EP0642966B1 - Schienenabtastung für Spurkranzschmieranlagen - Google Patents

Schienenabtastung für Spurkranzschmieranlagen Download PDF

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EP0642966B1
EP0642966B1 EP94113279A EP94113279A EP0642966B1 EP 0642966 B1 EP0642966 B1 EP 0642966B1 EP 94113279 A EP94113279 A EP 94113279A EP 94113279 A EP94113279 A EP 94113279A EP 0642966 B1 EP0642966 B1 EP 0642966B1
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EP
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rail
lubrication
wheel
wheel flange
pulse
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Gerhard Morgenstern
Horst Saretzky
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De Limon Fluhme GmbH
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De Limon Fluhme GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K3/00—Wetting or lubricating rails or wheel flanges
    • B61K3/02—Apparatus therefor combined with vehicles

Definitions

  • the invention relates to a wheel flange lubrication system for rail vehicles Spraying lubricant on the wheel flanges, with one the lubrication impulses triggering electronic control having a pulse generator, the works path-dependent and / or arch-dependent and / or time-dependent.
  • a wheel flange lubrication system of this type is known from US-A-4 930 600. She serves the purpose of the wear of the wheel and the rail in the area of Reduce wheel flange. Usually you can find wheel flange lubrication on the steering axle of locomotives, but also Other types of rail vehicles, such as trams.
  • the lubrication takes place primarily with waterproof and cold-resistant lubricants, the Lubrication pulses are triggered by a controller.
  • the lubricant will sprayed onto the wheel flanges using compressed air and automatically activated while driving over the rail flanks also on the wheel flanges of the following wheel sets transfer. Wheel flange lubrication of this type is known.
  • a fundamental problem with wheel flange lubrication is that Trigger lubrication pulses at the correct time and the lubricant at the correct position, namely the wheel flange of the wheel just starting, to apply. So far, attempts have been made to address these problems with path-dependent and / or to solve sheet-dependent and / or time-dependent controls. At the path-dependent control is after a certain distance, for example, every 200m, a lubrication pulse is triggered. The route is over measured a encoder. It is irrelevant whether the train is on a Moving straight or driving an arc.
  • the lubrication pulses are generated by centrifugal switches triggered which react to left-hand bends or right-hand bends and trigger the lubrication of the respective running side. Optimization can be carried out by accelerometers or inclinometers, assuming a lateral acceleration of the train is synonymous with the presence of a flange on the rail.
  • the lubrication pulse is triggered by a relay triggered, the pulse and pause times are adjustable. All of the above Tax types can be combined and for single or multi-axle trains applicable.
  • From DE-A-32 14 149 A1 is also a motorized, rail-bound Switch maintenance vehicle known, with which the rail one Rail system can be started under their own power and there in Stop position or at low speed, for example at slow speed, a care process can be carried out.
  • the maintenance process consists of to clean the switch by removing dirt deposits by cleaning it strong impurities are removed. After cleaning is done Lubricants sprayed onto the switch.
  • the well-known switch maintenance device has no wheel flange lubrication device.
  • the invention has for its object to develop an intelligent lubrication pulse triggering with a combined scanning system and a correspondingly designed electronics, which both detects the start of the wheel flange on the rail immediately and also differentiates between dry weather and rainy weather.
  • the object is achieved in that the pulse generator for Triggering the lubrication pulse an optical scanner in the form of a
  • the light barrier is a signal in combination with an accelerometer and / or inclination angle sensor and / or position sensor from the control electronics is evaluated. Movements of the wheel can be detected by means of the light barrier extremely accurate track via a facility consisting of transmitter and receiver.
  • the run-up of the wheel flange on the rail is the lateral path of the Wheel approx. 6mm and the hysteresis of the light barrier of approx. ⁇ 0.5mm perfectly recognize movements of the order of 1 mm and thus identify the switching point to respond to the lubrication system.
  • an infrared transmitter / receiver unit Light barrier is set so that when the wheel starts up Reflection of the light barrier takes place on the rail and for triggering a lubrication pulse can be used.
  • the transmitter / receiver unit of the Photoelectric sensor detects due to the nature of the "rain” signal, the signals from the accelerometer and / or inclination angle encoder and / or Weumblesers used by the control electronics, wherein this takes into account in their program that when it rains with a significant Reduction of lubrication is sufficient.
  • the light barrier pulse generator is preferably on the slewing ring of the rail vehicle height and cross adjustable to the rail.
  • wheel 1 and rail 2 of Figure 1 of the Drawing symbolizes the unrestricted application possibilities of the scanning device 3 on all types of rail vehicles, e.g. diesel and Electric locomotives, small and factory railways as well as trams.
  • rail vehicles e.g. diesel and Electric locomotives, small and factory railways as well as trams.
  • This are equipped with any kind of wheel flange lubrication, not shown, with the to reduce friction and wear on wheel flanges and rails lubricant is sprayed onto the flanges, the Lubrication pulses triggered electronically by a control unit, not shown be illustrated in the drawing by an electrical connection 4 is.
  • the wheel 1 is on its axis on a slewing ring 5 of the rail vehicle attached, part of which is shown in dashed lines in the drawing.
  • On an extension 6 extending just above the rail 2 is one angular bracket 7 for the scanner 3 attached.
  • she consists from a T-iron 8, which is adjustable in height with the elongated holes 9
  • Extension 6 of the bogie 5 is connected by screws 10.
  • With the Cross leg of the T-iron 8 is a screwed up holding iron 11, which carries an infrared transmitter / receiver unit 12.
  • the attachment is made in transverse elongated holes by means of screws 13, so that an adjustment of the position of the infrared transmitter / receiver unit 12 in the transverse direction to rail 2 is possible. Broadcasting, reflection and reception of the Light barrier of the infrared transmitter / receiver unit 12 is in the drawing shown in dashed lines.
  • the control of the wheel flange lubrication system also has a not shown Accelerometer and / or inclination angle encoder and / or Wegegeber, whose impulses from the control electronics together with the Pulses of the scanning device 3 are evaluated to lubrication pulses trigger.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Spurkranzschmieranlage für Schienenfahrzeuge zum Aufsprühen von Schmiermittel auf die Spurkränze, mit einer die Schmierimpulse auslösenden, einen Impulsgeber aufweisenden elektronischen Steuerung, die wegabhängig und/oder bogenabhängig und/oder zeitabhängig arbeitet.
Eine Spurkranzschmieranlage dieser Art ist aus der US-A-4 930 600 bekannt. Sie dient dem Zweck, den Verschleiß des Rades und der Schiene im Bereich des Spurkranzes des Rades zu verringern. Vorwiegend findet man Spurkranz-Schmierungen an der Lenkachse von Lokomotiven, aber auch Schienenfahrzeugen anderer Art, wie Straßenbahnen. Die Schmierung erfolgt vornehmlich mit wasserfesten und kältebeständigen Schmiermitteln, wobei die Schmierimpulse von einer Steuerung ausgelöst werden. Das Schmiermittel wird mittels Druckluft auf die Spurkränze gesprüht und während der Fahrt selbsttätig über die Schienenflanken auch auf die Spurkränze der nachfolgenden Radsätze übertragen. Spurkranzschmierungen dieser Art sind bekannt.
Ein grundsätzliches Problem bei Spurkranzschmierungen besteht darin, die Schmierimpulse zum korrekten Zeitpunkt auszulösen und den Schmierstoff an der richtigen Stelle, nämlich dem Spurkranz des gerade anlaufenden Rades, aufzutragen. Bislang ist versucht worden, diese Probleme mit wegabhängigen und/oder bogenabhängigen und/oder zeitabhängigen Steuerungen zu lösen. Bei der wegabhängigen Steuerung wird nach einer bestimmten Wegstrecke, beispielsweise alle 200m, ein Schmierimpuls ausgelöst. Die Strecke wird über einen Wegegeber gemessen. Dabei ist es unerheblich, ob der Zug sich auf einer Geraden bewegt oder einen Bogen befährt.
Bei der bogenabhängigen Steuerung werden die Schmierimpulse durch Fliehkraftschalter ausgelöst, welche auf Linksbögen oder Rechtsbögen reagieren und die Schmierung der jeweils anlaufenden Seite auslösen. Eine Optimierung kann durch Beschleunigungsgeber oder Neigungswinkelmesser durchgeführt werden, wobei davon ausgegangen wird, daß eine Querbeschleunigung des Zuges gleichbedeutend mit dem Anliegen eines Spurkranzes an der Schiene ist.
Bei der zeitabhängigen Steuerung wird der Schmierimpuls mittels eines Relais ausgelöst, dessen Impuls- und Pausenzeiten einstellbar sind. Sämtliche obengenannten Steuerarten sind kombinierbar und bei ein- bzw. mehrachsigen Zügen einsetzbar.
Die beschriebenen bekannten Systeme haben verschiedene Nachteile. So werden beispielsweise bei der reinen Zeit- und Wegeschmierung Schmierimpulse zu Zeitpunkten ausgelöst, wo eine Schmierung nicht erforderlich ist. Überschmierungen, die Verschmutzungen verursachen, sind die Folge. Bei der bogenabhängigen Steuerung können Verfälschungen dadurch eintreten, daß die Bahnneigung der Schiene und die Geschwindigkeit des Zuges sich gerade so aufeinander abstimmen, daß die resultierende Kraft aus Zentrifugalkraft und Erdbeschleunigung genau senkrecht über der Schiene steht, so daß kein Schmierimpuls ergeht, obwohl Spurkranzanlagen gegeben sind und eine Schmierung erforderlich wäre. Schließlich ist nachteilig, daß die beschriebenen Steuerungen nicht auf Wetterbedingungen reagieren, so daß beispielsweise auch dann Schmierungen ausgelöst werden, wenn keine Schmierung gewünscht ist oder eine Verringerung der Schmierung sinnvoll wäre, beispielsweise bei Regen.
Aus der DE-A-32 14 149 A1 ist ferner ein motorbetriebenes, schienengebundenes Weichenpflegefahrzeug bekannt, mit welchem die Schiene eines Schienensystems aus eigener Kraft angefahren werden kann und dort in Halteposition oder mit niedriger Geschwindigkeit, zum Beispiel im Schleichgang, einen Pflegevorgang durchgeführt werden kann. Der Pflegevorgang besteht darin, die Weiche zu reinigen, indem Schmutzablagerungen durch Säuberung von starken Verunreinigungen beseitigt werden. Nach erfolgter Reinigung werden Schmierstoffe auf die Weiche aufgespritzt. Das bekannte Weichenpflegegerät weist keine Spurkranzschmiereinrichtung auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem kombinierten Abtastsystem und einer entsprechend gestalteten Elektronik eine intelligente Schmierimpulsauslösung zu entwickeln, die sowohl das Anlaufen des Spurkranzes an der Schiene unmittelbar abtastend ermittelt als auch zwischen trockenem Wetter und Regenwetter unterscheidet.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Impulsgeber für die Auslösung des Schmierimpulses eine optische Abtasteinrichtung in Form einer Lichtschranke ist, deren Signal in Kombination mit einem Beschleunigungsgeber und/oder Neigungswinkelgeber und/oder Wegegeber von der Steuerelektronik ausgewertet wird. Mittels der Lichtschranke lassen sich Bewegungen des Rades außerordentlich genau über eine aus Sender und Empfänger bestehende Einrichtung verfolgen. Für das Anlaufen des Spurkranzes an der Schiene beträgt der seitliche Weg des Rades ca. 6mm und die Hysterese der Lichtschranke von ca ± 0,5mm läßt einwandfrei Bewegungen in der Größenordnung von 1 mm erkennen und somit den Schaltpunkt zum Ansprechen der Schmieranlage identifizieren. Vorzugsweise ist daher als Impulsgeber am Drehkranz des entsprechenden Radsatzes des Schienenfahrzeugs eine Infrarotsender-Empfangseinheit befestigt, deren Lichtschranke so eingestellt ist, daß bei einem Anlaufen des Rades eine Reflexion der Lichtschranke an der Schiene stattfindet und zur Auslösung eines Schmierimpulses herangezogen werden kann.
Bei trockenem Wetter ist dies zur Auslösung eines Schmierimpulses ausreichend. Bei Regenwetter gerät ein Wassernebel zwischen die Sender-Empfängereinheit und die Schiene und es ist dem System nicht mehr möglich, die Schiene selbst zu erkennen. Es wird ein spezifisches Dauersignal bei Regen erzeugt, welches sich von dem normalen Reflexionssignal unterscheidet. Um auch in diesem Fall eine sinnvolle, nämlich verringerte Schmierung auszulösen, ist vorgeschlagen, den Lichtschrankenimpulsgeber zu kombinieren mit einem mechanischen Beschleunigungsgeber und/oder Neigungswinkelgeber und/oder Wegegeber und über eine Steuerelektronik die Impulse auszuwerten. Wenn die Sender/Empfänger-Einheit des Lichtschrankenimpulsgebers aufgrund der Eigenart des Signales "Regen" erkennt, werden die Signale des Beschleunigungsgebers und/oder Neigungswinkelgebers und/oder Wegegebers von der Steuerelektronik verwertet, wobei diese in ihrem Programm berücksichtigt, daß bei Regen mit einer wesentlichen Verringerung der Schmierung auszukommen ist.
Vorzugsweise ist der Lichtschrankenimpulsgeber am Drehkranz des Schienenfahrzeugs höhen- und quereinstellbar zur Schiene angeordnet.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schienenabtastung schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1
Eine Seitenansicht eines Rades eines Schienenfahrzeugs mit optischer Schienenabtastung für eine Spurkranzschmieranlage,
Fig. 2
eine Frontansicht der Vorrichtung der Figur 1 und
Fig. 3
eine Schnittansicht gemäß II-II der Figur 2.
Die schematische Darstellung von Rad 1 und Schiene 2 der Figur 1 der Zeichnung symbolisiert die uneingeschränkten Einsatzmöglichkeiten der Abtastvorrichtung 3 an Schienenfahrzeugen aller Art, also beispielsweise Diesel- und Elektrolokomotiven, Klein- und Werksbahnen sowie Straßenbahnen. Diese sind mit einer nicht dargestellten Spurkranzschmierung beliebiger Art ausgerüstet, mit der zur Verminderung von Reibung und Verschleiß an Spurkränzen und Schienen Schmiermittel auf die Spurkränze gesprüht wird, wobei die Schmierimpulse elektronisch durch eine nicht dargestellte Steuereinheit ausgelöst werden, die in der Zeichnung durch einen elektrischen Anschluß 4 verdeutlicht ist.
Das Rad 1 ist über seine Achse an einem Drehkranz 5 des Schienenfahrzeuges befestigt, von dem ein Teil gestrichelt in der Zeichnung dargestellt ist. An einer knapp oberhalb der Schiene 2 sich erstreckenden Verlängerung 6 ist eine winkelförmige Halterung 7 für die Abtastvorrichtung 3 befestigt. Sie besteht aus einem T-Eisen 8, das über Langlöcher 9 höhenverstellbar mit der Verlängerung 6 des Drehgestells 5 mit Schrauben 10 verbunden ist. Mit dem Querschenkel des T-Eisens 8 ist ein hochstehendes Halteeisen 11 verschraubt, welches eine Infrarot-Sender/Empfänger-Einheit 12 trägt. Die Befestigung ist in querverlaufenden Langlöchern mittels Schrauben 13 vorgenommen, so daß eine Justierung der Position der Infrarot-Sender/Empfänger-Einheit 12 in Querrichtung zur Schiene 2 ermöglicht ist. Sendung, Reflexion und Empfang der Lichtschranke der Infrarot-Sender/Empfänger-Einheit 12 ist in der Zeichnung gestrichelt dargestellt.
Die Steuerung der Spurkranzschmieranlage weist ferner einen nicht dargestellten Beschleunigungsgeber und/oder Neigungswinkelgeber und/oder Wegegeber auf, deren Impulse von der Steuerelektronik gemeinsam mit den Impulsen der Abtastvorrichtung 3 ausgewertet werden, um Schmierimpulse auszulösen.
Bezugszeichenliste
1
Rad
2
Schiene
3
Abtastvorrichtung
4
elektrischer Anschluß
5
Drehkranz
6
Verlängerung
7
Halterung
8
T-Eisen
9
Langlöcher
10
Schrauben
11
Halteeisen
12
Infrarot-Sender/Empfänger-Einheit
13
Schrauben

Claims (3)

  1. Spurkranzschmieranlage für Schienenfahrzeuge zum Aufsprühen von Schmiermittel auf die Spurkränze, mit einer die Schmierimpulse auslösenden, einen Impulsgeber aufweisenden elektronischen Steuerung, die wegabhängig und/oder bogenabhängig und/oder zeitabhängig arbeitet,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Impulsgeber für die Auslösung des Schmierimpulses eine optische Abtasteinrichtung, in Form einer Lichtschranke (12) ist, deren Signal in Kombination mit einem Beschleunigungsgeber und/oder Neigungswinkelgeber und/oder Wegegeber von der Steuerelektronik (4) ausgewertet wird.
  2. Spurkranzschmieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Impulsgeber am Drehkranz (5) des entsprechenden Radsatzes (1) des Schienenfahrzeugs eine Infrarot-Sender/Empfänger-Einheit (12) befestigt ist, deren Lichtschranke so eingestellt ist, daß bei einem Anlaufen des Rades (1) eine Reflexion der Lichtschranke an der Schiene (2) stattfindet und zur Auslösung eines Schmierimpulses heranziehbar ist.
  3. Spurkranzschmieranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber am Drehkranz des Schienenfahrzeugs höhen- und quereinstellbar zur Schiene (2) angeordnet ist.
EP94113279A 1993-09-09 1994-08-25 Schienenabtastung für Spurkranzschmieranlagen Expired - Lifetime EP0642966B1 (de)

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