AT520095B1

AT520095B1 - Flange lubrication

Info

Publication number: AT520095B1
Application number: ATA50846/2017A
Authority: AT
Inventors: Giefing Herbert
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2019-01-15
Also published as: EP3645367A1; AT520095A4; CN111148680A; WO2019068561A1

Abstract

Spurkranzschmierung für einen Spurkranz eines Schienenfahrzeugrades (1), umfassend einen Schmierstift (2), wobei der Schmierstift (2) längsverschiebbar gelagert ist und mittels einer kraftbetätigten Andrückvorrichtung (3) aus- und einfahrbar ist.Flange lubrication for a wheel flange of a rail vehicle wheel (1), comprising a lubricating pin (2), wherein the lubricating pin (2) is mounted longitudinally displaceable and by means of a power-pressing device (3) and retractable.

Description

Beschreibungdescription

SPURKRANZSCHMIERUNGSPROCKET LUBRICATION

TECHNISCHES GEBIET [0001] Die Erfindung betrifft eine Spurkranzschmierung für einen Spurkranz eines Schienenfahrzeugrades.TECHNICAL FIELD The invention relates to wheel flange lubrication for a wheel flange of a rail vehicle wheel.

STAND DER TECHNIK [0002] Um den Verschleiß von Spurkränzen und Schienen zu reduzieren werden häufig Spurkranzschmierungen eingesetzt. Ebenso wesentlich ist dabei die Verhinderung der Geräuschentwicklung bei trockenem Rad-Schiene Kontakt, da durch die Reibung an dieser Stelle die Radscheibe zu Schwingungen in einem hörbaren Frequenzbereich angeregt werden kann. Typischerweise wird an dem vordersten Radsatz eines Schienenfahrzeugs ein Schmierstoff an dem Spurkranz aufgebracht. Dabei ist es wesentlich, diesen Schmierstoff nicht in so großen Mengen aufzubringen, dass er die Lauffläche des Rades erreichen und dabei die Rad-Schiene Reibung herabsetzen könnte, da dadurch die Bremswirkung massiv beeinträchtigt wäre. Es sind verschiedene Methoden zur Aufbringung des Schmierstoffes bekannt, beispielsweise kann ein sogenannter Schmierstift aus trockenem Schmierstoff an den Spurkranz mittels Federkraft angepresst werden. Dies stellt eine dauernde Schmierwirkung sicher, welche jedoch z.B. bei langen geraden Strecken überflüssig ist. Dieser Schmierstift unterliegt naturgemäß einem Verschleiß und ist regelmäßig zu kontrollieren und ggf. auszutauschen. Eine andere, aufwendigere Art der Spurkranzschmierung stellt das Aufbringen von zähflüssigem Schmiermittel mittels Druckluft dar. Dabei wird in einem Tank bereit gehaltenes Schmiermittel druckluftunterstützt durch eine Düse in unmittelbarer Umgebung des Spurkranzes auf diesen aufgesprüht. Die Dosierung des Schmiermittels erfolgt dabei durch eine Taktung des Sprühvorgangs in Anhängigkeit von Zeit oder zurückgelegter Strecke. Solche Druckluftsysteme sind sehr aufwendig herzustellen und zu warten, außerdem ist bei diesen Schmierungen nicht gewährleistet, dass eine Schmierung zu einem geeigneten Zeitpunkt erfolgt. Beispielsweise ist eine Schmierung nach einem engen Gleisbogen überflüssig. Eine weitere Möglichkeit des Auftragens von Schmierstoff stellen ortsfeste Schmiereinrichtungen dar, welche die Spurkränze der vorbeifahrenden Radsätze schmieren. Solche Einrichtungen werden beispielsweise bei Straßenbahnen vor Streckenabschnitten mit sehr geringen Gleisradien eingesetzt. Alle aus dem Stand der Technik bekannten Spurkranzschmierungen weisen Mängel auf, entweder ist eine Schmierung zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht ausreichend gewährleistet oder es findet eine überflüssige Dauerschmierung statt.PRIOR ART In order to reduce the wear of wheel flanges and rails, wheel flange lubrication is often used. It is equally important to prevent noise when the wheel-rail contact is dry, since the friction at this point can cause the wheel disc to vibrate in an audible frequency range. Typically, a lubricant is applied to the wheel flange on the foremost wheel set of a rail vehicle. It is essential not to apply this lubricant in such large quantities that it can reach the tread of the wheel and thereby reduce the friction between the wheel and the rail, since this would massively impair the braking effect. Various methods for applying the lubricant are known, for example a so-called lubricating pin made of dry lubricant can be pressed onto the wheel flange by means of spring force. This ensures a permanent lubricating effect, which, however, e.g. is unnecessary for long straight sections. This lubricating pin is naturally subject to wear and must be checked regularly and replaced if necessary. Another, more complex type of wheel flange lubrication is the application of viscous lubricant by means of compressed air. In this case, lubricant kept ready in a tank is sprayed onto the wheel flange by compressed air with the aid of compressed air. The lubricant is dosed by clocking the spraying process as a function of time or distance traveled. Compressed air systems of this type are very complex to manufacture and maintain; moreover, it is not guaranteed with these lubrications that lubrication takes place at a suitable time. For example, lubrication after a narrow curve is unnecessary. A further possibility of applying lubricant is provided by stationary lubrication devices which lubricate the flanges of the wheel sets passing by. Such devices are used, for example, in trams in front of sections of track with very small track radii. All wheel flange lubrications known from the prior art have defects, either lubrication is not adequately guaranteed at a certain point in time or unnecessary permanent lubrication takes place.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG [0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spurkranzschmierung anzugeben, welche den vorgegebenen Schmierstoffvorrat wirtschaftlich einsetzt, geringe Wartungsaufwände aufweist und sehr kostengünstig aufzubauen ist.PRESENTATION OF THE INVENTION The invention is therefore based on the object of specifying a flange lubrication which uses the specified lubricant supply economically, requires little maintenance and can be constructed very inexpensively.

[0004] Die Aufgabe wird durch Spurkranzschmierung gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.The object is achieved by wheel flange lubrication according to claim 1. Advantageous refinements are the subject of subordinate claims.

[0005] Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine Spurkranzschmierung für einen Spurkranz eines Schienenfahrzeugrades aufgebaut, welche einen Schmierstift umfasst, wobei der Schmierstift längsverschiebbar gelagert ist und mittels einer kraftbetätigten Andrückvorrichtung aus- und einfahrbar ist.According to the basic idea of the invention, a wheel flange lubrication for a wheel flange of a rail vehicle wheel is constructed, which comprises a lubricating pin, the lubricating pin being mounted for longitudinal displacement and being able to be extended and retracted by means of a power-operated pressing device.

[0006] Dadurch ist der Vorteil erzielbar, die Schmierung durch den Schmierstift zu bestimmten Gelegenheiten vornehmen zu können, wobei insbesondere die bei Spurkranzschmierungen mittels Schmierstift sonst erfolgende Dauerschmierung entfällt. Solcherart wird das Schmiermittel nicht durch eine Dauerschmierung verschwendet sondern nur dann eingesetzt wenn es /6As a result, the advantage can be achieved of being able to carry out the lubrication by the lubricating pin on certain occasions, in particular the permanent lubrication which otherwise occurs in the case of wheel flange lubrication by means of a lubricating pin. In this way, the lubricant is not wasted by permanent lubrication, but only used when it / 6

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Patentamt erforderlich ist. Gegenüber Spurkranzschmierungen welche Schmiermittel aufsprühen ist die erfindungsgemäße Spurkranzschmierung wesentlich einfacher und kostengünstiger aufgebaut, da alle Leitungen (Druckluft, Schmiermittel) entfallen können.Patent office is required. Compared to wheel flange lubrication systems which spray lubricants, the wheel flange lubrication system according to the invention is constructed much more simply and cost-effectively, since all lines (compressed air, lubricant) can be omitted.

[0007] Erfindungsgemäß ist der Schmierstift längsverschiebbar gelagert und mittels einer kraftbetätigten Andrückvorrichtung aus- und einfahrbar. Dies kann beispielsweise mittels eines Elektromagneten oder eines elektrischen Motors erfolgen. Ebenso ist eine Betätigung mittels Druckluft möglich, dies erfordert jedoch entsprechende Verrohrungen im Fahrgestell und gibt somit einen der gegenständlichen Erfindung innewohnenden Vorteil auf.According to the lubricating pin is mounted to be longitudinally displaceable and extendable and retractable by means of a power-operated pressing device. This can be done for example by means of an electromagnet or an electric motor. Actuation using compressed air is also possible, but this requires corresponding piping in the chassis and thus gives up an advantage inherent in the subject invention.

[0008] Die kraftbetätigte Andrückvorrichtung ist vorzugsweise so im Fahrwerk, bzw. Drehgestell des Schienenfahrzeugs anzuordnen, dass ausschließlich die Relativbewegung beim Ausfahren des Schmierstiftes in Bezug auf die zu schmierende Fläche des Rades auftritt. Weitere Relativbewegungen, beispielsweise durch das Einfedern des Fahrzeugs sollen vermieden werden. Solcherart wird eine mechanische Belastung des Schmierstifts, insbesondere quer zu seiner Längsachse vermieden. Dazu kann die kraftbetätigte Andrückvorrichtung an einer Position des Fahrwerks angeordnet sein, welche im Betrieb keine Relativbewegung zu der zu schmierenden Fläche des Rades aufweist. Solche Positionen sind beispielsweise auf Bauteilen innerhalb der sogenannten ungefederten Masse zu finden.The power-operated pressing device is preferably to be arranged in the undercarriage or bogie of the rail vehicle in such a way that only the relative movement occurs when the lubricating pin extends in relation to the surface of the wheel to be lubricated. Further relative movements, for example due to the deflection of the vehicle, are to be avoided. In this way, mechanical stress on the lubricating pin, in particular transverse to its longitudinal axis, is avoided. For this purpose, the force-actuated pressing device can be arranged at a position of the undercarriage which has no relative movement to the surface of the wheel to be lubricated during operation. Such positions can be found, for example, on components within the so-called unsprung mass.

[0009] Die Steuerung der Bewegung des Schmierstiftes erfolgt mittels einer Steuereinrichtung, welche die kraftbetätigte Andrückvorrichtung in Abhängigkeit von bestimmten, der Steuereinrichtung über eine Datenschnittstelle zugeführten Steuersignalen ansteuert. Diese Steuereinrichtung umfasst die entsprechenden elektronischen Schaltungen zur Ansteuerung des Elektromotors bzw. Elektromagneten und Schaltungen zur Signalverarbeitung.The control of the movement of the lubricating pin is carried out by means of a control device which controls the power-operated pressing device as a function of certain control signals supplied to the control device via a data interface. This control device comprises the corresponding electronic circuits for controlling the electric motor or electromagnets and circuits for signal processing.

Typischerweise ist eine Steuereinrichtung für beide Andrückvorrichtungen einer geschmierten Achse vorzusehen.A control device is typically provided for both pressing devices of a lubricated axle.

[0010] Die Schmiervorgänge werden vorzugsweise in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs auf der Strecke ausgelöst, sodass sichergestellt ist, dass vor relevanten Streckenabschnitten (z.B. engen Gleisbögen) rechtzeitig eine Schmierung im erforderlichen Ausmaß stattfindet. Dazu kann ein der Steuereinrichtung zugeführtes Steuersignal Informationen über die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs auf der Strecke umfassen, sodass die Steuereinrichtung den Schmiervorgang auslöst. Dazu ist in der Steuereinrichtung ein die Strecke repräsentierender Datensatz gespeichert, in welchem auch die Punkte an welchen eine Schmierung auszuführen ist, gespeichert ist.The lubrication processes are preferably triggered as a function of the position of the vehicle on the track, so that it is ensured that lubrication to the required extent takes place in good time before relevant sections of the track (e.g. narrow bends). For this purpose, a control signal supplied to the control device can include information about the current position of the rail vehicle on the route, so that the control device triggers the lubrication process. For this purpose, a data record representing the route is stored in the control device, in which the points at which lubrication is to be carried out are also stored.

[0011] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die in einer Fahrzeugsteuerung gebräuchlicherweise gespeicherten Streckendaten um die erforderlichen Schmierpunkte zu erweitern und der Steuereinrichtung der Spurkranzschmierung ein Steuersignal zuzuführen, welches einen Schmiervorgang bewirkt. Solcherart kann die Steuereinrichtung einfacher ausgeführt werden, da sie keine Streckendaten speichern muss.A further embodiment of the invention provides that the route data usually stored in a vehicle controller are expanded by the required lubrication points and the control device of the wheel flange lubrication is supplied with a control signal which effects a lubrication process. In this way, the control device can be made simpler since it does not have to store route data.

[0012] Die Dauer eines Schmiervorgangs ist in Abhängigkeit von den Eigenschaften des eingesetzten Schmierstiftes festzulegen, wozu ggf. experimentell die optimale Dauer zu ermitteln ist, bei der eine ausreichende Menge an Schmiermittel auf den Spurkranz aufgebracht wird.The duration of a lubrication process is to be determined depending on the properties of the lubricating pin used, for which purpose the optimal duration may have to be determined experimentally, at which a sufficient amount of lubricant is applied to the wheel flange.

[0013] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor die kraftbetätigte Andrückvorrichtung so auszuführen, dass bei einer bestimmten Ausfahrweite des Schmierstiftes ein Verschleißanzeigesignal an die Steuereinrichtung abgegeben wird. Die Steuereinrichtung kann in Folge ein Signal an eine Fahrzeugsteuerung abgeben, welches dem Fahr- bzw. Wartungspersonal einen fortgeschrittenen Verschleiß eines Schmierstiftes anzeigt. Solcherart ist der Vorteil zu erzielen, eine vereinfachte Wartung ausführen zu können, da ein Schmierstift keine Kontrolle während seiner Lebensdauer bedarf und somit nur im Anlassfall ausgetauscht wird.A preferred embodiment of the invention provides for the power-operated pressing device to be designed such that a wear indicator signal is emitted to the control device at a certain extension of the lubricating pin. As a result, the control device can emit a signal to a vehicle control which indicates to the driver or maintenance personnel that the lubricant pin has worn out at an advanced level. In this way, the advantage can be achieved of being able to carry out simplified maintenance, since a lubricating pin does not need to be checked during its service life and is therefore only replaced when the need arises.

[0014] In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es empfehlenswert, die kraftbetätigte Andrückvorrichtung mit einer Einrichtung zur Begrenzung der maximalen auf den Schmierstift einwirkenden Ausfahrkraft auszustatten. Solcherart ist sichergestellt, dass der Schmierstift keinem Verschleiß aufgrund einer übermäßigen Andruckkraft ausgesetzt ist.In a further development of the invention, it is advisable to equip the power-operated pressing device with a device for limiting the maximum extension force acting on the lubricating pin. This ensures that the lubricating pin is not exposed to wear due to excessive pressure.

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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN [0015] Es zeigen beispielhaft:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0015] The examples show:

[0016] Fig.1 Spurkranzschmierung.Fig.1 wheel flange lubrication.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG [0017] Fig.1 zeigt beispielhaft und schematisch eine Spurkranzschmierung. Es ist eine Spurkranzschmierung für ein Schienenfahrzeugrad 1 gezeigt, wobei die Ansicht normal zur Drehachse des Schienenfahrzeugrads 1 ausgerichtet ist. Eine kraftbetätigte Andrückvorrichtung 3 umfasst eine Linearverschiebeeinrichtung für einen Schmierstift 2. Der Schmierstift 2 steht an einem Ende in Kontakt mit dem Spurkranz des Schienenfahrzeugrads 1, Fig.1 stellt die Position des Schmierstifts 2 während eines Schmiervorganges dar. Weiters umfasst die kraftbetätigte Andrückvorrichtung 3 einen Kraftantrieb für die Bewegung des Schmierstiftes 2 in Ein- und Ausfahrrichtung. Die Spurkranzschmierung ist mit einer Steuereinrichtung 4 ausgestattet, welche die Bewegung des Schmierstiftes 2 steuert. Dazu ist die Steuereinrichtung 4 mit der kraftbetätigten Andrückvorrichtung 3 verbunden, wobei über diese Verbindung Signale zwischen der kraftbetätigten Andrückvorrichtung 3 und der Steuereinrichtung 4 übermittelbar sind, welche die Bewegung des Schmierstifts 2 und weitere Signale, beispielsweise bezüglich der aktuellen Ausfahrweite des Schmierstifts 2 oder Fehlern in der kraftbetätigten Andrückvorrichtung 3. Die Zuführung von elektrischer Energie an die kraftbetätigte Andrückvorrichtung 3 kann über die Steuereinrichtung 4 oder durch unmittelbaren Anschluss der kraftbetätigte Andrückvorrichtung 3 an das Stromnetz des Schienenfahrzeug erfolgen. Weiters ist die Steuereinrichtung 4 mit einer Datenschnittstelle zur Übermittlung von Steuersignalen 5 zu einer Fahrzeugsteuerung ausgestattet, über welche entweder die Position des Fahrzeugs auf der Strecke an die Steuereinrichtung 4 oder Befehle zur Durchführung eines Schmiervorgangs sowie Status- oder Fehlermeldungen übermittelbar sind. In Fig.1 ist zur Vereinfachung der Darstellung ein Rad eines Radsatzes dargestellt, eine typische Spurkranzschmierung schmiert jedoch beide Räder eines Radsatzes, sodass die Steuereinrichtung 4 auch eine Verbindung zu einer zweiten kraftbetätigte Andrückvorrichtung 3 umfasst.EMBODIMENT OF THE INVENTION FIG. 1 shows an exemplary and schematic of wheel flange lubrication. A wheel flange lubrication for a rail vehicle wheel 1 is shown, the view being oriented normal to the axis of rotation of the rail vehicle wheel 1. A power-operated pressing device 3 comprises a linear displacement device for a lubricating pin 2. The lubricating pin 2 is in contact with the wheel flange of the rail vehicle wheel 1 at one end, FIG. 1 represents the position of the lubricating pin 2 during a lubricating process. Furthermore, the power-operated pressing device 3 comprises a power drive for the movement of the lubricating pin 2 in the retracting and extending directions. The wheel flange lubrication is equipped with a control device 4 which controls the movement of the lubricating pin 2. For this purpose, the control device 4 is connected to the power-operated pressing device 3, signals which can be transmitted via this connection between the power-operated pressing device 3 and the control device 4, which indicate the movement of the lubricating pin 2 and further signals, for example with regard to the current extension distance of the lubricating pin 2 or errors in the power-operated pressure device 3. The supply of electrical energy to the power-operated pressure device 3 can take place via the control device 4 or by directly connecting the power-operated pressure device 3 to the power supply system of the rail vehicle. Furthermore, the control device 4 is equipped with a data interface for the transmission of control signals 5 to a vehicle control, via which either the position of the vehicle on the route to the control device 4 or commands for carrying out a lubrication process as well as status or error messages can be transmitted. To simplify the illustration, FIG. 1 shows a wheel of a wheel set, but a typical wheel flange lubrication lubricates both wheels of a wheel set, so that the control device 4 also includes a connection to a second power-operated pressing device 3.

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LISTE DER BEZEICHNUNGENLIST OF DESIGNATIONS

SchienenfahrzeugradRail vehicle wheel

SchmierstiftGrease stick

Kraftbetätigte AndrückvorrichtungPower operated pressure device

SteuereinrichtungControl device

SteuersignaleControl signals

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Claims

1. wheel flange lubrication for a wheel flange of a rail vehicle wheel (1), comprising a longitudinally displaceably mounted lubricating pin (2), which can be extended and retracted by means of a power-operated pressing device (3), and a control device (4) is provided which controls the power-operated pressing device (3 ) in dependence on certain control signals (5) supplied to the control device (4), characterized in that the control signal (5) comprises information about the current position of the rail vehicle on the route.

2. wheel flange lubrication according to claim 1, characterized in that the power-operated pressing device (3) at a certain extension of the lubricating pin (2) emits a wear indicator signal to the control device (3).

3. flange lubrication according to claim 1 or 2, characterized in that the power-operated pressing device (3) comprises a limitation of the maximum extension force acting on the lubricating pin (2).

4. wheel flange lubrication according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control device (4) comprises a data interface to a vehicle controller for the transmission of control commands and feedback.

5. Rail vehicle comprising wheel flange lubrication according to one of claims 1 to 4.