-
Bereich der
Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Positioniereinrichtung. Insbesondere ist die Positioniereinrichtung
an einem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs angeordnet und hat
eine Abgabeeinrichtung zum Aufbringen.
-
Diskussion
des Standes der Technik
-
Schmiervorrichtungen zum Minimieren
sowohl des Verschleißes
der Radflansche und der Schienen als auch der Geräuscherzeugung
bringen gewöhnlich
periodisch ein Schmiermittelspray auf den Flansch eines Rades auf,
siehe beispielsweise DE-A1-3634165. Das Schmiermittelspray wird
gewöhnlich
mittels einer Kombination aus Druckluft und Schmiermittel erzeugt.
Es gibt eine Vielzahl von Problemen, die einem solchen System zugeordnet
sind. Auf die Kontaktstelle von Flansch und Schiene wird nicht das
ganze Schmiermittel übertragen.
Die Verwendung eines Schmiermittelsprays führt häufig dazu, dass das Schmiermittel über mehr
als nur den Radflansch versprüht
wird, da es für
ein Spray kennzeichnend ist, sich von seiner Sprühdüse aus auszubreiten.
-
Die meisten bekannten Schmiervorrichtungen
ermöglichen
zwar das periodische Aufbringen von Schmiermittel, man möchte jedoch
das Schmiermittel nur dann aufbringen, wenn es erforderlich ist, beispielsweise
wenn ein Eisenbahnwagen um eine Kurve fährt und der Flansch/Schienenkontakt
am stärksten
ist.
-
Kurzbeschreibung
der Erfindung
-
Nach der vorliegenden Erfindung wird
eine Positioniereinrichtung bereitgestellt, die durch zwei in Fluidverbindung
stehende Zylinder gekennzeichnet ist, von denen jeder ein sich durch
ihn hindurch erstreckendes einziges Element hat, das jeden Zylinder
in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, wobei jedes Element
in seinem Zylinder bewegbar ist, die erste Kammer des einen Zylinders
in Fluidverbindung mit der zweiten Kammer des anderen Zylinders
und die zweite Kammer des ersten Zylinders in Fluidverbindung mit
der ersten Kammer des anderen Zylinders steht, so dass eine Bewegung
des Elements bezüglich
des Zylinders, durch den es hindurchgeht. eine Folgebewegung in
dem Element des anderen Zylinders erzeugt, wobei das obere Ende des
Elements des einen Zylinders an einem Drehgestell eines Schienenfahrzeugs
angebracht ist und an seinem unteren Ende die Abgabeeinrichtung
zum Aufbringen von Schmiermittel auf die Spurweitenfläche des
Schienenkopfes vorgesehen ist.
-
Beschreibung
der Zeichnungen
-
Die vorliegende Erfindung wird nun
lediglich beispielsweise unter Bezugnahme auf zwei Ausführungsformen
und die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
-
1 ein
Schema einer Schmiervorrichtung für die Spurweitenfläche einer
Schiene entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist,
-
2 eine
schematische Schnittansicht einer Positioniereinrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist,
-
3 eine
perspektivische Ansicht eines Triebwagens von unten ist, an dem
die Schmiervorrichtung für
die Spurweitenfläche
einer Schiene von 1 und
die Positioniereinrichtung von 2 angebracht
sind,
-
4 eine
zweite perspektivische Ansicht der Vorrichtung von 1, der Positioniereinrichtung von 2 und einer Sensoreinrichtung
von unten ist, die jeweils an dem Triebwagen von 3 positioniert sind,
-
5 eine
perspektivische Ansicht eines zweiten Zylinders der Positioniereinrichtung
ist, an der eine Abgabeeinrichtung, eine betätigbare Durchlasseinrichtung
und eine Düse
vorgesehen sind,
-
6 eine
Schnittansicht des ersten Zylinders von 5 ist,
-
7 eine
Schnittansicht eines zweiten Zylinders der Positioniereinrichtung
von 2 ist,
-
8 eine
Schnittansicht einer Düse
zur Verwendung an der Abgabeeinrichtung von 5 ist,
-
9 eine
Schnittansicht einer Düse
zur Verwendung bei der Abgabeeinrichtung von 5 ist,
-
10 eine
Schnittansicht einer Düse
zur Verwendung an der Abgabeeinrichtung von 5 ist,
-
11 eine
Schnittansicht der Abgabeeinrichtung von 5 ist, und
-
12 eine
perspektivische Ansicht einer Sensorvorrichtung von 1 von unten ist.
-
Beschreibung
-
In 1 ist
eine Schmiervorrichtung 10 für eine Spurweitenfläche einer
Schiene gezeigt, die als Teil ein Paar von Abgabeeinrichtungen,
beispielsweise Ventile 12, und eine einzige Pumpeinrichtung 14 aufweist.
Die Pumpeinrichtung 14 kann elektrisch, hydraulisch oder
pneumatisch arbeiten und hat einen zugeordneten Motor 16.
Die Pumpeinrichtung 14 und die Ventile 12 sind
durch eine Fluidleitung 18 verbunden, wodurch der Druck
auf das Fluid in der Fluidleitung 18 auf jedes Ventil 12 übertragbar
ist. Die Fluidleitung 18 gabelt sich in zwei Zweige 20 auf,
von denen sich jeder zu einem Ventil 12 erstreckt.
-
In der Fluidleitung 18 ist
ein Differenzdruckschalter 22 vorgesehen, der den die Pumpeinrichtung 14 antreibenden
Motor 16 starten und stoppen kann. Auf diese Weise kann
in der Fluidleitung 18 ein gewünschter Druckbereich aufrechterhalten
werden. In der Fluidleitung 18 kann auch ein Speicher 24 zur Aufrechterhaltung
eines genaueren Drucks in der Fluidleitung 18 vorgesehen
sein. In der Fluidleitung 18 sitzt ein Manometer 26,
um eine schnelle Bestimmung des Drucks in dem darin befindlichen
Fluid zu ermöglichen.
Gewöhnlich
ist ein Schmierfett das Fluid oder ein Schmiermittel, das in der
Zuführleitung vorgesehen
ist, obwohl auch Öl,
Wasser oder eine Glykolmischung oder ein anderes geeignetes Fluid verwendet
werden kann.
-
Am Anfang einer Luftzuführleitung
ist eine Lufteinlasseinrichtung 28 vorgesehen, die sich
in zwei Zweige 32 aufzweigt. Jede der beiden Zweige 32 führt zu einem
Ventil 12, und jeder hat ein Magnetventil 34 in
der Leitung. In der Leitung ist ferner ein Trennventil 36 angeordnet.
-
Der Druckschalter 22 kann
durch zwei Druckschalter ersetzt werden, von denen jeweils einer
in jedem Zweig 20 angeordnet ist, oder ein einziger analoger
Druckschalter sein.
-
Die Ventile 12 sind jeweils
in einer direkten Verbindung mit einer Positioniereinrichtung 38 vorgesehen,
wie am besten in 2 und 5 bis 7 zu sehen ist, die die Position des
Ventils 12 bezüglich
einer inneren Spurweitenfläche
eines Schienenkopfs 40 steuert. Die Schienenköpfe 40 bilden
einen Teil des Schienenpaars, welches das Gleis bildet.
-
Für
die Steuerung des Betriebs der Solenoidventile 34, des
Motors 16, des Differenzdruckschalters 22 und
einer Sensoreinrichtung 42 (am besten in 4 und 12 zu
sehen), die vorgesehen ist, um festzustellen, wenn ein Schienenfahrzeug,
an der die Vorrichtung 10 angebracht ist, durch eine Kurve
fährt, ist
eine programmierbare Logiksteuerung (PLC) vorge sehen. Die PLC führt die Überwachungsfunktion der
gesamten Vorrichtung 10 aus. Beispielsweise kann die PLC
niedrige Fluidpegel in dem Fluid-/Fettspeicher für die Pumpe 14 feststellen,
die durch Lecks in den Leitungen 18 und 20 verursacht
werden können.
Weiterhin kann die PLC einen Zweig der Vorrichtung abschalten, wenn
eine Störung
in dem Zweig auftritt, beispielsweise eine Düse ausfällt (wird später erläutert).
Die Verbindung der PLC mit einem Radtachometer würde das Aufbringen von Fluid
abhängig
von der Entfernung anstelle der Zeit ermöglichen.
-
Die PLC ist weiterhin in der Lage,
in Kombination mit der Sensoreinrichtung 42 zu bestimmen, auf
welche Spurweitenfläche
der Schiene Schmiermittel aufgebracht werden muss. Beispielsweise
ist es zweckmäßig, in
einer 5-Rechtskurve Schmiermittel auf die linke Spurweitenfläche der
Schiene aufzubringen. Die PLC kann so modifiziert werden, dass sie
die Abgabe von Schmiermittel auf tangierende Gleise ermöglicht.
-
In 2 und 4 bis 7 ist die Positioniereinrichtung 38 gezeigt,
die als Teil einen ersten abgedichteten Zylinder 46 aufweist,
der ein langgestrecktes Element 48 hat, das durch ihn hindurchgeht
und mittels eines um es herum vorgesehenen Zwischenflansches 50 den
Zylinder 46 in eine erste Kammer 52 und eine zweite
Kammer 54 unterteilt. Das Element 48 ist mit seinem
unteren Ende 56 an einem Punkt 56 an einem Aufhängungssystem
eines Schienenfahrzeugs 58 (in 3 gezeigt) befestigt, während der Zylinder 46 daran
an einer anderen Stelle 59 festgelegt ist, wodurch, wenn
das Fahrzeug belastet und unbelastet ist, sich das Element 48 bezüglich des
Zylinders 46 bewegt und dadurch das Volumen der Kammern 52 und 54 ändert.
-
Die Positioniereinrichtung 38 hat
ferner einen zweiten abgedichteten Zylinder 60, der ein
langgestrecktes Hohlelement 62 hat, das sich durch ihn hindurch
erstreckt und mittels eines Zwischenflansches 64 den Zylinder 60 in
eine erste Kammer 66 und eine zweite Kammer 68 unterteilt.
Ein unteres Ende 70 des Elements 62 ist an dem
Ventil 12 fest und einstellbar angebracht. Um ein oberes
Ende 72 des Elements 62 herum ist ein Bund 74 vorgesehen, um
die Bewegung des Elements 62 durch den Zylinder 60 zu
begrenzen. Es ist an einem Drehgestell 72 an dem Schienenfahrzeug 58 gehalten,
wie in den 3 und 4 zu sehen ist.
-
Es ist eine Fluidleitung 78 vorgesehen,
die die Kammern 52 und 68 verbindet, während eine
Fluidleitung 80 vorgesehen ist, die die Kammer 54 und 66 verbindet.
In jeder Leitung 78 und 80 sind ein oder mehrere
Ablassventile 82 vorgesehen.
-
In 6 und 11 ist ein Ventil 12 gezeigt,
das ein äußeres Gehäuse 84 und
eine innere Zylinderbohrung 86 hat. Die Bohrung 86 bildet
einen Bereich 88 mit einem weiten Durchmesser und einen
Bereich 90 mit einem vergleichsweise schmalen Durchmesser,
in welchem ein Kolbenkopf 92 und eine Stange 94 angeordnet
sind, die starr miteinander verbunden sind. Der Kopf 92 und
die Stange 94 bilden zusammen ein Kolbenelement. Zwischen
dem Kopf 92 und einer Innenwand 98 des Bereichs 88 ist
eine Abdichtung 96 vorgesehen. In den Bereich 88 mündet ein Einlass 100 für die Zweige 32 der
Luftzuführleitung 30.
In dem Bereich 90 ist ein Einlass 102 für einen Zweig 20 der
Fluidleitung 18 vorgesehen.
-
Die Stange 94 hat ein unteres
Ende 104, das mit einer abgeschrägten Oberfläche versehen ist, die so wirkt,
dass sie an einer Schulter oder einem Sitz 106 in dem Bereich 90 angreift.
Von dem Bereich 90 aus erstreckt sich ein Auslass 108 durch
den Sitz 106, wodurch eine Bewegung der Stange in einen Eingriff
mit dem Sitz 106 und aus diesem Eingriff heraus den Fluidstrom
von dem Einlass 102 zu und aus dem Auslass 108 steuert.
-
In Eingriff mit dem Ventil 12 ist
angrenzend an den Auslass 108 eine Düse 110 so angeordnet, dass
ein Fluidstrom daraus durch die Düse 110 hindurchgeht.
An der Düse 110 ist
ein Gewindezapfen 112 vorgesehen, der die Befestigung an
einem komplementären
Gewinde an dem Auslass 108 des Ventils 12 ermöglicht und
durch den Fluid zu der Spurweitenfläche des Schienenkopfs 40 überführt wird.
In 8, 9 und 10 ist
eine Vielzahl von Düsen 114, 116 und 118 gezeigt,
wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile bezeichnen. Jede
Düse 110, 114, 116 und 118 hat
einen in ihr vorgesehenen Kanal 120 für den Durchgang von Schmierfluid.
Das Fluid wird vorzugsweise aus den Düsen 110, 114, 116 und 118 als Strom
anstatt als Spray herausgeschleudert. Die Düse 114 hat vorzugsweise
einen Endabschnitt 121 des Kanals 120, der mit
etwa 72° zur
Vertikalen vorgesehen ist (entgegen 90°, wie es für die Düsen 116 und 118 gezeigt
ist). Dies veranlasst die Düse 114 zur Abgabe
eines Schmiermittelstroms, der auf die Spurweitenfläche des
Schienenkopfs 40 mit einem spitzen Winkel trifft und sich
nur nach unten ausbreitet anstatt auch nach oben (wie es der Fall
ist, wenn der Strom die Fläche
mit 90° trifft),
wodurch einiges Schmiermittel zur oberen Fläche des Schienenkopfs 40 gebracht
werden kann. Der Endabschnitt 121 des Kanals 120 ist
vorzugsweise auf einen Durchmesser von etwa 0,5 ml bis 1,0 ml gebohrt.
Dies gewährleistet
eine Aufrechterhaltung eines Rückdrucks
in der Fluidleitung 18, wodurch ein schneller Druckverlust unterbunden
wird.
-
Die Sensoreinrichtung 42 hat
zwei Elemente 122 und 124, die schwenkbar an Punkten 126 bzw. 128 an
einem Basishalteteil 130 angebracht sind, wie es am besten
in 12 zu sehen ist.
Die Punkte 126 und 128 liegen zwischen den Enden
der Elemente 122 und
124. Das Element 122 hat
ein erstes Ende 132, das mittels einer Führungsstange 134 an
dem Drehgestell 176 angelenkt ist, auf dem das Schienenfahrzeug 58 abgestützt wird.
Ein zweites Ende 136 des Elements 122 ist mit
einem U-förmigen
Element 138 versehen, das einen Annäherungsschalter 140 aufweist,
der sich an jedem seiner Arme befindet. Die Annäherungsschalter 140 sind
elektrisch mit der PLC verbunden.
-
Das Element 124 hat ein
erstes Ende 142, das indirekt an dem Drehgestell 76 mittels
einer Führungsstange 144 angelenkt
ist, während
an einem zweiten Ende 146 ein U-förmiges
Element 148 vorgesehen ist, das breiter ist als das Element 138.
Die Elemente 138 und 148 sind in unterschiedlichen
seitlichen Ebenen angeordnet, so dass wenigstens ein Teil des Elements 148 über einen
Teil oder das ganze Element 138 und die Schalter 140 beim
Drehen des Drehgestells 76 bezüglich des restlichen Schienenfahrzeugs 58 gehen
kann.
-
Bei einer Änderung der von dem Schienenfahrzeug 58 getragenen
Last wird im Einsatz die Aufhängung
des Fahrzeugs dementsprechend eingestellt, wodurch das langgestreckte
Element 48 sich bezüglich
des ersten Zylinder 46 bewegt und eine darauf folgende
Bewegung in dem langgestreckten Element 62 in dem Zylinder 60 durch Überführung von
Fluid zwischen seinen Kammern erzeugt wird. Wenn beispielsweise
auf das Schienenfahrzeug 58 eine größere Last aufgebracht wird,
bewegen sich die langgestreckten Elemente 8 bezüglich des
Zylinders 46 nach oben, und das Volumen der zweiten Kammer 54 nimmt
ab, wodurch Fluid durch die Fluidleitung 80 zur ersten
Kammer 66 des Zylinder 60 zwangsweise geführt wird.
Dies reduziert eine Folgebewegung in dem langgestreckten Element 62,
wodurch die Position des Ventils 12 eingestellt wird, das am
unteren Ende 70 des langgestreckten Elements 62 festgelegt
ist. Die Interaktion der Zylinder 46 und 60 und
die sich ergebende Positionierung des Ventils 12 bezüglich der
Spurweitenfläche
des Schienenkopfs 40 ist klar in 4 gezeigt.
-
Wesentlich ist, dass das Volumen
der Zylinder 46 und 60 in einem vorgegebenen Verhältnis vorgesehen
ist, da das Volumen oder die Größe der Bewegung
in dem langgestreckten Element 48, das durch die Belastung
oder Entlastung des Schienenfahrzeugs 58 verursacht wird,
gewöhnlich
nicht die gleiche Größe hat,
die bei dem langgestreckten Element 62 erforderlich ist,
um die Position des damit verbundenen Ventils 12 bezüglich der
Spurweitenfläche
des Schienenkopfs 40 einzustellen. Die Auslassventile 82,
die in den Fluidleitungen 78 und 80 vorgesehen
sind, erlauben das Reinigen der Kammern 52, 54, 66 und 68 und
das Einstellen der Fluidpegel darin, so dass eine genaue Einstellung
und Positionierung der Einrichtung 38 ermöglicht wird.
Eine durch das hohle langgestreckte Element 62 hindurchgehende
Gewindestange ermöglicht
die Einstellung der Höhe
des Ventils 12, wäh rend
der um das obere Ende des langgestreckten Elements 62 herum
vorgesehene Bund 74 gewährleistet,
dass ein maximales Volumen oder eine maximale Größe der Abwärtsbewegung des langgestreckten
Elements 62 vorhanden ist, so dass das daran befindliche
Ventil 12 nicht beschädigt
wird.
-
In der Fluidleitung 18 wird
durch das Zusammenwirken der Pumpe 14, des Motors 16,
des Differenzdruckschalters 22 und der PLC ein Druck zwischen
150 und 300 bar aufrechterhalten. Der Druckschalter 22 misst,
wann der Druck des Fluids in der Fluidleitung 18 einen
der Extremwerte erreicht, und veranlasst den Motor 16,
die Pumpe 14 entweder zu stoppen oder zu aktivieren. Der
Druck in der Fluidleitung 18 kann leicht mittels des Manometers 26 bestimmt
werden.
-
Die Luftzuführleitung 30 führt Druckluft
durch die Zweige 32 in den Bereich 88 des Ventils 12.
Die Druckluft wirkt auf den breiten Kopf 92 des Kolbens, wodurch
ein Durchgang von Fluid in den Fluideinlass 102 und durch
den Auslass 108 unterbunden wird, wodurch es auf die Spurweitenfläche des
Schienenkopfs 40 abgegeben werden könnte. Die Magnetventile 34 in
den Zweigen 32 der Luftzuführleitung 32 können durch
die PLC zum Schließen
veranlasst werden, wenn die PLC mit einem geeigneten Signal aus
der Sensoreinrichtung 42 versorgt wird. Die Sensoreinrichtung 42 kann
ein solches Signal aus einem oder aus beiden Annäherungsschaltern 104 bereitstellen,
wenn die Position des Drehgestells 76 des Schienenfahrzeugs 58 sich
bezüglich
des Schienenfahrzeugs 58 ändert, auf dem das Basishalteelement 130 angeordnet
ist. Das Schließen
der Magnetventile 34 ermöglicht es, dass der in der
Fluidleitung 18 aufrechterhaltene Druck die Bewegung der
Stange 94 des Kolbens nach oben veranlasst, wodurch der
Fluideinlass 102 geöffnet
wird und Fluid hindurch und aus dem Fluidauslass 108 heraus
in die daran befestigte Düse 120 strömen kann.
Wenn das Signal von der Sensoreinrichtung 42 nicht länger von
der PLC empfangen wird, öffnet
diese die Magnetventile 34 wieder, wodurch die Druckluft
wieder auf den breiten Kopf 92 des Kolbens in den Ventilen 12 einwirken kann.
Wesentlich ist, dass die Fluidabgabe aus dem Fluidauslass 108 luftfrei
ist und das Schmiermittel nur mit dem vorgegebenen Durchsatz abgibt.
In dem Bereich 88 der inneren Zylinderbohrung 86 befindet
sich ebenfalls ein Luftablassventil, das die Bewegung des breiten
Kopfes 92 des Kolbens ermöglicht.
-
Die Ventile 12 können abwechselnd
durch eine unterschiedliche Form des Fluids oder durch elektrische
Einrichtungen in Form eines Magnetventils betätigt werden. Weiterhin kann
die Sensoreinrichtung 42 ein Signal aus optischen, pneumatische oder
hydraulischen Vorrichtungen und Ableitungen davon erzeugen. Außerdem liegt
ein elektrisches Schalten unter Verwendung von anderen Schaltern als
den Annäherungsschaltern 140 im
Rahmen der vorliegarden Erfindung.
-
Wesentlich ist, dass die Schmiervorrichtung nach
der Erfindung für
die Spurweitenfläche
eine automatische Einstellung der Position der Schmiermittelabgabeeinrichtung,
nämlich
des Ventils 12, bezüglich
des Drehgestells 76 ermöglicht,
so dass sie eine konstante Position bezogen auf die Spurweitenfläche des
Schienenkopfs 40 unter allen Belastungsbedingungen des
Schienenfahrzeugs 58 hat. Dadurch bringen unabhängig von
der von dem Schienenfahrzeug 58 getragenen Last die Düsen Schmiermittel auf
die gleiche Stelle auf der Spurweitenfläche des Schienenkopfes 40 auf.
-
Der spezielle Aufbau der Sensoreinrichtung 42 der
vorliegenden Erfindung ermöglicht
eine begrenzte Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
des Drehgestells 76 bezüglich
des Schienenfahrzeugs 58, ohne dass die Annäherungsschalter 140 schalten.
Eine solche Anordnung ist vorteilhaft und erforderlich, um ein Schalten
bei den gemeinsamen kleineren Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Drehgestells 76 bezüglich des
Schienenfahrzeugs 58 zu vermeiden, wie sie gewöhnlich vorkommen.
-
Modifizierungen und Änderungen,
wie sie für den
Fachmann ersichtlich sind, sollen in den Rahmen der vorliegenden
Erfindung fallen.