DE19731870C1 - Vorrichtung zum Schmieren der Räder von Fahrzeugen, insbesondere zum Schmieren der Spurkränze von Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine an einem Fahrzeug befestigte Vorrichtung zum Schmieren, insbesondere zum Schmieren der Spurkränze der Räder von Schienenfahrzeugen, der Schienenkanten oder der Schienenfahrfläche, mit einer Schmierstoffversorgung und mindestens einem Ventil, welches bei einer Kurvenfahrt die Schmierstoffversorgung öffnet oder schließt. Derartige Vorrichtungen dienen bei Schienenfahrzeugen dazu, durch Schmieren der Spurkränze in Kurvenfahrten die Reibung zwischen der Schiene und den verschleißbelasteten Abschnitten der Spurkränze zu mindern. Auf diese Weise wird ein vorzeitiger Verschleiß der Spurkränze verhindert. Darüber hinaus bewirkt diese Art der sogenannten "kurvenabhängigen Spurkranzschmierung" eine deutliche Herabsetzung der Geräuschemission bei der Kurvenfahrt.

Aus der Praxis sind Vorrichtungen der voranstehenden Art bekannt, bei denen der Schmiervorgang mit Erreichen der Kurve beispielsweise durch die mit der Entstehung einer Fliehkraft einhergehende Lageänderung einer beweglichen Masse, beispielsweise eines Pendels oder einer Flüssigkeit, ausgelöst wird. Dabei werden zur Erfassung der Lageänderungen aufwendige Detektoren eingesetzt, welche aufgrund der komplizierten Herstellung, Montage und Wartung zu hohen Kosten der bekannten Vorrichtungen führen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß es mit ihnen zwar möglich ist, den Beginn einer Kurvenfahrt zu erfassen und rechtzeitig einen Schmiervorgang auszulösen, daß es aber häufig zu Fehlauslösungen des Schmiervorgangs kommt.

Der Grund für diese Fehlauslösungen ist, daß die für das Erfassen des Beginns der Kurvenfahrt eingesetzten Sensoren sehr empfindlich sein müssen, um die anfangs noch sehr geringen auf die bewegte Masse einwirkenden Fliehkräfte detektieren zu können. Dies führt dazu, daß es auch schon bei normaler Geradeausfahrt zu Erschütterung der bewegbaren Masse kommen kann. Diese können so stark sein, daß die mit den Sensoren verbundene Auswertelektronik die damit einhergehende Lageänderung für ein den Beginn der Kurvenfahrt anzeigendes Signal hält. Die zum Dämpfen dieser Störsignale erforderlichen Maßnahmen sind erheblich und führen zu einer zusätzlichen Erhöhung der Kosten für die bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Vorrichtung mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß sie bei verminderten Herstell-, Montage- und Wartungskosten ein sicheres, von Erschütterungen und ähnlichen Störungen unbeeinflußtes Auslösen des Schmiervorgangs ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Massenkörper entlang einer linear ausgebildeten Laufbahn bewegbar ist, und daß das Betätigungsorgan mit Abstand zu der Ruhestellung an der Laufbahn angeordnet ist.

Gemäß der Erfindung ist der Massenkörper auf einer linear ausgebildeten Laufbahn beweglich gelagert. Bei einem solchen Massenkörper kann es sich bevorzugter Weise um eine Kugel handeln, welche aufgrund der mit der kleinen Kontaktfläche zwischen Laufbahn und Kugel einhergehenden geringen Reibung besonders leicht auf das Entstehen einer Fliehkraft reagiert. Ebenso können jedoch auch zylindrisch geformte Körper eingesetzt werden, die geeignet sind, sich bei einer Fliehkraftbeaufschlagung entlang der Laufbahn zu bewegen.

Sobald eine Fliehkraft auf den Massenkörper einwirkt, wird er in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen eine Rückstellkraft bewegt. Bei dieser Rückstellkraft kann es sich beispielsweise um eine Gewichts- oder Federkraft handeln. Wesentlich ist, daß der Massenkörper sich während der Geradeausfahrt in einer definierten Ruhestellung befindet, aus der er sich mit Beginn der Kurvenfahrt herausbewegt. In dieser Ruhestellung verharrt der Massenkörper aufgrund der ihm eigenen Trägheit, bis die auf ihn einwirkenden Fliehkräfte ein bestimmtes Maß überschritten haben.

Durch eine geeignete Wahl des Gewichts und der zwischen dem Massenkörper und der Laufbahn vorhandenen Reibung ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise möglich, die durch Erschütterungen während der Fahrt unvermeidbar auf den Massenkörper einwirkenden Beschleunigungen abzudämpfen. Aufwendige Dämpfungseinrichtungen, wie noch beim Stand der Technik, sind daher bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht erforderlich. Ebenso kann durch eine geeignete Dimensionierung der Masse des Massenkörpers sichergestellt werden, daß der Massenkörper während der Kurvenfahrt seine durch die auf ihn einwirkenden Fliehkräfte erzwungene Lage im wesentlichen unbeinflußt von den durch Erschütterungen zusätzlich hervorgerufenen Beschleunigungen beibehält. Auf diese Weise ist das Auslöseverhalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen ebenfalls erheblich verbessert. Aufwendige Verzögerungs- und Dämpfungsglieder sind daher in einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schmiervorrichtung auch zum Ausfiltern von Störungen während der Kurvenfahrt nicht erforderlich.

Eine besonders einfach herzustellende, zu montierende und zu wartende Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahn in Wirkrichtung der Fliehkraft ansteigend angeordnet ist und daß das Betätigungsorgan im Bereich des höher gelegenen Endes der Laufbahn positioniert ist. Bei einer derartigen Anordnung der Laufbahn wirkt eine Gewichtskraft als Rückstellkraft auf den Massenkörper ein. Die Größe dieser Rückstellkraft läßt sich in diesem Zusammenhang auf einfache Weise dann einstellen, wenn die Steigung der Laufbahn veränderbar ist. Auf diese Weise kann das Auslöseverhalten der erfindungsgemäßen Vorrichtung problemlos an die Geschwindigkeiten angepaßt werden, mit denen das jeweilige Fahrzeug in der Regel eine Kurvenfahrt zurücklegt.

Sofern an dem Fahrzeug eine elektrische Energieversorgung vorhanden ist, ist es günstig, wenn das Betätigungsorgan ein elektrischer Näherungsschalter ist. Derartige Näherungsschalter sind kostengünstig erhältlich und werden bei einer Ännäherung des Massenkörpers kontaktlos betätigt. Steht keine elektrische Energie zur Verfügung, ist es dagegen vorteilhaft, das Betätigungsorgan als mit einem pneumatischen Ventil in Verbindung stehendem Taster auszubilden. Diese Variante ist besonders zum Einbau in Eisenbahnwaggons für Güterzüge geeignet, bei denen häufig nur eine Druckluftversorgung, nicht aber eine elektrische Energieversorgung zur Verfügung steht.

Je nach Anwendungsfall kann es darüber hinaus vorteilhaft sein, mehrere Betätigungsorgane beabstandet zueinander entlang der Laufbahn anzuordnen. Auf diese Weise kann ein mehrfaches Auslösen der Schmiervorrichtung während der Kurvenfahrt mit einfachen Mitteln realisiert werden.

Günstig ist es auch, wenn die Position des Betätigungsorgans entlang der Laufbahn veränderbar ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht ebenfalls die einfache Anpassung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die Kräfte, welche während des Betriebs des mit ihr ausgestatteten Fahrzeugs auftreten.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffversorgung einen Druckluftanschluß umfaßt, über den Druckluft zum Transport des Schmierstoffs einströmt, und daß das Ventil den Druckluftanschluß öffnet und schließt. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung nach Art einer "Schmierstoff-Luft-Schmierung" ausgebildet, bei der die als turbulente Strömung durch die Leitungen der Vorrichtung fließende Luft den sich an den Innenwänden der Leitungen ansammelnden Schmierstoff zu den Schmierstellen treibt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffversorgung eine Schmierstoffdosiereinrichtung umfaßt und daß die Schmierstoffdosiereinrichtung während der Kurvenfahrt intervallmäßig Schmierstoff abgibt. Dadurch, daß die Dosiereinrichtung jeweils in bestimmten Zeitabständen nur eine bestimmte Menge von Schmierstoff abgibt, läßt sich das während einer Kurvenfahrt auf die Schmierstellen aufgegebene Schmierstoffvolumen exakt dosieren. Dies gilt insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung als "Schmierstoff-Luft-Schmierung" betrieben wird.

Je nach Art und Geschwindigkeit, mit der sich das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattete Fahrzeug bewegt, ist es günstig, wenn das Betätigungsorgan mit einem Zeitglied verkoppelt ist. Dieses Zeitglied kann mehrere Funktionen übernehmen. So kann zum einen bei einer nur sehr kurzen Betätigung des Betätigungsorgans durch den Massenkörper über das Zeitglied sicher gestellt werden, daß der Schmiervorgang über die volle Zeitdauer, die für eine ordnungsgemäße Schmierung erforderlich ist, durchgeführt wird. Zum anderen kann das Zeitglied auch so ausgelegt sein, daß es nach Überschreiten einer bestimmten Zeitdauer den Schmiervorgang beendet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 eine erste Vorrichtung zum Schmieren der Spurkränze der Räder von Schienenfahrzeugen;

Fig. 2 eine zweite Vorrichtung zum Schmieren der Spurkränze der Räder von Schienenfahrzeugen;

Fig. 3 eine in einer der in den Fig. 1 oder 2 eingesetzte Baueinheit in einer frontalen, teilweise aufbrochenen Ansicht.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 1 ist zum Schmieren der Spurkränze 2 der Räder 3a, 3b eines Radsatzes 4 bestimmt, welcher beispielsweise zu einem weiter nicht dargestellten Schienenfahrzeug gehört. Jedem der Räder 3a, 3b ist jeweils eine Düse 5 zugeordnet, über die Schmierstoff auf den jeweiligen Spurkranz 2 aufgebracht werden kann.

Die Vorrichtung 1 ist als sogenannte "Schmierstoff-Luft- Schmierung" ausgebildet. Zu diesem Zweck verfügt sie über einen Druckluftanschluß 6, der über eine Druckluftleitung 7 an eine Schmierstoff-Luft-Mischleiste 8 angeschlossen ist. In der Schmierstoff-Luft-Mischleiste 8 wird über eine aus einem Tank 9 und einer Pneumatik-Pumpe 10 bestehende Schmierstoff-Dosiereinrichtung 11 der Schmierstoff, beispielsweise ein zähfließendes Öl, in eine Schmierstoff-Luft-Leitung 12 gegeben, in welcher der sich an ihren Innenwandungen anlegende Schmierstoff durch die in ihrem frei bleibenden Raum strömende Druckluft vorangetrieben wird.

Die Schmierstoff-Luft-Leitung 12 mündet in einem Verteiler 13, in dem der Schmierstoff und die Luft zu gleichen Teilen auf Verbindungsleitungen 14, 15 aufgeteilt wird, die zu den Düsen 5 führen.

Zum Öffnen und Schließen des Druckluftanschlusses 6 ist ein Magnetventil 16 vorgesehen, welches durch eine Kurvendetektionseinrichtung 20 betätigt wird.

Die Kurvendetektionseinrichtung 20 umfaßt ein Gehäuse 21, in dem eine quer zur Fahrtrichtung F des nicht gezeigten Schienenfahrzeugs und normal zu dessen Längsachse angeordnete Befestigungsplatte 22 vorgesehen ist. Die Mittelachse M der Befestigungsplatte 22 ist dabei fluchtend zur Längsachse des Schienenfahrzeugs angeordnet.

Auf der Befestigungsplatte 22 sind symmetrisch zur Mittelachse M zwei Detektoreinheiten 23, 24 befestigt. Zu diesem Zweck sind jeweils zwei Befestigungsschrauben 25, 26 vorgesehen, die in den jeweils oberen Ecken des Gehäuses 27 der Detektoreinheiten 23, 24 angeordnet sind. Die der jeweiligen äußeren Seite 21a, 21b des Gehäuses 21 der Kurvendetektionseinrichtung 20 zugeordnete Befestigungsschraube 25 bildet dabei ein Schwenklager, um, welches das Gehäuse 27 der Detektoreinheiten 23, 24 verschwenkbar ist, während die Schwenkstellung des Gehäuses 27 durch die jeweils innenliegende Schraube 26 fixierbar ist. Rasten 18 auf der Befestigungsplatte 22 erleichtern das winkelgleiche Ausrichten der Gehäuse 27.

In jedes der Gehäuse 27 ist von der der jeweiligen äußeren Seite 21a bzw. 21b der Kurvendetektionseinrichtung 20 zugeordneten Seite 27a eine Bohrung 28 eingebracht, die sich parallel zur Befestigungsplatte 22 in Richtung von deren Mittelachse M erstreckt. Die Bohrung 28 bildet eine lineare Laufbahn für eine Kugel K, deren Durchmesser um ein geringes Maß kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 28. Die Öffnung 29 der Bohrung 28 ist durch eine Kappe 30 verschlossen.

Die Detektoreinheiten 23, 24 sind derart geneigt ausgerichtet, daß die Bohrung 28 von ihrem der Mittelachse M zugeordneten Ende 31 zu ihrer Öffnung 29 hin ansteigt. Benachbart zur Öffnung 29 mündet in der Bohrung 28 eine senkrecht zu dieser angeordnete zweite Bohrung 32, in die ein elektrischer Näherungsschalter 33 eingesetzt ist. Beide Detektoreinheiten 23, 24 sind mit dem Magnetventil 16 verbunden, welches den Druckluftanschluß 6 öffnet bzw. schließt.

Im Ruhezustand, das heißt bei Geradeausfahrt des Schienenfahrzeugs liegt die Kugel K in der Stellung k1 am Ende 31 der Bohrung 28. Das Gewicht der Kugel K ist dabei so gewählt, daß sie aufgrund ihrer Massenträgheit bei Erschütterungen während der Geradeausfahrt nur wenig aus ihrer Ruhelage herausbewegt wird.

Mit Erreichen einer Kurve rollt die Kugel K derjenigen Detektoreinheit 23, 24, die der entsprechenden Kurwenrichtung zugeordnet ist, aufgrund der dann auf sie einwirkenden Fliehkraft die Bohrung 28 Hinauf in Richtung der Öffnung 29. Dabei wirkt der Fliehkraft als Rückstellkraft die Gewichtskraft G entgegen.

Sobald die Kugel K den Näherungsschalter 33 erreicht hat, in Stellung k2, Betätigt dieser das Magnetventil 16, um die Druckluftzufuhr zu öffnen. Der Schmiervorgang beginnt. Anschließend erreicht die Kugel K ihre Endstellung k3, in der sie an der Kappe 30 anliegt.

Am Ende der Kurvenfahrt nimmt die auf die Kugel K einwirkende Fliehkraft ab und die Kugel K rollt aufgrund der Rückstellkraft in Richtung ihrer Ruhestellung am Ende 31 der Bohrung 28 zurück. Sobald sie dabei den Näherungsschalter 33 passiert hat, schaltet dieser über das Magnetventil 16 die Druckluftzufuhr ab. Der Schmiervorgang ist damit beendet.

Die in Fig. 2 gezeigte, ebenfalls als "Schmierstoff-Luft- Schmierung" aufgebaute Vorrichtung 40, weist im wesentlichen dieselben Elemente auf, wie die in Fig. 1 gezeigte. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß die Verbindungsleitungen 14, 15 nicht über einen Verteiler an die Schmierstoff-Luft-Leitung 12 angeschlossen sind, sondern daß sich die Schmierstoff-Luft-Leitung 12 in einem Verzweigungspunkt 41 in die Verbindungsleitungen 14, 15 verzweigt. Hinter dem Verzweigungspunkt 41 ist in jede der Verbindungsleitungen 14, 15 ein Magnetventil 42, 43 geschaltet, das jeweils mit der Kurvendetektionseinheit 20 verbunden ist.

Innerhalb der Kurvendetektionseinheit 20 ist bei der Vorrichtung 40 das erste Magnetventil 42 mit der Detektoreinheit 23 und das zweite Magnetventil 43 mit der Detektoreinheit 24 verbunden, wobei die Detektoreinheiten 23, 24 jeweils so ausgerichtet sind, daß bei Erreichen einer Kurve dasjenige der Magnetventile 42, 43 geöffnet wird, welches dem bei der Kurvenfahrt jeweils verschleißbelasteten Rad 3a bzw. 3b zugeordnet ist. Beide Detektoreinheiten 23, 24 sind zusätzlich wie bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 10 mit dem Magnetventil 16 verbunden, welches den Druckluftanschluß 6 öffnet bzw. schließt.

In Abhängigkeit von der jeweiligen Kurvenrichtung rollt, wie voranstehend erläutert, die Kugel K der dieser Kurvenrichtung zugeordneten Detektoreinheit 23 oder 24 die Bohrung 28 hinauf, während die Kugel K der jeweils anderen Detektoreinheit 24 oder 23 in ihrer Ruhestellung am unteren Ende 31 der jeweiligen Bohrung 28 verharrt. Sobald die Kugel K der betreffenden Detektoreinheit 23, 24 den jeweiligen Näherungsschalter 33 erreicht hat, werden gleichzeitig das Magnetventil 16 und das mit der betreffenden Detektoreinheit 23 bzw. 24 verbundene Magnetventil 42 bzw. 43 geöffnet. Dementsprechend werden die Magnetventile 16 und 41 bzw. 42 geschlossen, sobald das Kurvenende erreicht ist und die Kugel K der betreffenden Detektoreinheit 23 oder 24 zurück in ihre Ruhestellung rollt.

Claims (11)

1. An einem Fahrzeug befestigte Vorrichtung zum Schmieren, insbesondere zum Schmieren der Spurkränze (2) der Räder (3a, 3b) von Schienenfahrzeugen, von Schienenkanten oder von Schienenfahrflächen, mit einer Schmierstoffversorgung und mindestens einem Ventil (16), welches bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs die Schmierstoffversorgung öffnet oder schließt, wobei das Ventil (16) ein Betätigungsorgan aufweist, welches mit einem bewegbaren Massenkörper zusammenwirkt, der sich bei Geradeausfahrt des Schienenfahrzeugs in einer Ruhestellung befindet und der sich Auftreten einer Fliehkraft gegen eine Rückstellkraft bewegt, dadurch gekennzeichnet,

• 1. - daß der Massenkörper entlang einer linear ausgebildeten Laufbahn bewegbar ist, und
• 2. - daß das Betätigungsorgan mit Abstand zu der Ruhestellung an der Laufbahn angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenkörper eine auf der Laufbahn rollbar gelagerte Kugel (K) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahn in Wirkrichtung der Fliehkraft ansteigend angeordnet ist und daß das Betätigungsorgan im Bereich des höher gelegenen Endes der Laufbahn positioniert ist.

4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Laufbahn veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan ein elektrischer Näherungsschalter (33) ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan als mit einem pneumatischen Ventil in Verbindung stehender Taster ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Betätigungsorgane beabstandet zueinander entlang der Laufbahn angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Betätigungsorgans entlang der Laufbahn veränderbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffversorgung einen Druckluftanschluß (6) umfaßt, über den Druckluft zum Transport des Schmierstoffs einströmt, und daß das Ventil (16) den Druckluftanschluß (6) öffnet und schließt.

10. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffversorgung eine Schmierstoff- Dosiereinrichtung (11) umfaßt und daß die Schmierstoff-Dosiereinrichtung (11) während der Kurvenfahrt intervallmäßig Schmierstoff abgibt.

11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan mit einem Zeitglied verkoppelt ist.