DE19900898B4

DE19900898B4 - Vorrichtung zur Verminderung des Verschleißes von Schienen und Rädern in der Schienenfahrzeugtechnik

Info

Publication number: DE19900898B4
Application number: DE1999100898
Authority: DE
Inventors: Markus Koch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: DE19900898A1

Abstract

Vorrichtung zur Verminderung des Verschleißes von Schienen (31) und Rädern (32) in der Schienenfahrzeugtechnik als Einrichtung zum Auftrag von Schmiermittel auf Schienen (31) und/oder Räder (32) aus einem Vorratsbehälter (2) mit einer Heizeinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringleitung zum Transport des Schmiermittels angeordnet ist, die im Vorratsbehälter (2) beginnt und endet und an der die Ventil-Düsen (10) zum Auftragen des Schmiermittels auf die Schienen (31) und/oder Räder (32) angeordnet sind, die Ventil-Düsen (10) so ausgebildet sind, dass sie auch in ihrer Geschlossen-Stellung vom Schmiermittel durchströmt werden, am Ende der Ringleitung ein Absperrventil (11) und dahinter ein Druckminderungsventil angeordnet sind und parallel hierzu wenigstens ein Überdruckventil (13) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verminderung des Verschleißes von Schienen und Rädern in der Schienenfahrzeugtechnik.

Bekannt ist nach DE 1 204 471 eine Vorrichtung zum Zuführen von Schmieröl zu Radkränzen und/oder Schienen, bei der das Schmieröl aus einem Vorratsbehälter mittels Ölabgabering aufgetragen wird. Desweiteren ist nach US 4 763 759 ein Apparat zum Schmieren der Radkränze von Schienenfahrzeugen bekannt, der eine Heizeinrichtung im Vorratsbehälter beinhaltet, bei dem das Schmiermittel zum Auftrag mit einem Trägermedium, insbesondere Luft vermischt wird und mittels Ventil-Düsen aufgetragen wird.

Nachteilig wirkt sich bei DE 1 204 471 die fehlende Heizeinrichtung, die komplizierte Auftragsmechanik und der nicht exakt dosierbare Schmiermittelauftrag aus. Bei US 4 763 759 kühlt sich das erwärmte Schmiermittel aufgrund der Verwendung von Luft ab und kann auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen zum Einfrieren der Ventil-Düsen führen. Desweiteren wirkt sich die fehlende Durchmischung der oft im Schmiermittel enthaltenen Feststoffanteile nachteilig aus.

Beide Verfahren bergen die Gefahr des unzureichenden Auftrages an Schmiermittel bei niedrigen Umgebungstemperaturen und einen nicht unerheblichen Verlust an Schmiermittel beim Auftrag auf Schienen und/oder Räder. Der Verschleiß wird deshalb bei den Vorrichtungen beziehungsweise Apparaten gemäß dem Stand der Technik nur unzureichend minimiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die einen sparsamen und gezielten Schmiermittelauftrag auf Schienen und/oder Räder von Schienenfahrzeugen während der Fahrt ermöglicht. Dabei sollen in einer einfach gestalteten Vorrichtung auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen stets eine optimale Viskosität, der gewünschte Sprüheffekt erzielt und die Feststoffanteile im gesamten Schmiermittel gut durchmischt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Ringleitung zum Transport des mittels einer Heizeinrichtung zuvor in einem Vorratsbehälter erwärmten Schmiermittels angeordnet ist, die im Vorratsbehälter beginnt und endet und an der Ventil-Düsen zum Auftragen des Schmiermittels auf die Schienen und/oder Räder angeordnet sind und dabei die Ventil-Düsen so ausgebildet sind, dass sie auch in ihrer Geschlossen-Stellung vom erwärmten Schmiermittel durchströmt werden und am Ende der Ringleitung ein Absperrventil und dahinter ein Druckminderungsventil angeordnet sind sowie parallel hierzu wenigstens ein Überdruckventil angeordnet ist.

Dabei hat es sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn die Ventil-Düsen zum Auftragen des Schmiermittels auf wenigstens eine Fläche – wie Lauffläche, Spurmaßseitenflanke, Stichmaßseitenflanke oder Beischienenseitenflanke – der Schienen und/oder Räder vorgesehen sind. Hierdurch wird ein sparsamer Auftrag von Schmiermittel auf die zu schmierenden Stellen gewährleistet.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es äußerst vorteilhaft, wenn eine Förderpumpe zum Transport des Schmiermittels vom Vorratsbehälter zu den Auftragseinrichtungen vorgesehen ist.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Förderpumpe als Druckpumpe ausgebildet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das Schmiermittel mit genügend großer Geschwindigkeit auf die zu schmierenden Stellen trifft, um den Luftspalt zwischen Schmiereinrichtung und zu schmierender Stelle ohne Verluste zu überbrücken.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Förderpumpe im Vorratsbehälter angeordnet ist. Damit wird bei eventuellen Lecks an der Förderpumpe sichergestellt, dass kein Schmiermittel verloren gehen kann. Zudem wird das Schmiermittel durch die Abwärme der Förderpumpe erwärmt, wodurch das Schmiermittel dünnflüssiger wird.

Vorteilhaft ist es zudem, wenn ein Sicherheitsüberdruckventil der Förderpumpe nachgeschaltet ist. Hiermit wird eine Überlastung des Leitungssystems und der Düsen wirksam verhindert. Weiterhin ist es äußerst vorteilhaft, wenn ein Rückschlagventil der Förderpumpe nachgeschaltet ist. Damit wird ein Zurückfließen des Schmiermittels unterbunden.

Entsprechend des Anspruches 1 der Erfindung ist es außerordentlich vorteilhaft, dass eine Ringleitung zum Transport des Schmiermittels vorgesehen ist, im Vorratsbehälter beginnt und endet und an der die Einrichtungen zum Auftragen des Schmiermittels auf die Schienen und/oder Räder angeordnet sind. Dadurch wird gewährleistet, dass einerseits überschüssiges Schmiermittel wieder dem Vorratsbehälter zugeführt und andererseits das Schmiermittel ständig durchmischt wird um Ausfällungen zu verhindern.

Dabei ist es äußerst vorteilhaft, wenn ein Druckminderungsventil am Ende der Ringleitung angeordnet ist.

Hierdurch wird ein genügend hoher Druck in der Ringleitung aufgebaut, um ein sicheres Auftragen des Schmiermittels auf die Schienen und/oder Räder zu gewährleisten.

Zudem ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Überdruckventil in der Förderleitung vorgesehen ist.

Damit wird eine Überlastung der Auftragseinrichtungen wirkungsvoll verhindert.

Dabei ist es außerordentlich vorteilhaft, wenn am Überdruckventil eine Rücklaufleitung für ausströmendes Schmiermittel vorgesehen ist, über welche das Schmiermittel in den Vorratsbehälter zurückgeleitet wird.

Über das Überdruckventil abgelassenes Schmiermittel wird dadurch dem Kreislauf wieder zugeführt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich dabei als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn das Überdruckventil am Ende der Ringleitung angeordnet ist.

Hierdurch wird eine gleichmäßige Schmiermittelversorgung aller Auftragseinrichtungen sichergestellt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es sehr vorteilhaft, wenn eine Heizeinrichtung im Vorratsbehälter vorgesehen ist.

Dadurch wird insbesondere bei Verwendung von Schmieröl durch Temperierung des Schmiermittels eine genügend große Dünnflüssigkeit des Schmiermittels gewährleistet. Zudem wird vor allem im Winter die Vereisung der Auftragseinrichtungen wirkungsvoll verhindert.

Es ist zudem außerordentlich vorteilhaft, wenn eine Einrichtung zum Abschalten der Vorrichtung bei einem vorgegebenem Mindeststand im Vorratsbehälter vorgesehen ist.

Eine Beschädigung der Vorrichtung wird dadurch wirkungsvoll verhindert.

Gemäß einer Fortbildung der Erfindung ist es sehr vorteilhaft, wenn zum Aufbringen des Schmierstoffes Ventil-Düsen vorgesehen sind.

Hiermit wird der Auftrag des Schmiermittels direkt an der Auftragsstelle gesteuert, wodurch sich besonders geringe Reaktionszeiten ergeben.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Ventil-Düsen als Nadelventile ausgebildet sind.

Nadelventile erlauben eine besonders genaue Dosierung der abzugebenden Schmiermittelmenge bei kurzen Ansprechzeiten.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Ventil-Düsen elektrisch betätigt werden.

Hierdurch ist eine sichere und schnelle Betätigung der Ventile gewährleistet.

Hierbei ist es zudem äußerst vorteilhaft, wenn an einem Anker die Nadel des Nadelventils angeordnet ist.

Damit ist ein durch wenige Bauteile charakterisierter und somit störungsunanfälliger Aufbau des Ventils sichergestellt.

Gemäß einer weiterbildenden Ausgestaltung der Erfindung ist es sehr vorteilhaft, wenn eine Feder zur Positionierung des Ventils in der Geschlossen-Stellung vorgesehen ist.

Hiermit wird das Ventil in Geschlossen-Stellung sicher verschlossen.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Ventil-Düse so ausgebildet ist, daß sie auch in ihrer Geschlossen-Stellung vom Schmiermittel durchströmt wird.

Dadurch wird die Ventil-Düse vor Vereisung geschützt und zudem die Düse auf Schmiermitteltemperatur gehalten, wodurch eine erhöhte Zähigkeit des Schmiermittels beim Austritt aus der Düse vermieden wird.

In den Zeichnungen wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Dabei zeigen
1 ein seitliches Prinzip-Schaubild einer Vorrichtung zur Verminderung des Verschleißes von Schienen und Rädern in der Schienenfahrzeugtechnik und
2 ein Düsenventil zur Abgabe von Schmiermittel auf die zu schmierenden Stellen.
In 1 eine Vorrichtung 1 zur Verminderung des Verschleißes von Schienen 31 und Rädern 32 in der Schienenfahrzeugtechnik dargestellt. Ein Vorratsbehälter 2 bevorratet nicht näher dargestelltes Schmiermittel, vorzugsweise biologisch abbaubares Schmieröl. Im Vorratsbehälter 2 ist weiterhin eine Förderpumpe 3 angeordnet, die von einem außerhalb des Vorratsbehälters angeordneten Antriebsmotor 4 angetrieben wird. Die Förderpumpe 3 und der Antriebsmotor 4 sind über eine Welle 5 miteinander verbunden. Die Förderpumpe 3 saugt über einen Partikelfilter 6 Schmiermittel an und transportiert dieses durch ein der Pumpe 3 nachgeschaltetes Überdruckventil 7 und ein Rückschlagventil 8 in ein Leitungssystem 9, welches Ventildüsen 10 mit Schmiermittel versorgt. Am Ende des Leitungssystems 9 ist ein Absperrventil 11 und dahinter ein Druckminderer 12 vorgesehen, dessen Niederdruckseite das zugeführte Schmiermittel wieder dem Vorratsbehälter 2 zuführt. Parallel zum Absperrventil 11 ist ein Überdruckventil 13 vorgesehen, welches im Überdruckfall das Schmiermittel dem Vorratsbehälter 2 wieder zuführt. Durch diese parallele Anordnung von Überdruckventil 13 und Druckminderer 12 kombiniert mit dem Absperrventil 11 führt dazu, daß im Leitungssystem bei Betrieb der Förderpumpe 3 ständig ein durch den Druckminderer 12 bestimmter Überdruck herrscht, der jedoch im Extremfall nicht über den durch das Überdruckventil 13 vorgegebenen Maximaldruck steigen kann. Sowohl der Druckminderer 12 als auch das Überdruckventil 13 führen dem Vorratsbehälter 2 das zurückgeführte Schmiermittel über zum Boden des Vorratsbehälters 2 hin gekröpfte Rohre 14 zu, wodurch eine extreme Verwirbelung des Schmiermittels verhindert wird. Dadurch daß Schmiermittel durch den Betrieb der Förderpumpe 3 ständig durch das Leitungssystem 9 transportiert wird und bei nicht erfolgter Schmierung wieder dem Vorratsbehälter 2 über den Druckminderer 12 bzw. das Überdruckventil 13 zugeführt wird, wird das Schmiermittel im Vorratsbehälter 2 ständig durchmischt, wodurch insbesondere bei Schmiermittelsuspensionen eine Entmischung des Schmiermittels im Vorratsbehälter 2 vermieden wird.
Zusätzlich ist im Vorratsbehälter 2 ein Heizstab 15 und ein Temperaturschalter 16 vorgesehen. Durch den Heizstab 15 in Verbindung mit dem Temperaturschalter 16 wird das Schmiermittel im Vorratsbehälter 2 immer auf optimaler Temperatur in Bezug auf Viskosität und Schmierfähigkeit gehalten. Zudem werden durch das temperierte Schmiermittel die Ventildüsen 10 temperiert und im Winter vor Vereisung geschützt. Weiterhin ist am Vorratsbehälter 2 ein Einfüllstutzen 17 mit einem verriegelbaren Deckel 18 vorgesehen. Mit Hilfe des Einfüllstutzens 17 kann der Vorratsbehälter 2 mit Schmiermittel befüllt werden. Eine Tankentlüftung 19 verhindert die Bildung von Unter- oder Überdruck im Vorratsbehälter 2.
Der Füllstand des Vorratsbehälters 2 kann über an der Seitenwand angebrachte Schaugläser 20 kontrolliert werden, wobei ein zusätzlicher Schwimmerschalter 21 bei Unterschreiten eines Mindestfüllstandes die Vorrichtung 1 außer Betrieb setzt.
Die Ventildüsen 10 sind wenigstens in der Nähe der zu schmierenden Stellen angeordnet. Dadurch können effektiv die Räder 32 und die Schienen 31 geschmiert werden, wodurch wirkungsvoll Verschleiß an Rädern 32 und Schienen 31 verhindert wird. Eine mögliche Anordnung von in diesem Fall sechs Ventildüsen 10 ist ebenfalls in 1 schematisch dargestellt.
In 2 ist der Aufbau einer Ventildüse 10 näher dargestellt. Am einen Ende eines rohrförmigen Ventilkörpers 201 ist eine Ventildüse 202 angeordnet, die durch eine beweglich gelagerte Ventilnadel 203 verschlossen werden kann. Am anderen Ende des Ventilkörpers 201 ist ein Führungsstück 204 angebracht, in welchem die Ventilnadel 203 geführt wird und den Ventilkörper 201 zur Ventilnadel 203 abdichtet. Die Ventilnadel 203 ragt durch das Führungsstück 204 hindurch. Radial am Ventilkörper 201 sind zwei Bohrungen 205 vorgesehen, jeweils entweder eine Zuleitung 206 oder eine Ableitung 207 des Leitungssystems 9 aufnehmen. Der Innenraum des Ventilkörpers 201 wird somit ständig von Schmiermittel durchströmt. An demjenigen Ende des Ventilkörpers 201 an dem das Führungsstück 204 angeordnet ist, ist ein Spulenkörper 208 befestigt, der eine Magnetspule 209 trägt. Die Ventilnadel 203 ragt bis in diese Magnetspule 209 hinein und ist an diesem Ende vorzugsweise verdickt. Die Ventilnadel 203 wird durch eine im Spulenkörper 208 gelagerte Druckfeder 210 in die Ventildüse 202 hineingedrückt, wodurch diese verschlossen wird. Sobald Strom durch die Magnetspule 209 hindurchgeschickt wird, wird das verdickte Ende der Ventilnadel 203 entgegen der Federkraft der Druckfeder 210 weiter in die Magnetspule 209 hineingezogen, wodurch die Ventilnadel 203 aus der Ventildüse 202 herausgezogen wird. Der Schmiermittelfluß ist freigegeben. Wird der Strom durch die Magnetspule 209 abgeschaltet, wird die Ventilnadel 203 wieder durch die Druckfeder 210 in die Ventildüse 202 hineingedrückt, wodurch der Schmiermittelaustritt unterbrochen wird.
Zusätzlich kann noch ein Ablenkblech am Ventilkörper 201 derart angebracht sein, daß das aus der Ventildüse 202 austretende Schmiermittel in eine vorgegebene Richtung gelenkt wird.

Claims

Vorrichtung zur Verminderung des Verschleißes von Schienen (31) und Rädern (32) in der Schienenfahrzeugtechnik als Einrichtung zum Auftrag von Schmiermittel auf Schienen (31) und/oder Räder (32) aus einem Vorratsbehälter (2) mit einer Heizeinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringleitung zum Transport des Schmiermittels angeordnet ist, die im Vorratsbehälter (2) beginnt und endet und an der die Ventil-Düsen (10) zum Auftragen des Schmiermittels auf die Schienen (31) und/oder Räder (32) angeordnet sind, die Ventil-Düsen (10) so ausgebildet sind, dass sie auch in ihrer Geschlossen-Stellung vom Schmiermittel durchströmt werden, am Ende der Ringleitung ein Absperrventil (11) und dahinter ein Druckminderungsventil angeordnet sind und parallel hierzu wenigstens ein Überdruckventil (13) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Düsen (10) zum Auftragen des Schmiermittels auf wenigstens eine Fläche – wie Lauffläche, Spurmaßseitenflanke, Stichmaßseitenflanke oder Beischienenseitenflanke – der Schienen (31) und/oder Räder (32) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Förderpumpe (3) zum Transport des Schmiermittels vom Vorratsbehälter (2) zu den Ventil-Düsen (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (3) als Druckpumpe ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (3) im Vorratsbehälter (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überdruckventil (7) der Förderpumpe (3) nachgeschaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (8) der Förderpumpe (3) nachgeschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Überdruckventil (13) eine Rücklaufleitung für ausströmendes Schmiermittel angeordnet ist, über welche das Schmiermittel in den Vorratsbehälter (2) zurückgeleitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Druckminderungsventil eine Rücklaufleitung für ausströmendes Schmiermittel angeordnet ist, über welche das Schmiermittel in den Vorratsbehälter (2) zurückgeleitet wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Abschalten der Vorrichtung (1) bei einem vorgegebenem Mindeststand im Vorratsbehälter (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Düsen (10) als Nadelventile ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Düsen (10) elektrisch betätigt werden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Anker die Nadel (203) des Nadelventils angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (210) zur Positionierung des Ventils (10) in der Geschlossen-Stellung angeordnet ist.