamber and water chamber are pressure-connected and a water mist is generated, wherein the device has means for detachably connecting the device to a rail-bound platform, or the device has a rail-bound platform.
  • the platform can be arranged in front of the work machine and pushed by the work machine.
  • the means for generating the water mist are arranged on a platform separate from the drive machine, with the water mist being generated opposite to the direction of movement of the working machine.
  • the platform can have its own drive or be towed. The advantage of this is that no additional mechanical stress is placed on the area in front of the working machine and thus near the process-related track hole in the area of the clearing chains of a working machine.
  • the individual measures can also be combined.
  • the first means can be located on a platform separate from the working machine, with additional means integrated into the working machine and/or located directly in front of it.
  • the means in front of or in the working machine generate the water mist in different directions (forward, backward, left, right). It can further be provided that the means in or immediately in front of the working machine generate the water mist at lower pressure and with a shorter length.
  • the water mist is detected by at least one sensor, and the frequency of the pulses is adjusted depending on the sensor data. This ensures that a sufficient wall of water mist is always present.
  • the sensor is designed, for example, as a camera. Additionally, object detection can be performed using the sensor. It can be provided that the generation of water mist is interrupted when an object (e.g., a person) is detected.
  • a sensor system for detecting the distance to the working machine.
  • the data from this sensor system can be used to control a drive motor of the platform or the means itself.
  • the means can be pivoted vertically or the working pressure can be adjusted.
  • the sensor system can be designed as a laser, radar, or lidar sensor. However, the sensor system can also be designed as a stereo camera.
  • the data from the sensor system for detecting the distance to the working machine can also be used for object detection.
  • the various means are arranged in parallel. This makes it easier to set the desired width of the water mist wall.
  • the various means can be controlled at different times, so that an overall higher pulse rate can be generated. Individual means can also be controlled only in specific situations, for example if the sensor that detects the water mist detects too little water mist.
  • the several means can also be arranged radially distributed around an axis, in which case the means can rotate in a revolving manner around the axis and generate a water mist one after the other.
  • the means are designed to be pivotable.
  • the means can be designed to be horizontally and/or vertically pivotable. The vertical pivoting allows the angle of the water mist and thus also its length to be adjusted.
  • the means can be pivoted depending on the data from the sensor system for detecting the distance to the work machine.
  • the nozzles can be monitored, for example, for blockage or icing. It can also be provided that the nozzles are heated if there is a risk of icing.
  • the pressure chamber is preferably connected to a compressor, which continually builds up the necessary pressure of, for example, 25 bar.
  • the aforementioned buffer reservoir can be arranged between the pressure chamber and the compressor.
  • the water chamber is connected to a water tank or a water pipe, so that the water chamber is continually refilled.
  • the water tank can also be connected to a water pipe. The water can then be pumped under pressure from the water tank into the water chamber.
  • the compressor for the pressure chamber can also be used for this purpose, which then has two functions.
  • the device is designed to be pivotable. This allows, in particular, the width of the water mist wall to be adjusted.
  • FIG. 1 A schematic representation of a work machine 20 for track construction work is shown, moving in the direction of travel F.
  • the work machine 20 is, for example, a track renewal train, a ballast cleaning machine, or a tamping machine.
  • the work machine 20 has at least one working area 21 in which ballast is moved. In the example shown, this is, for example, a scraper chain, by means of which ballast is removed from the track bed for cleaning.
  • FIG. 2 2 shows a device 22 for reducing dust development in a work area 21 of the work machine 20.
  • the device 22 has at least one fan 24 that draws in ambient air 25 and forces the drawn-in air through air guiding structures 26, creating a laminar air flow 27.
  • air nozzles 28 are arranged, which form fine water droplets 29 with a diameter of 100 to 500 ⁇ m using high pressure of ⁇ 40 bar.
  • the water droplets 29 are carried along by the laminar air flow 27.
  • a suction device 30 On the side of the work area opposite the water nozzles 28, a suction device 30 is arranged, which, for example, has a suction fan for driving a cyclone separator. The suction device 30 then sucks in the water droplets 29 with the bound dust particles 23. The thus collected dirty water can then be cleaned and fed back to the water nozzles 28. Dust exposure can thus be effectively reduced by means of the device 22.
  • FIG. 3 3 shows a device 31 for reducing dust formation when transporting gravel 32 on a conveyor belt 33.
  • the device 31 has a circulating belt 34 surrounding the conveyor belt 33, which is guided over rollers 35 runs. Not all rollers have to be designed as drive rollers. Some rollers 35 can also be designed as simple deflection rollers.
  • the device 31 also has a water bath 36, with a part of the circulating belt 34 always being located in the water bath 36. If dust particles rise during the movement, they adhere to the moist belt 34 and are transported to the water bath 36, where they are released.
  • mechanical means can be provided to release the dust particles adhering to the belt 34 from the belt 34.
  • FIG. 4 An alternative device 31 for reducing dust formation when transporting gravel 32 on a conveyor belt 33 is shown.
  • the device 31 has two circulating belts 34 that almost completely cover the conveyor belt 33.
  • each belt 34 is assigned a pressure roller 37, by means of which the water with the adhering dust particles 23 is pressed out of the belt 34 during the return transport of the belt 34 and directed into a dirty water tank 38, where it can then be cleaned.
  • FIG. 5 A further alternative device 31 for reducing dust development when transporting gravel 32 on a conveyor belt 33 is shown.
  • a hood 39 is arranged next to and above the conveyor belt 33.
  • a water nozzle 40 is arranged at one edge of the hood 39, generating a water jet 41 of fresh water 43 that runs radially along the inner wall of the hood 39 and discharges as dirty water 42 at the opposite edge.
  • FIG. 6 3 shows a further alternative device 31 for reducing dust development when transporting gravel on a conveyor belt 33.
  • Blowers 44 are arranged along a section of the conveyor belt 33 and generate a laminar air flow 45 transverse to the transport direction TR of the conveyor belt 33.
  • water nozzles 46 are arranged, which generate a downward-directed water mist 47 from above. Gravel particles 23 rising upwards during transport are blown into the water mist 47 by the laminar air flow 45, combine with water droplets and fall downwards into a drainage channel 48.
  • This dirty water 49 is fed to a filter unit 50 and the purified water 51 is fed back to the water nozzles 46.
  • Fig. 7 1 shows the device 1 for reducing dust development, which can be used in addition to or as an alternative to the high-pressure water nozzles 28.
  • the device 1 has a pressure chamber 2 and a water chamber 3, which are connected to one another via a quick-release valve 4.
  • the device 1 also has a compressor 5, which is connected to the pressure chamber 2.
  • An intermediate storage device can be arranged between the pressure chamber 2 and the compressor 5, which has a higher pressure than the working pressure in the pressure chamber 2.
  • the water chamber 3 is connected to a water tank 6.
  • a nozzle 7 is arranged on the water chamber 3.
  • the device 1 also has sensors 8 for detecting a water mist and a distance to the work machine, as well as a controller 9 that controls the quick-release valve 4.
  • the water in the water chamber 3 is pressed through the nozzle 7 and creates a water mist.
  • the exit speed can be up to 400 km/h and more.
  • the length L of the water mist is preferably between 35 m and 50 m and the width between 3 m and 5 m. Due to the resulting recoil forces, the device 1 must be mounted accordingly.
  • a pressure sensor (not shown) can be arranged in the pressure chamber 2 and is connected to the controller 9 for data purposes.
  • the controller 9 only controls the quick-release valve 4 when the desired working pressure in the pressure chamber 2 is reached.
  • the desired working pressure is adjustable and is preferably 25 bar. However, the working pressure can also be changed during operation depending on the data from the sensors 8.
  • FIG. 8 A plan view is shown, wherein the device 1 is arranged on a platform 10.
  • the platform 10 moves approximately 50 m in front of a working machine 20, for example a ballast cleaning machine, which moves in the direction of travel F.
  • the movement of platform 10 and working machine 20 can be synchronized.
  • the device 1 generates a water mist 12 having a length L, a width B, and a height H, wherein the height H directly in front of the working machine 20 is approximately 1 m (see Fig. 9 ).
  • the water mist 12 forms a water mist wall that the rising dust cannot overcome.
  • the device 1 is mounted on the platform 10 to absorb the recoil forces. Furthermore, the device 1 can be designed to pivot horizontally and/or vertically on the platform 10.

Landscapes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine für Gleisbauarbeiten, wobei die Arbeitsmaschine mindestens einen Arbeitsbereich aufweist, an dem Schotter bewegt wird, und ein Verfahren zur Reduzierung der Staubentwicklung bei Gleisbauarbeiten mit einer Arbeitsmaschine.The invention relates to a work machine for track construction work, wherein the work machine has at least one working area in which ballast is moved, and to a method for reducing dust development during track construction work with a work machine.

Derartige Arbeitsmaschinen sind beispielsweise Stopfmaschinen, Bettungsreinigungsmaschinen oder Umbauzüge (Gleisumbau in Fließbandtechnik) oder Bagger. Eine Gleisstopfmaschine, auch Schotterstopfmaschine oder Stopfzug genannt, ist eine Gleisbaumaschine zum Verdichten des Schotters (Stopfen) im Oberbau unter den Schwellen. Eine Stopfmaschine hat ein Stopfaggregat, das mit vibrierenden Stopfpickeln ausgestattet ist, die in den Schotter eintauchen und dann den Schotter durch horizontale Bewegungen unter die Schwellen drücken und verdichten. Eine Bettungsreinigungsmaschine nimmt den Schotter aus dem Gleisbett auf, reinigt diesen und bringt den Schotter wieder aus. Ein Umbauzug nimmt zusätzlich noch die Schwellen auf und tauscht diese aus.Examples of such work machines include tamping machines, ballast cleaning machines, track renewal trains (track renewal using assembly line technology), and excavators. A track tamping machine, also called a ballast tamping machine or tamping train, is a track construction machine for compacting the ballast (tamping) in the superstructure beneath the sleepers. A tamping machine has a tamping unit equipped with vibrating tamping tines that plunge into the ballast and then press and compact the ballast beneath the sleepers through horizontal movements. A ballast cleaning machine removes the ballast from the track bed, cleans it, and then returns it to the track. A renewal train also removes and replaces the sleepers.

Bei der Oberbauerneuerung wird Staub in Form von unlöslichem mineralischem Staub durch die Handhabung des Schotters freigesetzt. Schotter kann dabei Basalt-Schotter oder eine andere Gesteinsart als Schotter sein (z.B. Kalkstein).During track renewal, dust in the form of insoluble mineral dust is released during the handling of ballast. This ballast can be basalt or a rock type other than ballast (e.g., limestone).

Bei den Stopfmaschinen entsteht insbesondere im Arbeitsbereich der Stopfpickel zur Verdichtung des Schotters Staub. Bei Bettungsreinigungsmaschinen und Umbauzügen ist ein besonders staubbelasteter Arbeitsbereich die Schürfkette, mittels derer der Altschotter aus dem Gleisbett herausgeholt wird. Ein weiterer Arbeitsbereich mit hoher Staubentwicklung sind Übergabepunkte zwischen Förderbändern für den Schotter oder Abwurfstellen für den Schotter oder Bereiche, in denen Schwellen aus dem Schotter gelöst werden bzw. wieder eingebracht werden.In tamping machines, dust is generated particularly in the working area of the tamping picks used to compact the ballast. In ballast cleaning machines and track renewal trains, a particularly dusty working area is the scraper chain used to remove the old ballast from the track bed. Other working areas with high levels of dust generation are transfer points between ballast conveyor belts or ballast drop points, or areas where sleepers are removed from or reinserted into the ballast.

Partikel mit einem Durchmesser größer als 10 µm - der sogenannte Grobstaub - bleibt größtenteils an den Nasenhärchen oder den Schleimhäuten des Nasen-Rachenraums hängen. Kleinere und kleinste Staubpartikel können aber über die Luftröhre und die Bronchien bis tief in die Lunge (Lungenbläschen) vordringen. Daher wird der Feinstaub auch als einatembarer Staub (E-Staub - Partikel kleiner als 10 µm) bzw. als alveolengängiger Staub (A-Staub - Partikel kleiner als 2,5 µm) bezeichnet. Neben dem Einfluss dieser Staubgrößen finden sich in allen Schotterarten zusätzlich noch der Bestandteil Quarz. So werden Quarz und bestimmte Asbestfasern (insbesondere Blauasbest) - entsprechend ihrer Hauptwirkung - zu den Narben bildenden (fibrogenen) Stäuben gezählt, da sie nach häufiger Einwirkung über lange Zeit (aufgrund chronischer Inhalation) zu einem fortschreitenden Umbau des Lungengewebes (Lungenfibrose) führen, die mit funktioneller Beeinträchtigung der Atmung und des Gasaustausches (Ventilations- und Diffusionsstörung) einhergeht.Particles with a diameter larger than 10 µm – so-called coarse dust – mostly cling to the nasal hairs or the mucous membranes of the nasopharynx. However, smaller and tiny dust particles can penetrate through the trachea and bronchi deep into the lungs (alveoli). Therefore, fine dust is also referred to as inhalable dust (E-dust - particles smaller than 10 µm) or alveolar dust (A-dust - particles smaller than 2.5 µm). In addition, quartz is found in all types of gravel due to the influence of these dust sizes. Quartz and certain asbestos fibers (especially blue asbestos) are classified as scar-forming (fibrogenic) dusts, as they lead to progressive remodeling of lung tissue (pulmonary fibrosis) after frequent exposure over a long period of time (due to chronic inhalation), which is associated with functional impairment of respiration and gas exchange (ventilation and diffusion disorders).

Zur Lösung des Problems sind verschiedenste Maßnahmen bekannt, die häufig auch kombiniert werden:

  • Kombination von blasender Bewetterung und Entstaubung,
  • ausreichende Auswetterzeiten
  • Einhausungen
  • Verwendung von Staubbindemitteln
  • Befeuchtung, Benetzung oder Bedüsung der Fahrbahn
There are various measures known to solve the problem, which are often combined:
  • Combination of blowing ventilation and dust removal,
  • sufficient weather-free periods
  • Enclosures
  • Use of dust binding agents
  • Humidification, wetting or spraying of the road surface

Der Einsatz von Wasser bringt teilweise neue Probleme mit sich, was dessen Einsatz beschränkt. Beispielsweise kann bei starkem Wassereinsatz (komplette vorherige Durchfeuchtung des Schotterhaufens) die Tunneldrainage stark belastet werden oder Schadstoffe aus dem Gleisbett ausgeschwemmt werden. Das so kontaminierte Wasser muss entsprechend aufgefangen und entsorgt oder aufbereitet werden.The use of water sometimes brings with it new problems, which limit its use. For example, if the ballast pile is completely saturated beforehand, the tunnel drainage system can be severely stressed or pollutants can be washed out of the track bed. The contaminated water must be collected and disposed of or treated accordingly.

Speziell im Bahnbau ist eine Absaugung des Staubes in Kombination mit vorher einzubringendem Wasser als bisher effektivstes Verfahren zur Minderung des Staubs seitens der BG BAU/ Eisenbahnbundesamt definiert. Absaug- und Einhausanlagen sind durch das Eisenbahnbundesamt im Bereich der entstehenden Staubquellen von Bettungsreinigungsmaschinen angeordnet worden. Dieses hat neben der enorm hohen erforderlichen Arbeitsleistung der Absauganlagen (400 kW) und damit verbundener Wärmeentwicklung durch Maschine und Einhausungen weitere Nachteile, da die dazugehörige Logistik (Verlauf der Absaugrohre, Filteranlage, automatische Reinigung der Filtereinsätze), der eigentliche Platzbedarf sowie die Aufbewahrung (und deren spätere Entsorgung) der kontaminierten Stäube während der Reinigungs- und Filterleistungen enorm sind. Auch wird durch die Anordnung der Absaug- und Filteranlagen der zugängliche Arbeitsbereich eingeschränkt und im Falle einer auf dem Parallelgleis (soweit überhaupt vorhanden!) mitfahrenden Filter- und Maschineneinheit das Gegengleis für sonstige Logistik- bzw. Bahnbauleistungen eingeschränkt. Die erzielbare Arbeitsleistung reduziert sich, die notwendige Arbeitszeit, in der sich Arbeitspersonal im Arbeitsbereich aufhält, erhöht sich und der zur Verfügung stehende Arbeits- und Sicherheitsbereich reduziert sich.Especially in railway construction, dust extraction in combination with pre-injected water has been defined by the BG BAU/Bundeseisenbahnamt as the most effective method to date for reducing dust. Extraction and enclosure systems have been ordered by the BG BAU in the area of dust sources generated by ballast cleaning machines. In addition to the extremely high power required by the extraction systems (400 kW) and the associated heat generation from the machine and enclosures, this has further disadvantages, as the associated logistics (route of the extraction pipes, filter system, automatic cleaning of the filter inserts), the actual space requirements, as well as the storage (and subsequent disposal) of the contaminated dust during cleaning and filtering operations are enormous. Furthermore, the arrangement of the extraction and filter systems limits the accessible work area and, in the event of an accident on the The filter and machine unit traveling on a parallel track (if any exists!) restricts the access to the opposite track for other logistics or railway construction services. The achievable work output is reduced, the required working time for personnel in the work area increases, and the available working and safety area is reduced.

Aus der EP 1 860 240 A1 ist eine gattungsgemäße Arbeitsmaschine bekannt. Dabei wird Flüssigkeit auf den Schotter gesprüht. Die Flüssigkeit kann dabei als Nebel oder als Strahl auf den Schotter aufgebracht werden.From the EP 1 860 240 A1 is a type of work machine. It involves spraying liquid onto the ballast. The liquid can be applied as a mist or as a jet.

Aus der WO 91/15 630 A1 ist eine weitere gattungsgemäße Arbeitsmaschine bekannt, wo der Schotter mit Wasser besprüht wird.From the WO 91/15 630 A1 Another type of work machine is known where the gravel is sprayed with water.

Aus der DE 101 39 765 A1 ist eine Arbeitsmaschine zum Reinigen von Schotter bekannt, wo der Schotter bebraust wird, wobei mit Betriebsdrücken von 40 - 80 bar gearbeitet wird.From the DE 101 39 765 A1 is a working machine for cleaning ballast, where the ballast is sprayed, working with operating pressures of 40 - 80 bar.

Weitere Arbeitsmaschinen sind aus der GB 2 152 984 A sowie der CN 11 26 26 941 A bekannt.Further work machines are from the GB 2 152 984 A and the CN 11 26 26 941 A known.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Arbeitsmaschine für Gleisbauarbeiten zu schaffen, die mindestens einen Arbeitsbereich aufweist, an dem Schotter bewegt wird, bei der die Reduzierung der Staubentwicklung verbessert ist. Ein weiteres Problem ist das Zurverfügungstellen eines entsprechenden Verfahrens.The invention is based on the technical problem of creating a work machine for track construction work, which has at least one working area where ballast is moved, and which improves the reduction of dust generation. A further problem is the provision of a corresponding method.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.The solution to the technical problem is provided by a working machine having the features of claim 1 and a method having the features of claim 10.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Die Arbeitsmaschine für Gleisbauarbeiten weist mindestens einen Arbeitsbereich auf, an dem Schotter bewegt wird. An der Arbeitsmaschine sind in der Nähe des Arbeitsbereichs mit Hochdruck betriebene Wasserdüsen angeordnet, die derart ausgebildet sind, einen Wassernebel definierter Breite und Länge um den Arbeitsbereich zu erzeugen. Unter Hochdruck wird dabei ein Druck von ≥ 40 bar verstanden. Vorzugsweise liegt der Druck dabei zwischen 40 bis 80 bar. Weiter vorzugsweise wird der Wassernebel permanent und stehend erzeugt. Es sind aber auch Ausführungen möglich, wo der Wassernebel impulsartig, beispielsweise alle drei bis fünf Sekunden, erzeugt wird. Dabei können dann noch höhere Drücke zur Anwendung kommen. Die Tröpfchengröße des Wassernebels ist kleiner als 1 mm und liegt vorzugsweise zwischen 50 bis 150 µm. Die Länge und Breite des Wassernebels ist dabei vorzugsweise abhängig von der Art der Arbeitsmaschine bzw. der Art des Arbeitsbereiches. Vorzugsweise ist die Breite des Wassernebels größer als 3 m und kann bis zu 20 m und mehr. Die Breite kann aber auch in Einzelfällen weniger als 3 m betragen. Insbesondere wird eine gewisse Breite unmittelbar vor und in dem Arbeitsbereich vernebelt, sodass bei einer Längsbewegung der Arbeitsmaschine der Arbeitsbereich stets in einem vorhandenen, stehenden Wassernebel einfährt. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Breite des Wassernebels an die Länge der Schwellen angepasst wird, wobei beispielsweise die Breite des Wassernebels mindestens 5 bis 10cm größer als die Länge der Schwellen ist. Die Länge des Wassernebels ist vorzugsweise größer als 2 m, weiter vorzugsweise größer als 4 m. Es gibt aber auch Anwendungen bei denen der Wassernebel kleiner als 2 m lang ist. Dabei können die Wasserdüsen derart ausgerichtet sein, dass diese den Wassernebel in Längsrichtung bzw. Bewegungsrichtung der Arbeitsmaschine erzeugen. Sind die Wasserdüsen vor dem Arbeitsbereich angeordnet, sprühen diese zurück (entgegen der Bewegungsrichtung). Sind diese hinter dem Arbeitsbereich angeordnet, sprühen diese in Fahrtrichtung. Auch können die Wasserdüsen zusätzlich oder nur seitlich angeordnet sein und sprühen dann quer zur Bewegungsrichtung. Der Arbeitsbereich ist vorzugsweise eine Schürfkette und/ oder ein Übergabepunkt von Schotter zwischen zwei Förderbändern und/ oder der Eintauchpunkt der Stopfpickel einer Stopfmaschine oder einer Schaufel oder ähnliches an einem Bagger und/ oder Abwurfpunkte für Schotter in ein Gleisbett.The track construction machine has at least one working area where ballast is moved. High-pressure water nozzles are arranged near the working area on the machine, which are designed to generate a water mist of defined width and length around the working area. High pressure is understood to be a pressure of ≥ 40 bar. The pressure is preferably between 40 and 80 bar. More preferably, the water mist is generated continuously and in a stationary manner. However, designs are also possible in which the water mist is generated in pulses, for example every three to five seconds. In this case, even higher pressures can be used. The droplet size of the water mist is less than 1 mm and is preferably between 50 and 150 µm. The length and width of the water mist preferably depends on the type of machine or the type of work area. The width of the water mist is preferably greater than 3 m and can be up to 20 m or more. However, the width can also be less than 3 m in individual cases. In particular, a certain width immediately in front of and in the work area is nebulized so that when the machine moves longitudinally, the work area always enters in a standing water mist. It can also be provided that the width of the water mist is adapted to the length of the sleepers, whereby the width of the water mist is at least 5 to 10 cm greater than the length of the sleepers, for example. The length of the water mist is preferably greater than 2 m, more preferably greater than 4 m. However, there are also applications in which the water mist is less than 2 m long. The water nozzles can be aligned in such a way that they generate the water mist in the longitudinal direction or direction of movement of the work machine. If the water nozzles are arranged in front of the work area, they spray back (opposite the direction of movement). If they are arranged behind the work area, they spray in the direction of travel. The water nozzles can also be arranged additionally or only laterally and then spray perpendicular to the direction of movement. The work area is preferably a scraper chain and/or a transfer point for ballast between two conveyor belts and/or the immersion point of the tamping pick of a tamping machine or a shovel or similar on an excavator and/or discharge points for ballast into a track bed.

Die Anzahl der Wasserdüsen liegt je stauberzeugender Stelle vorzugsweise zwischen 4 bis 50, die weiter vorzugsweise von einer gemeinsamen Pumpe mit Waser versorgt werden. Mit größer werdender Anzahl von Wasserdüsen muss die Pumpe eine entsprechend größere Pumpleistung aufbringen oder es müssen mehrere Pumpen eingesetzt werden. Dabei hat sich als besonders effizient herausgestellt, wenn die Anzahl der Wasserdüsen zwischen 30 bis 40 liegt. Die Pumpleistung liegt dabei beispielsweise zwischen 200 bis 300 I/h.The number of water nozzles per dust-generating location is preferably between 4 and 50, which are preferably supplied with water by a common pump. As the number of water nozzles increases, the pump must provide a correspondingly greater pumping capacity, or multiple pumps must be used. A number of water nozzles between 30 and 40 has proven particularly efficient. The pumping capacity is, for example, between 200 and 300 l/h.

Ein Vorteil in der Vernebelung liegt auch darin, dass sich hierdurch feine Staubpartikel zu größeren Körnern agglomerieren können. Diese sinken dann zu Boden und können dann mit dem aufzunehmenden, ebenfalls angefeuchteten Schotter wegtransportiert werden, bzw. lassen sich auch leichter einsaugen. Durch Zusatz von Staubbindemitteln kann diese Agglomerationswirkung gegebenenfalls noch weiter gesteigert werden, wobei in diesem Fall ein weiterer Vorteil der Vernebelung darin besteht, dass die Menge an eingesetztem Bindemittel gegenüber der üblichen Ausbringungsweise deutlich reduziert werden kann. Gegenüber zuvor beschriebenen bekannten Verfahren zur Staubvermeidung ergibt sich somit eine deutliche Reduktion des Materialeinsatzes.Another advantage of fogging is that it allows fine dust particles to agglomerate into larger grains. These then sink to the ground and can be transported away with the moistened gravel being collected, or they can be vacuumed more easily. This agglomeration effect can be further enhanced by adding dust binding agents. In this case, a further advantage of fogging is that the amount of binding agent used can be significantly reduced compared to conventional application methods. Compared to previously described known methods for dust prevention, this results in a significant reduction in material usage.

In einer Ausführungsform ist die Arbeitsmaschine derart ausgebildet, die Ausrichtung der Wasserdüsen und/oder den Hochdruck an die Wasserdüsen einzustellen. Die Einstellbarkeit kann dabei manuell oder automatisch erfolgen. Durch die Einstellbarkeit kann dabei die Arbeitsmaschine auf wechselnde äußere Einflüsse wie beispielsweise Wind reagieren. In Abhängigkeit von der Windstärke und -richtung wird die Nebelwand beeinflusst. Durch die Einstellungen können diese Beeinflussungen zumindest teilweise kompensiert werden, sodass immer nahezu vergleichbare Arbeitsbedingungen vorliegen. Bei der automatischen Einstellung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Windstärke und -richtung sensorisch gemessen werden, wobei dann die Parameter für die Ausrichtung der Wasserdüsen und/oder der eingestellte Hochdruck aus einer Kennlinie oder Tabelle ausgelesen werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Kamera oder Laser vorgesehen sein, die den Wassernebel aufnimmt und anhand der erfassten Bilddaten die Einstellungen verändert, bis die gewünschte Form des Wassernebels erreicht wird.In one embodiment, the work machine is designed to adjust the alignment of the water nozzles and/or the high pressure at the water nozzles. The adjustability can be manual or automatic. This adjustability allows the work machine to react to changing external influences such as wind. The fog wall is influenced depending on the wind strength and direction. These influences can be at least partially compensated for by the settings, so that almost comparable working conditions always exist. With automatic adjustment, for example, the wind strength and direction can be measured by sensors, with the parameters for the alignment of the water nozzles and/or the set high pressure being read from a characteristic curve or table. Additionally or alternatively, a camera or laser can be provided that records the water mist and changes the settings based on the captured image data until the desired shape of the water mist is achieved.

In einer Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine mindestens ein Gebläse und Luftleit-Strukturen zur Erzeugung einer laminaren Strömung auf, wobei die Wasserdüsen derart ausgebildet sind, dass diese den Wassernebel in die laminare Strömung sprühen. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass der Wassernebel ausreichend lang eingestellt werden kann. Die Luftleit-Strukturen sind beispielsweise Luftleitbleche, die noch zusätzliche Beschichtungen aufweisen können.In one embodiment, the work machine has at least one fan and air guiding structures for generating a laminar flow, with the water nozzles being designed to spray the water mist into the laminar flow. This makes it possible, in particular, to ensure that the water mist can be set to a sufficiently long duration. The air guiding structures are, for example, air baffles, which may also have additional coatings.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine mindestens eine Absaugvorrichtung auf, die den Wasserdüsen gegenüberliegend angeordnet ist. Hierdurch können die Wasser-Staub-Partikel eingesammelt werden. Beispielsweise ist die Absaugvorrichtung als Sauggebläse mit Zyklonabscheider ausgebildet. Anschließend kann dann das Wasser gereinigt und wieder den Wasserdüsen zugeführt werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass auch die Ausrichtung der Absaugvorrichtung einstellbar ist.In a further embodiment, the working machine has at least one suction device arranged opposite the water nozzles. This allows the water and dust particles to be collected. For example, the The extraction device is designed as a suction fan with a cyclone separator. The water can then be cleaned and fed back into the water nozzles. The orientation of the extraction device can also be adjustable.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine mindestens ein Förderband für Schotter auf, wobei mindestens entlang einer Teilstrecke des Förderbandes das Förderband durch ein umlaufendes Band umhüllt ist, wobei die Arbeitsmaschine weiter ein Wasserbad aufweist, das derart ausgebildet ist, dass jeweils ein Teil des umlaufenden Bandes sich in dem Wasserbad befindet. Hierdurch kann das befeuchtete Band aufsteigenden Staub vom Förderband aufnehmen und zum Wasserbad ableiten. Das umlaufende Band ist beispielsweise als Vlies ausgebildet. Alternativ kann das Band auch elektrostatisch aufgeladen sein, wobei dann das Wasserbad entfällt.In a further embodiment, the work machine has at least one conveyor belt for gravel, wherein at least along a partial section of the conveyor belt, the conveyor belt is surrounded by a circulating belt. The work machine further has a water bath designed such that a portion of the circulating belt is located in the water bath. This allows the moistened belt to absorb rising dust from the conveyor belt and divert it to the water bath. The circulating belt is designed, for example, as a fleece. Alternatively, the belt can also be electrostatically charged, in which case the water bath is omitted.

In einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine mindestens ein Förderband für Schotter auf, wobei mindestens entlang einer Teilstrecke des Förderbandes zwei umlaufende Bänder über dem Förderband gespannt sind, wobei die Arbeitsmaschine mindestens ein Wasserbad aufweist, das derart ausgebildet ist, dass jeweils ein Teil des umlaufenden Bandes sich in dem Wasserbad befindet. Auch hier sind die Bänder vorzugsweise als Vlies ausgebildet. Weiter ist vorzugsweise jedem Band ein eigenes Wasserbad zugeordnet. Weiter vorzugsweise ist jeweils eine Anpresswalze vorgesehen, die das mit Staub kontaminierte Schmutzwasser aus dem Band herauspresst, bevor dieses wieder in das Wasserbad eintaucht. Das Schmutzwasser kann dann gereinigt und dem Wasserbad oder auch anderen Einheiten der Arbeitsmaschine zugeführt werden. Alternativ können die Bänder elektrostatisch aufgeladen werden, wobei dann die Wasserbäder wieder entfallen.In an alternative or additional embodiment, the work machine has at least one conveyor belt for gravel, wherein two circulating belts are stretched over the conveyor belt at least along a partial section of the conveyor belt, wherein the work machine has at least one water bath which is designed such that a part of the circulating belt is located in the water bath. Here too, the belts are preferably designed as fleece. Furthermore, each belt is preferably assigned its own water bath. Further preferably, a pressure roller is provided in each case, which presses the dust-contaminated dirty water out of the belt before it is immersed again in the water bath. The dirty water can then be cleaned and fed to the water bath or other units of the work machine. Alternatively, the belts can be electrostatically charged, in which case the water baths are no longer necessary.

In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine mindestens ein Förderband für Schotter auf, wobei mindestens entlang einer Teilstrecke des Förderbandes eine Haube über dem Förderband angeordnet ist, wobei an der Haube Wasserdüsen angeordnet sind, die derart ausgebildet sind, einen radialen Wasserstrahl an der Innenwand der Haube zu erzeugen. Der Wasserstrahl wird dann an einer Seite der Haube derart eingespritzt, dass die Haube über ihre gesamte Länge und Breite mit einem dauerhaft geschlossenen Wasserfilm bedeckt ist. Dabei nimmt der Wasserstrahl Staubpartikel auf und fließt an der gegenüberliegenden Seite ab.In a further alternative or supplementary embodiment, the work machine comprises at least one conveyor belt for ballast, wherein a hood is arranged above the conveyor belt at least along a partial section of the conveyor belt. Water nozzles are arranged on the hood and are designed to generate a radial water jet on the inner wall of the hood. The water jet is then injected onto one side of the hood in such a way that the hood is covered with a permanently closed film of water over its entire length and width. The water jet collects dust particles and flows off on the opposite side.

Das abfließende Schmutzwasser kann anschließend gereinigt werden. Die Luftströmung in dem geschlossenen Raum zwischen Förderband und Haube kann hierbei turbulent ausgeprägt sein, um zusätzliche Staubpartikel aus dem transportierten Schotter zu lösen und bereits in der Luft befindliche Staubpartikel mit dem umgebenden Wasserstrahl in Berührung zu bringen. Alternativ kann die Haube auch elektrostatisch aufgeladen werden, wobei dann der Wasserstrahl entfällt.The draining wastewater can then be cleaned. The airflow in the enclosed space between the conveyor belt and the hood can be turbulent to dislodge additional dust particles from the transported gravel and bring dust particles already in the air into contact with the surrounding water jet. Alternatively, the hood can be electrostatically charged, in which case the water jet is eliminated.

In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine mindestens ein Förderband für Schotter auf, wobei mindestens entlang einer Teilstrecke des Förderbandes Gebläse zur Erzeugung eines laminaren Luftstroms neben dem Förderband angeordnet sind, wobei der Luftstrom quer zur Förderrichtung des Förderbandes ausgerichtet ist, wobei die Arbeitsmaschine weiter Wasserdüsen aufweist, die auf der gegenüberliegenden Seite des Förderbandes angeordnet sind. Die Wasserdüsen erzeugen neben dem Förderband einen vertikal abfallenden Wassernebel, der den Staub bindet. Die Tröpfchengröße liegt hierbei vorzugsweise zwischen 50 µm und 500 µm und weiter vorzugsweise zwischen 50 und 100 µm. Das nach unten fallende Schmutzwasser kann in einer beispielsweise parallel zum Förderband verlaufenden Rinne aufgefangen und anschließend gereinigt und wieder verwendet werden.In a further alternative or additional embodiment, the work machine has at least one conveyor belt for gravel, wherein fans for generating a laminar air flow are arranged next to the conveyor belt at least along a portion of the conveyor belt, wherein the air flow is oriented transversely to the conveying direction of the conveyor belt, wherein the work machine further has water nozzles arranged on the opposite side of the conveyor belt. The water nozzles generate a vertically descending water mist next to the conveyor belt, which binds the dust. The droplet size is preferably between 50 µm and 500 µm and more preferably between 50 and 100 µm. The dirty water falling downwards can be collected in a channel running parallel to the conveyor belt, for example, and then cleaned and reused.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Arbeitsmaschine zusätzlich mindestens eine Vorrichtung auf, die derart ausgebildet ist, impulsartig einen Wassernebel vor der Arbeitsmaschine zu erzeugen. Hierdurch fährt die Arbeitsmaschine stets in einen niedersinkenden Wassernebel, sodass die Staubbildung um die Arbeitsmaschine wirkungsvoll reduziert wird. Die Vorrichtung erzeugt einen Wassernebel mit einer Tröpfchengröße kleiner 500 µm, wobei vorzugsweise eine Tröpfchengröße von 100 µm erzeugt wird. Der Druck liegt vorzugsweise zwischen 20 bis 30 bar und weiter vorzugsweise bei 25 bar. Vorzugsweise ist dabei ein Zwischenspeicher vorgesehen, der den Druck vorhält. Der Druck im Zwischenspeicher liegt dabei vorzugsweise zwischen 27 bis 40 bar, weiter vorzugsweise zwischen 35 bis 40 bar und weiter vorzugsweise zwischen 38 und 40 bar. Die Länge des Wassernebels liegt vorzugsweise zwischen 35 bis 50 m. Die Breite liegt vorzugsweise zwischen 3 bis 5 m. Vorzugsweise ist der Wassernebel ca. 1 m über dem Gleisbett vor der Arbeitsmaschine. Dies ermöglicht ein gezieltes Absetzen des Wassers und behindert gleichzeitig nicht die Sicht, sodass die Arbeitssicherheit erhöht wird. Anschaulich wird ein Wassernebel-Tunnel bzw. eine Wassernebel-Decke gebildet, in den sich die mobile Arbeitsmaschine hineinbewegt. Da sich die Arbeitsbereiche bzw. Arbeitseinheiten (z.B. eine Schürfkette) meist nicht direkt am Kopf der Arbeitsmaschine befinden, sondern einige Meter dahinter, ist es von Vorteil, wenn sich die Arbeitsmaschine in den Wassernebel-Tunnel hineinbewegt. Der dann aufsteigende Staub nimmt die Feuchtigkeit in Form der Wassertröpfchen auf und sinkt wieder zu Boden. Der Wasserverbrauch ist dabei erheblich geringer als bei bekannten Berieselungen. So kann mit 125 Litern impulsartig vernebelten Wassers ein ähnlicher Effekt erzielt werden wie mit 10.000 Liter Wasser bei Berieselung zur Benetzung des Gleisbettes. Über eine achtstündige Schicht reichen ca. 17.000 Liter Wasser, dem ca. 240.000 Liter Luft beigemischt werden. Vorzugsweise werden 3 bis 6 Pulse pro Minute erzeugt. Der Wassernebel kann aus reinem Wasser bestehen oder aber auch Zusätze enthalten. Vorrichtungen zur Erzeugung von derartigen Wassernebel-Tunneln sind beispielsweise aus der Brandbekämpfung bekannt, wo diese für das sogenannte Impulslöschverfahren verwendet werden und beispielsweise von der Firma IFEX hergestellt werden. Dabei muss auch nicht die komplette Vorrichtung in die Arbeitsmaschine integriert sein. Beispielsweise ist nur die eigentliche Impulskanone in die Arbeitsmaschine integriert, wohingegen andere Teile, wie beispielsweise Wassertank und Druckspeicher, auf einer schienengebundenen Plattform vor der Arbeitsmaschine angeordnet sind.In a further embodiment, the work machine additionally has at least one device which is designed to generate a water mist in pulses in front of the work machine. As a result, the work machine always travels into a descending water mist, so that dust formation around the work machine is effectively reduced. The device generates a water mist with a droplet size of less than 500 µm, with a droplet size of 100 µm being preferably generated. The pressure is preferably between 20 and 30 bar and more preferably 25 bar. An intermediate storage device is preferably provided which maintains the pressure. The pressure in the intermediate storage device is preferably between 27 and 40 bar, more preferably between 35 and 40 bar and more preferably between 38 and 40 bar. The length of the water mist is preferably between 35 and 50 m. The width is preferably between 3 and 5 m. The water mist is preferably approximately 1 m above the track bed in front of the work machine. This allows for targeted water settling and at the same time does not obstruct visibility, thus increasing work safety. A water mist tunnel or blanket is created, into which the mobile work machine moves. Since the work areas or work units (e.g. a scraper chain) are usually not located directly at the head of the work machine, but several meters behind it, it is advantageous if the work machine moves into the water mist tunnel. The dust that then rises absorbs the moisture in the form of water droplets and sinks back to the ground. The water consumption is considerably lower than with conventional sprinkling systems. For example, 125 liters of pulsed water misted can achieve a similar effect to 10,000 liters of water when sprinkling to wet the track bed. Over an eight-hour shift, around 17,000 liters of water are sufficient, to which around 240,000 liters of air are added. Preferably, 3 to 6 pulses are generated per minute. The water mist can consist of pure water or contain additives. Devices for generating such water mist tunnels are known, for example, from firefighting, where they are used for the so-called impulse extinguishing method and are manufactured, for example, by the company IFEX. The entire device does not have to be integrated into the working machine. For example, only the actual impulse cannon is integrated into the working machine, while other components, such as the water tank and pressure accumulator, are arranged on a rail-mounted platform in front of the working machine.

Verfahrensmäßig kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass ein Mensch die Vorrichtung zur impulsartigen Vernebelung trägt.Alternatively or additionally, the procedure may provide for a person to wear the device for pulsed nebulisation.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Reduzierung der Staubentwicklung bei Gleisbauarbeiten mindestens eine Wasserkammer, mindestens eine Druckkammer, mindestens ein Schnellverschlussventil, mindestens eine Düse und eine Steuerung, wobei die Steuerung derart ausgebildet ist, das mindestens eine Schnellverschlussventil impulsartig anzusteuern, sodass Druckkammer und Wasserkammer drucktechnisch verbunden sind und ein Wassernebel erzeugt wird, wobei die Vorrichtung Mittel aufweist, um die Vorrichtung lösbar mit einer schienengebundenen Plattform zu verbinden, oder die Vorrichtung eine schienengebundene Plattform aufweist.In an alternative embodiment, the device for reducing dust development during track construction work comprises at least one water chamber, at least one pressure chamber, at least one quick-release valve, at least one nozzle and a controller, wherein the controller is designed to actuate the at least one quick-release valve in a pulsed manner so that the pressure chamber and water chamber are pressure-connected and a water mist is generated, wherein the device has means for detachably connecting the device to a rail-bound platform, or the device has a rail-bound platform.

Dabei kann die Plattform vor der Arbeitsmaschine angeordnet sein und von der Arbeitsmaschine geschoben werden.The platform can be arranged in front of the work machine and pushed by the work machine.

In einer Ausführungsform sind die Mittel zur Erzeugung der Wassernebel auf einer von der Antriebsmaschine getrennten Plattform angeordnet, wobei der Wassernebel entgegen der Bewegungsrichtung der Arbeitsmaschine erzeugt wird. Dabei kann die Plattform einen eigenen Antrieb aufweisen oder aber gezogen werden. Der Vorteil dabei ist, dass keine zusätzliche mechanische Belastung auf den Bereich vor der Arbeitsmaschine und somit in der Nähe des prozessbedingten Gleislochs im Bereich der Räumungsketten einer Arbeitsmaschine auftritt.In one embodiment, the means for generating the water mist are arranged on a platform separate from the drive machine, with the water mist being generated opposite to the direction of movement of the working machine. The platform can have its own drive or be towed. The advantage of this is that no additional mechanical stress is placed on the area in front of the working machine and thus near the process-related track hole in the area of the clearing chains of a working machine.

Die einzelnen Maßnahmen können aber auch kombiniert werden. So können erste Mittel auf einer von der Arbeitsmaschine getrennten Plattform angeordnet sein, wobei weitere Mittel in die Arbeitsmaschine integriert sind und/oder unmittelbar vor dieser angeordnet sind.However, the individual measures can also be combined. For example, the first means can be located on a platform separate from the working machine, with additional means integrated into the working machine and/or located directly in front of it.

Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Mittel vor oder in der Arbeitsmaschine in verschiedene Richtungen den Wassernebel erzeugen (vor, zurück, links rechts). Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass die Mittel im oder unmittelbar vor der Arbeitsmaschine den Wassernebel mit geringerem Druck und kürzerer Länge erzeugen.It can further be provided that the means in front of or in the working machine generate the water mist in different directions (forward, backward, left, right). It can further be provided that the means in or immediately in front of the working machine generate the water mist at lower pressure and with a shorter length.

In einer weiteren Ausführungsform wird mittels mindestens einer Sensorik der Wassernebel erfasst und die Frequenz der Impulse in Abhängigkeit der Daten der Sensorik angepasst. Somit wird sichergestellt, dass stets eine ausreichende Wassernebel-Wand vorhanden ist. Die Sensorik ist beispielsweise als Kamera ausgebildet. Zusätzlich kann mittels der Sensorik eine Objekterkennung durchgeführt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei der Erfassung eines Objekts (z.B. ein Mensch) die Erzeugung des Wassernebels unterbrochen wird.In a further embodiment, the water mist is detected by at least one sensor, and the frequency of the pulses is adjusted depending on the sensor data. This ensures that a sufficient wall of water mist is always present. The sensor is designed, for example, as a camera. Additionally, object detection can be performed using the sensor. It can be provided that the generation of water mist is interrupted when an object (e.g., a person) is detected.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine Sensorik zur Erfassung einer Entfernung zur Arbeitsmaschine vorgesehen, deren Daten zur Ansteuerung einer Antriebsmaschine der Plattform oder aber der Mittel selbst verwendet werden können. So kann beispielsweise das Mittel vertikal verschwenkt werden oder aber der Arbeitsdruck angepasst werden. Die Sensorik kann dabei als Laser-, Radar- oder Lidarsensor ausgebildet sein. Die Sensorik kann aber auch als Stereo-Kamera ausgebildet sein. Auch die Daten der Sensorik zur Erfassung der Entfernung der Arbeitsmaschine können zusätzlich für eine Objekterkennung verwendet werden.In a further embodiment, a sensor system is provided for detecting the distance to the working machine. The data from this sensor system can be used to control a drive motor of the platform or the means itself. For example, the means can be pivoted vertically or the working pressure can be adjusted. The sensor system can be designed as a laser, radar, or lidar sensor. However, the sensor system can also be designed as a stereo camera. The data from the sensor system for detecting the distance to the working machine can also be used for object detection.

In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Mittel parallel angeordnet. Hierdurch kann einerseits einfacher eine gewünschte Breite der Wassernebel-Wand eingestellt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die verschiedenen Mittel zeitlich versetzt zueinander angesteuert werden können, sodass sich eine insgesamt höhere Impulsrate erzeugen lässt. Dabei können auch einzelne Mittel nur situativ angesteuert werden, wenn beispielsweise die Sensorik, die den Wassernebel erfasst, einen zu geringen Wassernebel erfasst. Alternativ können die mehreren Mittel auch radial um eine Achse verteilt angeordnet sein, wobei sich dann die Mittel revolvierend um die Achse drehen lassen und zeitlich nacheinander einen Wassernebel erzeugen.In a further embodiment, several means are arranged in parallel. This makes it easier to set the desired width of the water mist wall. A further advantage is that the various means can be controlled at different times, so that an overall higher pulse rate can be generated. Individual means can also be controlled only in specific situations, for example if the sensor that detects the water mist detects too little water mist. Alternatively, the several means can also be arranged radially distributed around an axis, in which case the means can rotate in a revolving manner around the axis and generate a water mist one after the other.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Mittel schwenkbar ausgebildet. Dabei können die Mittel horizontal und/oder vertikal schwenkbar ausgebildet sein. Durch die vertikale Schwenkung kann dabei der Abschlusswinkel des Wassernebels und somit auch dessen Länge eingestellt werden. So kann beispielsweise das Mittel in Abhängigkeit der Daten der Sensorik zur Erfassung der Entfernung zur Arbeitsmaschine verschwenkt werden.In a further embodiment, the means are designed to be pivotable. The means can be designed to be horizontally and/or vertically pivotable. The vertical pivoting allows the angle of the water mist and thus also its length to be adjusted. For example, the means can be pivoted depending on the data from the sensor system for detecting the distance to the work machine.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Düsen überwacht werden, beispielsweise auf Verstopfung oder Vereisung. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Düsen bei Vereisungsgefahr beheizt werden.Furthermore, the nozzles can be monitored, for example, for blockage or icing. It can also be provided that the nozzles are heated if there is a risk of icing.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Düse verstellbar ausgebildet und/oder derart ausgebildet, dass Aufsätze vor ihr befestigt werden können, um so die Vernebelung einzustellen. Die Aufsätze können beispielsweise Gitter sein. Weiter können auch Lochscheiben vorgesehen sein, die gegeneinander vordrehbar sind. So kann beispielsweise bei Einsatz an der Arbeitsmaschine die Vernebelung vergrößert werden, was aber auf Kosten der Länge des Wassernebels geht.In a further embodiment, the nozzle is adjustable and/or designed so that attachments can be attached in front of it to adjust the mist. The attachments can be grids, for example. Furthermore, perforated discs can be provided that can be rotated relative to each other. This allows the mist to be increased, for example, when used on a work machine, but this comes at the expense of the length of the water mist.

Die Druckkammer ist dabei vorzugsweise mit einem Kompressor verbunden, der immer wieder den notwendigen Druck von beispielsweise 25 bar aufbaut. Dabei kann zwischen Druckkammer und Kompressor der zuvor erwähnte Zwischenspeicher angeordnet sein. Die Wasserkammer ist mit einem Wassertank oder einer Wasserleitung verbunden, sodass die Wasserkammer immer wieder befüllt wird. Dabei kann auch der Wassertank mit einer Wasserleitung verbunden sein. Dabei kann das Wasser unter Druck von dem Wassertank in die Wasserkammer befördert werden. Hierzu kann auch der Kompressor für die Druckkammer verwendet werden, der dann zwei Funktionen aufweist.The pressure chamber is preferably connected to a compressor, which continually builds up the necessary pressure of, for example, 25 bar. The aforementioned buffer reservoir can be arranged between the pressure chamber and the compressor. The water chamber is connected to a water tank or a water pipe, so that the water chamber is continually refilled. The water tank can also be connected to a water pipe. The water can then be pumped under pressure from the water tank into the water chamber. The compressor for the pressure chamber can also be used for this purpose, which then has two functions.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung mindestens eine Sensorik zur Erfassung des Wassernebels auf, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, das Schnellverschlussventil in Abhängigkeit der Daten der Sensorik anzusteuern.In a further embodiment, the device has at least one sensor for detecting the water mist, wherein the control unit is designed to control the quick-release valve depending on the data from the sensor.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung schwenkbar ausgebildet. Dies ermöglicht es, insbesondere die Breite der Wassernebel-Wand einzustellen.In a further embodiment, the device is designed to be pivotable. This allows, in particular, the width of the water mist wall to be adjusted.

Hinsichtlich der verfahrensmäßigen Ausgestaltung wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genommen.With regard to the procedural details, reference is made in full to the preceding statements.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Arbeitsmaschine für Gleisbauarbeiten,
Fig. 2
eine schematische Detail-Ansicht im Bereich des Arbeitsbereichs,
Fig. 3
eine schematische Vorderansicht auf ein Förderband für Schotter in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 4
eine schematische Vorderansicht auf ein Förderband für Schotter in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 5
eine schematische Vorderansicht auf ein Förderband für Schotter in einer dritten Ausführungsform,
Fig. 6
eine schematische Perspektivdarstellung auf ein Förderband für Schotter in einer weiteren Darstellung,
Fig. 7
eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer Vorrichtung zur impulsartigen Erzeugung von Wassernebel,
Fig. 8
eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung und eine Arbeitsmaschine und
Fig. 9
eine schematische Seitenansicht auf Vorrichtung und Arbeitsmaschine.
The invention is explained in more detail below using preferred embodiments. The figures show:
Fig. 1
a schematic representation of a work machine for track construction work,
Fig. 2
a schematic detail view in the workspace area,
Fig. 3
a schematic front view of a conveyor belt for ballast in a first embodiment,
Fig. 4
a schematic front view of a conveyor belt for gravel in a second embodiment,
Fig. 5
a schematic front view of a conveyor belt for gravel in a third embodiment,
Fig. 6
a schematic perspective view of a conveyor belt for gravel in a further illustration,
Fig. 7
a highly simplified schematic representation of a device for the pulsed generation of water mist,
Fig. 8
a schematic plan view of a device and a working machine and
Fig. 9
a schematic side view of the device and working machine.

In der Fig. 1 ist schematisch eine Arbeitsmaschine 20 für Gleisbauarbeiten dargestellt, die sich in Fahrtrichtung F bewegt. Die Arbeitsmaschine 20 ist beispielsweise ein Umbauzug, eine Bettungsreinigungsmaschine oder eine Stopfmaschine. Die Arbeitsmaschine 20 weist mindestens einen Arbeitsbereich 21 auf, an dem Schotter bewegt wird. In dem dargestellten Beispiel ist dies beispielsweise eine Schürfkette, mittels derer Schotter aus dem Gleisbett zur Reinigung herausgeholt wird.In the Fig. 1 A schematic representation of a work machine 20 for track construction work is shown, moving in the direction of travel F. The work machine 20 is, for example, a track renewal train, a ballast cleaning machine, or a tamping machine. The work machine 20 has at least one working area 21 in which ballast is moved. In the example shown, this is, for example, a scraper chain, by means of which ballast is removed from the track bed for cleaning.

In der Fig. 2 ist eine Vorrichtung 22 zur Reduzierung der Staubentwicklung an einem Arbeitsbereich 21 der Arbeitsmaschine 20 dargestellt. Im Arbeitsbereich 21 wird dabei Schotter bewegt, sodass Staubpartikel 23 nach oben steigen. Die Vorrichtung 22 weist mindestens ein Gebläse 24 auf, das Umgebungsluft 25 ansaugt und die angesaugte Luft durch Luftleit-Strukturen 26 presst, sodass eine laminare Luftströmung 27 entsteht. Am Gebläse 24 entgegengesetzten Ende der Luftleit-Strukturen 26 sind Wasserdüsen 28 angeordnet, die mittels Hochdruck von ≥ 40 bar feine Wassertröpfchen 29 bilden, die einen Durchmesser von 100 bis 500 µm aufweisen. Die Wassertröpfchen 29 werden dabei von der laminaren Luftströmung 27 mitgenommen. Treffen dann Staubpartikel 23 auf Wassertröpfchen 29, so kommt es zur Verbindung. An der den Wasserdüsen 28 gegenüberliegenden Seite des Arbeitsbereiches ist eine Absaugvorrichtung 30 angeordnet, die beispielsweise ein Sauggebläse zum Antreiben eines Zyklonabscheiders aufweist. Mittels der Absaugvorrichtung 30 werden dann die Wassertröpfchen 29 mit den gebundenen Staubpartikeln 23 angesaugt. Das so gesammelte Schmutzwasser kann dann gereinigt werden und wieder den Wasserdüsen 28 zugeführt werden. Mittels der Vorrichtung 22 kann somit wirkungsvoll die Staubexposition reduziert werden.In the Fig. 2 2 shows a device 22 for reducing dust development in a work area 21 of the work machine 20. In the work area 21, gravel is moved so that dust particles 23 rise upwards. The device 22 has at least one fan 24 that draws in ambient air 25 and forces the drawn-in air through air guiding structures 26, creating a laminar air flow 27. At the end of the air guiding structures 26 opposite the fan 24, water nozzles 28 are arranged, which form fine water droplets 29 with a diameter of 100 to 500 µm using high pressure of ≥ 40 bar. The water droplets 29 are carried along by the laminar air flow 27. When dust particles 23 then collide with water droplets 29, they combine. On the side of the work area opposite the water nozzles 28, a suction device 30 is arranged, which, for example, has a suction fan for driving a cyclone separator. The suction device 30 then sucks in the water droplets 29 with the bound dust particles 23. The thus collected dirty water can then be cleaned and fed back to the water nozzles 28. Dust exposure can thus be effectively reduced by means of the device 22.

In der Fig. 3 ist eine Vorrichtung 31 zur Reduzierung der Staubentwicklung beim Transportieren von Schotter 32 auf einem Förderband 33 dargestellt. Die Vorrichtung 31 weist ein das Förderband 33 einhüllendes umlaufendes Band 34 auf, das über Rollen 35 läuft. Dabei müssen nicht alle Rollen als Antriebsrollen ausgebildet sein. Einige Rollen 35 können auch als einfache Umlenkrollen ausgebildet sein. Weiter weist die Vorrichtung 31 ein Wasserbad 36 auf, wobei ein Teil des umlaufenden Bandes 34 sich stets im Wasserbad 36 befindet. Steigen dann während der Bewegung Staubpartikel auf, so bleiben diese an dem feuchten Band 34 haften und werden zum Wasserbad 36 abtransportiert, wo diese sich lösen. Zusätzlich können mechanische Mittel vorgesehen sein, um die am Band 34 anhaftenden Staubpartikel vom Band 34 zu lösen.In the Fig. 3 3 shows a device 31 for reducing dust formation when transporting gravel 32 on a conveyor belt 33. The device 31 has a circulating belt 34 surrounding the conveyor belt 33, which is guided over rollers 35 runs. Not all rollers have to be designed as drive rollers. Some rollers 35 can also be designed as simple deflection rollers. The device 31 also has a water bath 36, with a part of the circulating belt 34 always being located in the water bath 36. If dust particles rise during the movement, they adhere to the moist belt 34 and are transported to the water bath 36, where they are released. In addition, mechanical means can be provided to release the dust particles adhering to the belt 34 from the belt 34.

In der Fig. 4 ist eine alternative Vorrichtung 31 zur Reduzierung der Staubentwicklung beim Transportieren von Schotter 32 auf einem Förderband 33 dargestellt. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 3 weist die Vorrichtung 31 zwei umlaufende Bänder 34 auf, die das Förderband 33 nahezu komplett überdecken. Zusätzlich ist jedem Band 34 eine Anpresswalze 37 zugeordnet, mittels derer beim Rücktransport des Bandes 34 das Wasser mit den anhaftenden Staubpartikeln 23 aus dem Band 34 gepresst und in einen Schmutzwassertank 38 geleitet wird, wo dieses dann anschließend gereinigt werden kann.In the Fig. 4 An alternative device 31 for reducing dust formation when transporting gravel 32 on a conveyor belt 33 is shown. In contrast to the embodiment according to Fig. 3 The device 31 has two circulating belts 34 that almost completely cover the conveyor belt 33. In addition, each belt 34 is assigned a pressure roller 37, by means of which the water with the adhering dust particles 23 is pressed out of the belt 34 during the return transport of the belt 34 and directed into a dirty water tank 38, where it can then be cleaned.

In der Fig. 5 ist eine weitere alternative Vorrichtung 31 zur Reduzierung der Staubentwicklung beim Transportieren von Schotter 32 auf einem Förderband 33 dargestellt. Dabei ist neben und über dem Förderband 33 eine Haube 39 angeordnet. An einem Rand der Haube 39 ist eine Wasserdüse 40 angeordnet, die einen Wasserstrahl 41 aus Frischwasser 43 erzeugt, der radial an der Innenwand der Haube 39 verläuft und an dem gegenüberliegenden Rand als Schmutzwasser 42 abließt.In the Fig. 5 A further alternative device 31 for reducing dust development when transporting gravel 32 on a conveyor belt 33 is shown. A hood 39 is arranged next to and above the conveyor belt 33. A water nozzle 40 is arranged at one edge of the hood 39, generating a water jet 41 of fresh water 43 that runs radially along the inner wall of the hood 39 and discharges as dirty water 42 at the opposite edge.

In der Fig. 6 ist eine weitere alternative Vorrichtung 31 zur Reduzierung der Staubentwicklung beim Transportieren von Schotter auf einem Förderband 33 dargestellt. Entlang einer Teilstrecke des Förderbandes 33 sind Gebläse 44 angeordnet, die einen laminaren Luftstrom 45 quer zur Transportrichtung TR des Förderbandes 33 erzeugen. An der gegenüberliegenden Seite des Förderbandes 33 sind Wasserdüsen 46 angeordnet, die von oben einen nach unten gerichteten Wassernebel 47 erzeugen. Während des Transports nach oben aufsteigende Schotterpartikel 23 werden von dem laminaren Luftstrom 45 in den Wassernebel 47 geblasen, sich mit Wassertröpfchen verbinden und nach unten in eine Ablaufrinne 48 fallen. Dieses Schmutzwasser 49 wird einer Filtereinheit 50 zugeführt und das gereinigte Wasser 51 wieder den Wasserdüsen 46 zugeführt.In the Fig. 6 3 shows a further alternative device 31 for reducing dust development when transporting gravel on a conveyor belt 33. Blowers 44 are arranged along a section of the conveyor belt 33 and generate a laminar air flow 45 transverse to the transport direction TR of the conveyor belt 33. On the opposite side of the conveyor belt 33, water nozzles 46 are arranged, which generate a downward-directed water mist 47 from above. Gravel particles 23 rising upwards during transport are blown into the water mist 47 by the laminar air flow 45, combine with water droplets and fall downwards into a drainage channel 48. This dirty water 49 is fed to a filter unit 50 and the purified water 51 is fed back to the water nozzles 46.

In der Fig. 7 ist die Vorrichtung 1 zur Reduzierung der Staubentwicklung dargestellt, die zusätzlich oder alternativ zu den Wasserdüsen 28 mit Hochdruck zur Anwendung kommen kann. Die Vorrichtung 1 weist eine Druckkammer 2 und eine Wasserkammer 3 auf, die über ein Schnellverschlussventil 4 miteinander verbunden sind. Weiter weist die Vorrichtung 1 einen Kompressor 5 auf, der mit der Druckkammer 2 verbunden ist. Dabei kann noch zwischen Druckkammer 2 und Kompressor 5 ein Zwischenspeicher angeordnet sein, der einen höheren Druck als der Arbeitsdruck in der Druckkammer 2 ist. Die Wasserkammer 3 ist mit einem Wassertank 6 verbunden. An der Wasserkammer 3 ist eine Düse 7 angeordnet. Weiter weist die Vorrichtung 1 Sensoriken 8 zur Erfassung eines Wassernebels und einer Entfernung zur Arbeitsmaschine auf sowie eine Steuerung 9, die das Schnellverschlussventil 4 ansteuert. Durch Öffnen des Schnellverschlussventils 4 wird das Wasser in der Wasserkammer 3 durch die Düse 7 gepresst und erzeugt einen Wassernebel. Die Austrittsgeschwindigkeit kann dabei bis zu 400 km/h und mehr betragen. Die Länge L des Wassernebels liegt dabei vorzugsweise zwischen 35 m bis 50 m und die Breite zwischen 3 m bis 5 m. Aufgrund der dabei auftretenden Rückstoßkräfte muss dabei die Vorrichtung 1 entsprechend gelagert sein. Weiter kann in der Druckkammer 2 ein nicht dargestellter Drucksensor angeordnet sein, der datentechnisch mit der Steuerung 9 verbunden ist. Somit steuert die Steuerung 9 das Schnellverschlussventil 4 erst an, wenn der gewünschte Arbeitsdruck in der Druckkammer 2 erreicht ist. Der gewünschte Arbeitsdruck ist einstellbar und liegt vorzugsweise bei 25 bar. Der Arbeitsdruck kann aber auch in Abhängigkeit der Daten der Sensoriken 8 während des Betriebes verändert werden.In the Fig. 7 1 shows the device 1 for reducing dust development, which can be used in addition to or as an alternative to the high-pressure water nozzles 28. The device 1 has a pressure chamber 2 and a water chamber 3, which are connected to one another via a quick-release valve 4. The device 1 also has a compressor 5, which is connected to the pressure chamber 2. An intermediate storage device can be arranged between the pressure chamber 2 and the compressor 5, which has a higher pressure than the working pressure in the pressure chamber 2. The water chamber 3 is connected to a water tank 6. A nozzle 7 is arranged on the water chamber 3. The device 1 also has sensors 8 for detecting a water mist and a distance to the work machine, as well as a controller 9 that controls the quick-release valve 4. By opening the quick-release valve 4, the water in the water chamber 3 is pressed through the nozzle 7 and creates a water mist. The exit speed can be up to 400 km/h and more. The length L of the water mist is preferably between 35 m and 50 m and the width between 3 m and 5 m. Due to the resulting recoil forces, the device 1 must be mounted accordingly. Furthermore, a pressure sensor (not shown) can be arranged in the pressure chamber 2 and is connected to the controller 9 for data purposes. Thus, the controller 9 only controls the quick-release valve 4 when the desired working pressure in the pressure chamber 2 is reached. The desired working pressure is adjustable and is preferably 25 bar. However, the working pressure can also be changed during operation depending on the data from the sensors 8.

In der Fig. 8 ist eine Draufsicht dargestellt, wobei die Vorrichtung 1 auf einer Plattform 10 angeordnet ist. Die Plattform 10 bewegt sich ca. 50 m vor einer Arbeitsmaschine 20, beispielsweise eine Bettungsreinigungsmaschine, die sich in Fahrtrichtung F bewegt. Die Bewegung von Plattform 10 und Arbeitsmaschine 20 kann dabei synchronisiert sein. Die Vorrichtung 1 erzeugt dabei einen Wassernebel 12, der eine Länge L, eine Breite B und eine Höhe H aufweist, wobei die Höhe H unmittelbar vor der Arbeitsmaschine 20 ca. 1 m ist (siehe Fig. 9). Der Wassernebel 12 bildet eine Wassernebel-Wand, die durch den aufsteigenden Staub nicht überwunden werden kann. Die Vorrichtung 1 ist dabei auf der Plattform 10 entsprechend gelagert, um die Rückstoßkräfte aufzunehmen. Weiter kann die Vorrichtung 1 auf der Plattform 10 horizontal und/oder vertikal schwenkbar ausgebildet sein.In the Fig. 8 A plan view is shown, wherein the device 1 is arranged on a platform 10. The platform 10 moves approximately 50 m in front of a working machine 20, for example a ballast cleaning machine, which moves in the direction of travel F. The movement of platform 10 and working machine 20 can be synchronized. The device 1 generates a water mist 12 having a length L, a width B, and a height H, wherein the height H directly in front of the working machine 20 is approximately 1 m (see Fig. 9 ). The water mist 12 forms a water mist wall that the rising dust cannot overcome. The device 1 is mounted on the platform 10 to absorb the recoil forces. Furthermore, the device 1 can be designed to pivot horizontally and/or vertically on the platform 10.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Vorrichtungdevice
22
Druckkammerpressure chamber
33
WasserkammerWater chamber
44
SchnellverschlussventilQuick-release valve
55
Kompressorcompressor
66
Wassertankwater tank
77
Düsenozzle
88
SensorikenSensors
99
Steuerungsteering
1010
Plattformplatform
1212
WassernebelWater mist
2020
Arbeitsmaschinework machine
2121
ArbeitsbereichWorkspace
2222
Vorrichtungdevice
2323
Staubpartikeldust particles
2424
Gebläsefan
2525
UmgebungsluftAmbient air
2626
Luftleit-StrukturAir guidance structure
2727
LuftströmungAir flow
2828
WasserdüseWater nozzle
2929
WassertröpfchenWater droplets
3030
Absaufvorrichtungdrowning device
3131
Vorrichtungdevice
3232
Schottergravel
3333
Förderbandconveyor belt
3434
Bandband
3535
Rollerole
3636
Wasserbadwater bath
3737
Anpresswalzepressure roller
3838
SchmutzwassertankWaste water tank
3939
Haubehood
4040
WasserdüseWater nozzle
4141
Wasserstrahlwater jet
4242
SchmutzwasserWastewater
4343
FrischwasserFresh water
4444
Gebläsefan
4545
LuftstromAirflow
4646
WasserdüseWater nozzle
4747
WassernebelWater mist
4848
Ablaufrinnedrainage channel
4949
SchmutzwasserWastewater
5050
Filtereinheitfilter unit
5151
gereinigtes Wasserpurified water
LL
Längelength
BB
BreiteWidth
HH
HöheHeight
FF
FahrtrichtungDirection of travel
TRTR
TransportrichtungTransport direction

Claims (10)

  1. Working machine (20) for track construction work, the working machine (20) having at least one working area (21) at which ballast (32) is moved characterized in that water nozzles (28) operated at high pressure of ≥40 bar are arranged on the working machine (20) in the vicinity of the working area (21), which are designed in such a way as to produce a standing water mist of defined width and length around the working area (21), the droplet size of the water mist being less than 1 mm.
  2. Working machine according to claim 1, characterised in that the working machine is designed in such a way that the alignment of the water nozzles and/or the high pressure at the water nozzles can be adjusted.
  3. Working machine according to claim 1 or 2, characterised in that the working machine (20) has at least one fan (24) and air guide structures (26) for generating a laminar flow (27), the water nozzles (28) being arranged in such a way that they spray the water mist into the laminar flow.
  4. Working machine according to one of the preceding claims, characterised in that the working machine (20) has at least one suction device (30) which is arranged opposite the water nozzles (28) (30), which is arranged opposite the water nozzles (28).
  5. Working machine according to one of the preceding claims, characterised in that the working machine (20) has at least one conveyor belt (33) for ballast (32), wherein at least along a section of the conveyor belt (33), the conveyor belt (33) being enveloped by a circulating belt (34), the working machine (20) furthermore having a water bath (36) which is arranged in such a way that in each case a part of the circulating belt (34) is located in the water bath (36).
  6. Working machine according to one of the preceding claims, characterised in that characterised in that the working machine (20) has at least one conveyor belt (33) for ballast (32), wherein at least along a section of the conveyor belt (33), two circulating belts (34) being tensioned over the conveyor belt (33), the working machine (20) having at least one water bath (36) which is arranged in such a way that in each case a part of the circulating belt (34) is located in the water bath (36).
  7. Working machine according to one of the preceding claims, characterised in that characterised in that the working machine (20) has at least one conveyor belt (33) for ballast (32), wherein at least along a partial section of the conveyor belt (33) blowers (44) for generating a laminar air flow (45) are arranged next to the conveyor belt (33), wherein the air flow (45) is oriented transversely to the conveying direction (TR) of the conveyor belt (33), wherein the working machine (20) further comprises water nozzles (46) which are arranged on the opposite side of the conveyor belt (33).
  8. Working machine according to one of the preceding claims, characterised in that characterised in that the working machine (20) has at least one conveyor belt (33), wherein a bonnet (39) is arranged over the conveyor belt (33) at least along a section of the conveyor belt (33), wherein water nozzles (40) are arranged on the bonnet (39), which are designed to generate a radial water jet (41) on the inner wall of the bonnet (39).
  9. Working machine according to one of the preceding claims, characterised in that characterised in that the working machine (20) has at least one device (1) which is designed to generate a pulsating water mist in front of the working machine (20).
  10. Method for reducing the formation of dust during track construction work with a working machine (20) for track construction work, the working machine (20) having at least one working area (21) at which ballast (32) is moved, by means of water nozzles (28) arranged in the vicinity of the working area (21), a water mist of defined width and length is generated around the working area (21) at a high pressure of ≥40 bar, the droplet size of the water mist being smaller than 1 mm.
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