NL1027894C2 - Spoorstaafsmeersysteem. - Google Patents

Description

t I

• »

S POORSTAAFSMEERSYSTEEM

De onderhavige heeft betrekking op een inrichting voor het aanbrengen van smeermiddel op een spoorstaaf. De uitvinding heeft tevens betrekking op een spoorstaafsmeer-systeem en op een werkwijze voor het smeren van een 5 spoorstaaf.

Als gevolg van de steeds toenemende aslasten van het moderne verkeer per rail, de sterkere bezettingsgraad van het spoorwegnet, met name in dichtbevolkte gebieden waarin het gebruik van spoorwegvervoer gestimuleerd wordt ten koste van 10 vervoer over de weg, alsmede als gevolg van de hogere snelheden zoals bij hoge snelheidslijnen, neemt de geluidemissie als gevolg van spoorwegverkeer toe. Met name voor de omwonenden van de spoorbaan wordt een dergelijke hoge geluidsemissie als zeer hinderlijk ervaren.

15 Het door railverkeer veroorzaakte geluid vindt zijn oorsprong in een aantal verschillende geluidsbronnen. Het systeem wiel-spoorstaaf veroorzaakt bijvoorbeeld dynamische krachten, die laagfrequente trillingen en hoogfrequent geluid produceren. Het door de lucht overgedragen geluid bestaat 20 voor het merendeel uit motorgeluid (geluid veroorzaakt de motor van de locomotief), rolgeluid (het door het rollen van de wielen over de spoorstaven veroorzaakte geluid), boog-geluid (het in de bochten in het spoort optredende geluid) en remgeluid (geluid als gevolg van remmen). Bij zeer hoge snel-25 heden kan bovendien aërodynamisch geluid een rol spelen.

Booggeluid treedt op daar waar de spoorstaven een gebogen traject definiëren, zoals in een bocht of in een wissel. Over het algemeen ontstaat overmatig booggeluid in bogen met een straal van minder dan 500 meter. Dit booggeluid 1027894 2 , t f > is het gevolg van het verschil in omloopsnelheid van het binnenwiel en de omloopsnelheid van het buitenwiel in een dergelijke gebogen traject. Een verder nadelig effect is slijtage aan de spoorstaven en aan de wielen van het rail-5 voertuig. Om het door een passerende railvoertuig veroorzaakte booggeluid te reduceren zijn stationaire spoorstaaf-smeersystemen bekend, waarmee de wrijving tussen het buitenste spoorwiel en het buitenbeen (dat wil zeggen de spoorstaaf aan de buitenzijde van de boog) verminderd kunnen 10 worden, waarbij de tractie (optrekvermogen) en het rem- vermogen nagenoeg niet negatief beïnvloed wordt. Als gevolg hiervan wordt de levensduur van de spoorstaaf verlengd en vermindert de geluidsemissie van het passerende railvoertuig.

In een bekend stationair spoorstaaf-smeersysteem 15 wordt een langgerekte plaat langs de rail aangebracht, waarin zich verscheidene vet-openingen bevinden. Het smeermiddel wordt bij een naderend railvoertuig tegen de zijkant van de buitenste spoorstaaf (buitenbeen) aangebracht. Het bekende systeem geeft bovendien een onnauwkeurige hoeveelheid 20 smeermiddel af. Bij het aanbrengen van te weinig smeermiddel werkt het systeem onvoldoende en de hoge geluidemissies worden niet of nauwelijks verminderd wordt. Bij het aanbrengen van teveel smeermiddel, kan dit een verlenging van de remweg en een vermindering van de tractie opleveren. Boven-25 dien betekent dit dat onnodig veel overtollig smeermiddel in de omgeving terecht komt, hetgeen schadelijke effecten kan hebben. Voorts betekent dit dat hetzij grote voorraden smeermiddel moeten worden aangehouden of met relatief korte tussenpozen de voorraden smeermiddel moeten worden aangevuld. 30 Uit EP 0 787 638 A2 is een smeersysteem voor spoor staven bekend waarin een hoeveelheid vet door middel van drie spuitmonden tegen op een spoorstaaf wordt gespoten. Het | 3 , t ι ι bekende systeem spuit echter het smeermiddel tegen de zijkant van de spoorstaaf.

Uit US 2004/0031647 Al is een smeersysteem bekend dat is voorzien van een aantal stationaire spuitmonden waarmee 5 smeermiddel tegen de zijkant van de spoorstaaf of op de bovenzijde van de spoorstaaf kan worden aangebracht. Het bekende systeem heeft een smeermiddelreservoir alsmede een trillingopnemer aan de hand waarvan de nadering van een trein gedetecteerd wordt. Smeermiddel mag pas op de bovenzijde van 10 de rails worden aangebracht nadat de locomotief van de trein is gepasseerd, hetgeen een complexe aansturing van de spuitmonden vereist.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding een verbeterde inrichting, werkwijze en systeem te verschaffen 15 waarmee bovengenoemde bezwaren zijn ondervangen.

Volgens een eerste aspect van de uitvinding wordt daartoe een inrichting verschaft voor het aanbrengen van smeermiddel op een spoorstaaf, omvattende: - een spuitmiddelreservoir waarin een vooraf bepaalde 20 hoeveelheid spuitmiddel is op te slaan,· - een naast een spoorstaaf te plaatsen stationaire spuiteenheid, omvattende ten minste een op het spuitmiddelreservoir aansluitbare spuitkop voor het in de richting van de bovenzijde van de spoorstaaf spuiten van smeermiddel; 25 - een trillingopnemer voor het detecteren van de door een railvoertuig opgewekte trillingen in de spoorstaaf en het afgeven van een signaal dat representatief is voor de aanwezigheid van een railvoertuig; - met de spuiteenheid en de trillingopnemer 30 gekoppelde besturingsmiddelen voor het afhankelijk van het signaal van de trillingopnemer aansturen van de spuiteenheid, waarbij de besturingsmiddelen zijn ingericht voor het afhankelijk van een vooraf ingesteld aantal door de trilling- 4 • » opnemer te detecteren as-passages direct op de bovenzijde van de spoorstaaf aanbrengen van smeermiddel in een dosering van tussen 0,1 gr en 0,6 gr.

Gebleken is dat een belangrijk deel van het boog-5 geluid kan worden herleid tot een zogenaamde "stick-slip" van de loopvlakken van het spoorwiel bij het rijden door de bochten. Het wiel dat door de buitenbocht loopt, wordt door de aangereden wielflens op een voortdurende tegenbeweging gedwongen. Van deze gedwongen wielgeleiding is echter geen 10 sprake bij het binnenwiel aan de binnenzijde van de boog.

Door de wrijvingskrachten en een wrijvingsgerelateerde spanning tussen wiel en spoorstaaf blijft het binnenwiel achter bij de voorwaartse beweging van het railvoertuig. Dit doordraaien van het binnenwiel wordt ook wel het "stick-15 slip"-effect genoemd. Bij bekende systemen wordt het smeermiddel aangebracht tegen de zijkant van de buitenbeen van de spoorstaaf. Hierdoor wordt weliswaar het booggeluid als gevolg van de tegen het buitenbeen drukkende flens van het buitenwiel verminderd, maar het door het binnenwiel als 20 gevolg van het "slip-stick" effect veroorzaakte geluid vermindert hierdoor niet. Door het smeermiddel volgens de uitvinding op het loopvlak van de spoorstaaf, dat wil zeggen de bovenzijde van de spoorstaaf, aan te brengen en dit bovendien te doen in een nauwkeurige dosering, kan het "slip-stick"-25 effect sterk verminderd worden of zelfs geheel achterwege blijven. Dit heeft een aanzienlijke reductie van de geluid-emissie, een verminderde slijtage van de spoorstaven en daardoor een tenminste drievoudige verlenging van de levensduur daarvan, een verminderde slijtage aan de wielen van, in het 30 geval van treinen zowel de wielen van de locomotieven als van de wagons, en een verminderde wielweerstand tot gevolg.

Uit uitvoerige proefnemingen is gebleken dat in spoorbogen een vermindering van de geluidemissie van tussen 5 t » I * de 7 en 16 dB(A) bereikbaar is, hetgeen de geluidhinder voor de omwonenden in de meeste gevallen geheel wegneemt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de spuitkop van de inrichting verscheidene spuitmonden, bijvoorbeeld 5 twee of meer spuitmonden, voor het in verscheidene (twee) richtingen spuiten van het smeermiddel naar verschillende locaties op het bovenoppervlak (loopvlak) van de spoorstaaf. Gebleken is dat bij toepassing van vier spuitmonden voor het in verscheidene vier richtingen spuiten van het smeermiddel 10 bijzonder goede resultaten oplevert. Hierdoor komen vier "druppels" smeermiddel op exact de juiste positie op de spoorstaaf terecht. Bij voorkeur wordt het smeermiddel hierbij in het midden van het loopvlak aangebracht. Deze maatregelen zorgen voor een zeer gelijkmatige en nauwkeurige 15 aanbrenging van het smeermiddel op de spoorstaaf waardoor de geluidsemissie verder vermindert zonder daarbij een negatieve invloed te hebben op de tractie en de remweg van het railvoertuig.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat het 20 spuitmiddelreservoir: - een spuitmiddelhuis; - een in het spuitmiddelhuis verplaatsbare zuiger; - een op de spuitkop aansluitbare smeermiddeluitvoer; waarbij tussen de zuiger en de smeermiddeluitvoer smeermiddel 25 is aan te brengen en de zuiger aandrijfbaar is voor het onder invloed van de zuiger langs de smeermiddeluitvoer naar de spuitkop voeren van het smeermiddel. Een dergelijk spuitmiddelreservoir is constructief zeer eenvoudig en effectief. Bovendien is deze constructie onafhankelijk van externe 30 energiebronnen, zoals in de vorm van een elektriciteitsnet. Ten slotte is deze uitvoeringsvorm zo goed als ongevoelig voor externe elektromagnetische velden, die kunnen optreden I > 6 als gevolg van de hoge spanningen (oplopend tot 25 kV) in de (boven-) leiding van het spoor.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting een zuiger die aandrijfbaar is met een elektro-5 motor. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm is het huis echter voorzien van een fluïdum-toevoeropening voor het toevoeren van een fluïdum waarmee de zuiger aandrijfbaar is. Het fluïdum kan een vloeistof zijn, maar is bij voorkeur een gas, zoals in een standaard stikstoffles opgeslagen stikstofgas.

10 De inrichting omvat bij voorkeur een fluïdumresérvoir waarin het fluïdum onder overdruk bewaard wordt. Het fluïdum staat onder een zodanig hoge druk, dat daarmee de zuiger in het spuitmiddelhuis aangedreven wordt. Laatstgenoemde constructie is uiterst eenvoudig en weinig storingsgevoelig.

15 Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting een huis waarin de spuitkop is aangebracht, waarbij het huis is voorzien van hoogte-verstelmiddelen voor het variëren van de hoogte van de spuitkop ten opzichte van de spoorstaaf. De hoogte-verstelmiddelen maken een juiste 20 positionering van de spuitkop ten opzichte van de spoorstaaf mogelijk zodat het smeermiddel exact op de juiste locaties op het bovenoppervlak van de spoor terechtkomt.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting een huis waarin een trillingopnemer is gerang-25 schikt. Het huis is hierbij op directe of indirecte wijze star te koppelen met de betreffende spoorstaaf, zodat trillingen in de spoorstaaf via de koppeling en het huis naar de trillingopnemer worden doorgegeven. De trillingopnemer blijft derhalve in de bescherming van het huis hetgeen de 30 robuustheid van de inrichting ten goede komt.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de inrichting een spuitmiddelreservoir dat verwisselbaar in het huis is aangebracht teneinde onderhoud aan de inrichting 7 eenvoudig te maken. Wanneer de voorraad smeermiddel leeg dreigt te geraken kan hierdoor bovendien op efficiënte wijze zonder al te veel handelingen de voorraad vernieuwd worden.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat de 5 inrichting een op de besturingsmiddelen aangesloten temperatuursensor die een voor de omgevingstemperatuur representatief temperatuursignaal afgeeft, waarbij de besturingsmiddelen zijn ingericht om alleen bij een temperatuur boven een vooraf opgeslagen minimumtemperatuur 10 de spoorstaaf te smeren. Bij lagere temperaturen is het raadzaam geen smering toe te passen. Bijvoorbeeld bij ondergesneeuwd spoor of bij ijs blijft smeermiddel in veel gevallen niet op de bovenzijde van de spoorstaaf liggen, hetgeen tot vervuiling van de omgeving kan leiden.

15 In bijzonder voordelige uitvoering omvat de inrichting een spuiteenheid waarmee een voorafbepaalde smeermiddel dosering tussen 0,03 en 0,04 gr per m1 spoorstaaf, af te geven is. De aangebrachte hoeveelheden smeermiddel op zowel het binnen- als op het buitenbeen zijn daarmee zeer 20 gering. Bovendien is voor de smering van het binnenbeen in het algemeen minder dan de helft van de hoeveelheid smeermiddel voor het buitenbeen benodigd.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat een inrichting waarbij de besturingsmiddelen zijn ingericht voor 25 het op basis van het ontvangen signaal van de trillingopnemer bepalen van het aantal assen dat de spuitkop gepasseerd is en het telkens bij het passeren van een vooraf ingesteld aantal as-passages aanbrengen van smeermiddel in de vooraf bepaalde smeermiddeldosering.

30 Volgens een ander aspect van de uitvinding wordt een systeem verschaft omvattende een in een boogverband gerangschikte binnenste spoorstaaf en buitenste spoorstaaf alsmede de eerder genoemde inrichting, waarbij de inrichting I * __ 8 l gepositioneerd is nabij de binnenste spoorstaaf voor het aanbrengen van smeermiddel op het bovenoppervlak van de binnenste spoorstaaf.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het 5 systeem een tweede inrichting die is aangebracht nabij de buitenste spoorstaaf voor het tevens aanbrengen van smeermiddel op hoofdzakelijk het zijvlak van de buitenste spoorstaaf.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm omvat een 10 systeem, waarbij de spoorstaven onderdeel uitmaken van een wissel die verstelbaar is tussen rechtdoorstand en een af-buigstand, een detector is voorzien waarmee de stand en/of de beweging van de beweegbare tong van de wissel detecteerbaar is en de besturingsmiddelen zijn ingericht voor het alleen 15 smeren van de spoorstaven wanneer de wissel zich in de afbuigstand bevindt. Smering van de wissel in de rechtdoorstand is immers onnodig en zou een overbodige belasting van de omgeving opleveren.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een spuit-20 middelreservoir voor het smeren van een spoorwegstaaf in de genoemde inrichting, waarbij het reservoir een cilindrisch huis, een in het huis verplaatsbare zuiger, een smeermiddel-uitvoer via welke het smeermiddel onder invloed van de zuiger uit te voeren is en een fluïdumtoevoer voor het aanvoeren van 25 fluïdum waarmee de zuiger te verplaatsen is, omvat, waarbij in het huis smeermiddel is aangebracht.

Volgens een verder aspect van de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het smeren van een spoorstaaf, omvattende: 30 - het verschaffen van een naast een spoorstaaf te plaatsen een stationaire spuiteenheid, - het detecteren van de door een railvoertuig opgewekte trillingen in de spoorstaaf; * « 9 - het afgeven van een signaal dat representatief is voor een railvoertuig; - het op basis van het signaal van de trillingopnemer spuiten van smeermiddel op spoorstaaf; 5 - het afhankelijk van een vooraf ingesteld aantal door de trillingopnemer te detecteren as-passages direct op de bovenzijde van de spoorstaaf aanbrengen van smeermiddel in een smeermiddeldosering van tussen 0,6 gr en 0,1 gr.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onder-10 havige uitvinding zullen worden verduidelijkt aan de hand van de navolgende beschrijving van enige voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. In de beschrijving wordt verwezen naar de figuren, waarin tonen:

Figuur 1 toont een aanzicht in perspectief van een 15 eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 2a toont een aanzicht in perspectief van een tweede voorkeursuitvoeringsvorm;

Figuur 2b toont een aanzicht in perspectief van een derde voorkeursuitvoeringsvorm; 20 Figuren 3 en 4 tonen doorsneden door respectievelijk een binnenste spoorstaaf b± en een buitenste spoorstaaf bu;

Figuur 5 geeft een aanzicht in perspectief van het besturingshuis van de uitvoering van figuur 1;

Figuur 6 toont een gedetailleerd vooraanzicht in 25 perspectief van de spuitkopbehuizing van de uitvoeringsvorm van figuren 1 of 2, in gemonteerde toestand;

Figuur 7 toont een gedetailleerd achteraanzicht in perspectief van de spuitkopbehuizing van figuur 6, in geopende toestand; 30 Figuur 8 toont een schematisch diagram waarin de werking van het systeem nader uiteengezet wordt; en 1 1^-iri——1— π H~^—HlΙΙ—ΙΙΙΙΙΙ··ΙΙ I·__i r ,' « 10

Figuur 9 toont een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding welke is toegepast op het binnenbeen van een wissel.

Figuur 1 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van het 5 spoorstaafsysteem 1 volgens de uitvinding. De spoorstaven zijn geschikt voor het transporteren van railvoertuigen, waaronder onder meer begrepen wordt metrovoertuigen, treinen, trams, en soortgelijke voertuigen voor transport per rail.

Het systeem 1 omvat een eerste stalen besturingshuis 2 10 voorzien van een waterdichte en afsluitbare deur. Deze kan staand of liggend met behulp van een paal 3 aan de ondergrond of aan een muur worden aangebracht. In het huis is een voorraad smeermiddel opgeslagen dat via een vanaf het besturingshuis 2 lopende kunststof leiding 4 naar een met behulp van 15 een klemelement 6 aan de binnenste spoorstaaf b* aangebracht spuitkophuis 5 te voeren is. De leiding 4 omvat een smeer-middelleiding waarlangs het smeermiddelen getransporteerd wordt, een aandrijfgasleiding, een elektrische kabel naar een in het huis 5 voorziene magneetklep en een coaxkabel naar een 20 trillingopnemer, zoals later uiteengezet wordt.

Het spuitkophuis 5 is met behulp van het klemelement 6 zodanig star verbonden met de spoorstaaf, dat trillingen in de spoorstaaf worden doorgegeven naar het huis 5 en naar de in het huis 5 aangebrachte trillingopnemer. Andere starre 25 koppelingen zijn echter eveneens mogelijk, bijvoorbeeld in uitvoeringen waarin de behuizing 5 aan een ligger 1 van de spoorbaan is bevestigd. De behuizing 5 is tussen het buitenbeen bu en het binnenbeen bi van de spoorbaan gepositioneerd en wel zodanig dat een in het huis voorziene spuitmond 26 30 gericht is naar de binnenste spoorstaaf bi- Met behulp van de spuitmond 26 kan op hierna beschreven wijze telkens een juiste dosering smeermiddel op de binnenste spoorstaaf bA aangebracht worden.

<* I

11 »

In figuur 2a is een alternatieve uitvoering weergegeven, waarin het systeem 1 is uitgebreid met een tweede systeem voor het smeren van de buitenste spoorstaaf. Het tweede systeem omvat een van een spuitkop voorzien huis 15 5 waarmee de buitenste spoorstaaf bu te smeren is. In de in figuur 2a weergeven uitvoering wordt het buitenbeen met hetzelfde smeermiddel gesmeerd als het binnenbeen. In de meeste gevallen heeft het echter de voorkeur om voor het buitenbeen een ander smeermiddel toe te passen dan voor het 10 binnenbeen. In deze gevallen kan het systeem de in figuur 2b weergegeven uitvoering, waarin het binnenbeen en buitenbeen elk zijn voorzien van een eigen smeersysteem.

Om tot een optimale reductie van geluid te kunnen komen, is het belangrijk het smeermiddel ten behoeve van 15 zowel het binnen- als het buitenbeen precies op de aanrij dplaatsen van de wielflens op de respectievelijke spoorstaaf bi,bu aan te brengen. Deze aanrijdplaatsen zijn als gevolg van een sinusloop van de wielstellen verschillend voor het binnen- en buitenbeen en dienen van te voren voor ieder 20 geval apart bepaald te worden.

In de in figuur 2 weergegeven toestand verschilt de locatie voor het aanbrengen van smeermiddel op het binnenbeen bi van de locatie van het aanbrengen van smeermiddel op het buitenbeen bu. De smeerlocatie voor het binnenbeen bevindt 25 zich in het gebied van het laatste aanrijdpunt vóór de boog en derhalve op korte afstand vóór het begin van de boog (waarbij de rijrichting van het railvoertuig in de figuur is aangegeven met P), terwijl de optimale smeerlocatie voor het buitenbeen zich in de boog bevindt. De in de figuur weer-30 gegeven smeerlocaties zijn voor de eenvoud tamelijk dicht bij elkaar getekend. In de praktijk is de afstand tussen beide smeerlocaties veelal groter gekozen.

12

Ook het deel van de spoorstaaf waarop het smeermiddel moet worden aangebracht is voor het binnen- en buitenbeen verschillend. Voor een vermindering van het "stick-slip"-effect bij het binnenbeen bA dient het smeermiddel aan de 5 bovenzijde oftewel het loopvlak van de spoorstaaf b± te worden aangebracht. Dit is weergegeven in de doorsnede van figuur 3. De spoorstaaf bA omvat een voet 16, een spoorstaaf kop 18 en een daartussen liggend verbindingsdeel 17. De spoorstaafkop 18 heeft een rechtopstaand binnenoppervlak 20 10 en een bovenste oppervlak of loopvlak 19. Het smeermiddel (s) wordt door de hierna te noemen te beschrijven spuitmond op het bovenoppervlak 19 van de spoorstaaf b* aangebracht.

Zoals eerder is vermeld dient voor een optimale smering van het binnenbeen b* het smeermiddel zeer zorgvuldig 15 op de bovenkant radius van de spoorstaafkop te worden opgebracht. In dit geval wordt het smeermiddel op de meest effectieve manier door de wielflens van het wiel meegenomen en op de contactoppervlakken met de spoorstaaf achtergelaten.

Voor een optimale geluidsreductie ter plaatse van het 20 buitenbeen bu dient het smeermiddel (s) echter te worden aangebracht ter plaatse van de overgang 22 tussen het verticale oppervlak 20 en het in hoofdzaak horizontale loopvlak 19 van de spoorstaaf. Hierdoor wordt het smeermiddel door de wielflens van het wiel meegenomen en op de contactvlakken van het 25 wiel en de spoorstaaf achtergelaten. Deze situatie is weergegeven in de doorsnede van figuur 4. Door op deze wijze het smeermiddel op het buitenbeen bu aan te brengen komt er een dunne film van smeermiddel zowel op het opstaande deel 20 als op het liggende deel 19 van de spoorstaaf terecht hetgeen 30 althans voor het buitenbeen een optimale smering teweegbrengt .

Voorts zij opgemerkt dat voor smering van het binnenbeen bx en het buitenbeen bu de toepassing van verschillende / 13 smeermiddelen de voorkeur heeft. Voor het smeren van het buitenbeen wordt een smeermiddel zoals vet toegepast waarmee de spoorstaaf voornamelijk vetter wordt gemaakt, terwijl voor het binnenbeen een smeermiddel wordt toegepast dat het 5 tractie- en remvermogen van het railvoertuig (nagenoeg) niet nadelig beïnvloedt. Een dergelijk smeermiddel wordt in het vakgebied ook wel frietieverbeteraar genoemd of met de Engelse term "friction modifier" aangeduid.

Figuur 5 toont een spuitkopbehuizing 5 welke met 10 behulp van de eerdergenoemde klemeenheid 6 aan de voet 16 van een spoorstaaf bevestigbaar is. De klem omvat een beugel 30 waarin een tweetal openingen (niet weergegeven) zijn aangebracht. Dergelijke openingen zijn eveneens aangebracht in twee klemdelen 31 welke zodanig zijn voorzien van uitsteek-15 seis 32 dat een aan de voet 16 voorziene rand 34 van de spoorstaaf daaronder vast te klemmen is. Het vastklemmen geschiedt met een schroefbout 33. Aan de binnenzijde van de spoorstaaf bi,bu is voorts met behulp van schroeven 29 aan de spuitkopbehuizing 5 een smeermiddelopvangbak 28 voorzien. De 20 opvangbak 28 vangt overtollig smeermiddel op en voorkomt dat dit in de omgeving (de bodem) terechtkomt.

De getoonde starre koppeling van de spuitkopbehuizing 5 aan de spoorstaaf zorgt ervoor, zoals eerder vermeld is, dat door een aankomend railvoertuig veroorzaakte trillingen 25 in de spoorstaaf direct via de beugel 30 aan de behuizing 5 en de in de behuizing aangebrachte piëzo-elektrische trilling-opnemer 45 worden doorgegeven.

Het besturingshuis 2 en het de spuitkophuis 5 zijn, zoals in figuren 1 en 2 is getoond met behulp van een slang 4 30 voor het geval van het alleen smeren van het binnenbeen of slangen 4,8 voor het geval van zowel het smeren van het binnen- en buitenbeen met elkaar verbonden. In het geval van smering van het buitenbeen is een verdeeleenheid 7 voorzien,

_____A

f 14 ' · waarmee een vanuit de kast aangevoerde hoeveelheid smeermiddel over het resulterende deel van leiding 4 of leiding 8 te verdelen is. Zoals eerder beschreven is, bevinden zich in de slangen 4,8 een smeermiddel slang waarmee smeermiddel aan 5 te voeren is, een aandrijfgasslang (vaak een stikstofslang) waarmee een onder overdruk staand aandrijfgas aan te voeren is, een elektrische kabel voor voeding van de drieweg magneetklep 43 (figuur 7) en een elektrische leiding naar de trillingopnemer 45.

10 In de in figuur 5 weergegeven uitvoering is in het huis 2 een verwisselbare smeermiddelcilinder 46 aangebracht, een verwisselbare stikstof-gascilinder 47, een besturingseenheid 48, een voeding in de vorm van een (bij voorkeur 9 V alkaline) accu 49 en een reduceerklep 50 aangebracht. In het 15 spuitkophuis 5 (en 15) is een spuitpistool 40, een magneetklep 43, en een trillingopnemer 45 aangebracht. Het spuitpistool is aangesloten op de eerder genoemde slang 4,8, waarbij het vanaf de vetcilinder 46 afkomstige smeermiddel via een leiding 51 het pistool 40 in wordt geleid. Het 20 pistool 40 kan op nader beschreven wijze gedoseerde hoeveelheden smeermiddel via leiding 42 naar de spuitmond 26 voeren. De bediening van het spuitpistool vindt plaats onder invloed van het via de genoemde leiding 4,8 en leiding 41,42 aangevoerde stikstofgas. Onder invloed van het stikstofgas kan 25 het aangevoerde smeermiddel met grote kracht via leiding 43 de spuitmond 26 verlaten.

De werking van het systeem zal worden verduidelijkt aan de hand van het schematische diagram van figuur 8. De druk van het stikstofgas in de stifstof-gascilinder 47 wordt 30 via een reduceerklep 61 en een terugslagklep 54 via een gastoe voer open ing 58 in de vetcilinder 46 overgebracht op een in de vetcilinder 46 verplaatsbaar aangebrachte zuiger 53. Als gevolg van de gasdruk van het zich in de getekende uitvoering 15 aan de bovenzijde van de vetcilinder 46 bevindende stikstof-gas, welke gasdruk via de neerwaartse richting (P2) verplaatsbare zuiger 53 worden overgebracht op het smeermiddel (s) aan de onderzijde van de vetcilinder 46, wordt het smeer-5 middel via de smeermiddeluitvoer 49 in de vetcilinder 46 en de leidingen 4,8 respectievelijk 51 naar het spuitpistool 40 gebracht. Via de verbindingsslangen 4,8,51 oefent het smeermiddel aldus een constante druk uit op het spuitpistool 40.

De trillingopnemer 45, die in de figuur 6 weergegeven 10 uitvoering vast bevestigd is aan het spuitkophuis 5, neemt de door een naderend railvoertuig veroorzaakte trillingen in de spoorstaaf waar. Het uitvoersignaal van de trillingsopnemer 45 wordt via een leiding 60 in de leiding 4,8 naar de in de eerste behuizing 2 aangebrachte centrale besturingseenheid 48 15 gevoerd. Afhankelijk van het door de trillingopnemer 45 afgegeven signaal, bepaalt de centrale verwerkingseenheid 48 of er sprake is van een naderend railvoertuig en of een hoeveelheid smeermiddel op de betreffende spoorstaaf moet worden aangebracht. De centrale besturingseenheid 48 activeert het 20 spuitpistool 40 door via een elektrische leiding 52 een drie-wegklep 43 te bedienen. Wanneer de driewegventiel 43 wordt geopend stroomt stikstofgas via de stikstof-gascilinder 47, de reduceerklep 50, en de gas-aanvoerleidingen 41,42 naar het spuitpistool 40. Het spuitpistool 40 omvat een zuiger welke 25 door middel van het aangevoerde aandrijfgas, in dit geval het via leiding 42 binnenstromende stikstofgas, te bewegen is.

Bij afwezigheid van het gasdruk wordt de zuiger door middel van een (niet weergegeven) veer in de oorspronkelijke positie teruggebracht.

30 Kenmerkend wordt de magneetklep 43 telkens gedurende circa 0,25 seconden geopend om gedurende de genoemde periode het smeermiddel via leiding 61 en spuitmond 26 naar buiten te spuiten. Iedere keer dat de magneetklep 43 geopend is, zal ,' 16 aldus telkens een dosering van circa 0,2-0,4 gr smeermiddel uitgestoten worden (meer specifiek viermaal een druppel van respectievelijk 0,05 gr en 0,1 gr).

De spuitkop 26 is hierbij zodanig ten opzichte van de 5 bovenzijde radius van de spoorstaaf gepositioneerd dat het smeermiddel (s) nagenoeg in het midden van de radius terechtkomt, zoals is weergegeven in figuren 3 en 5. Zoals in figuur 5 is weergegeven is de spuitkop 26 zodanig uitgevoerd dat er vier stralen smeermiddel in de richting van de spoorstaaf 10 worden gestuurd opdat vier druppels op een rij nagenoeg in het midden van de bovenzijde van de spoorstaaf (op de langsas daarvan) gepositioneerd worden, waardoor een juiste verdeling van het smeermiddel over de spoorstaaf verzekerd wordt.

De functie van de eerder in verband met de be-15 schrijving van figuur 8 genoemde reduceerklep 61 is om de gasdruk in de smeermiddelcilinder 46 en spuitpistool 40 te regelen. Een eerste manometer 61' geeft de gasdruk in de cilinder 47 aan. De andere manometer 61'' geeft de druk in de vetcilinder 46 en het spuitpistool 40 aan. Met een (niet-20 getoond) instelmechanisme is nu de drukreductie in te stellen. Hierdoor wordt het mogelijk gemaakt om de veelal zeer hoge druk binnen de gasfles (kenmerkend circa 200 bar) om te zetten in een werkdruk tussen 5 en 7 bar.

Teneinde de behuizing 5 op juiste wijze ten opzichte 25 van de bovenzijde van de spoorstaaf te positioneren, zijn hoogte-verstellingsmiddelen 70 voorzien, zoals is weergegeven in figuur 7.

Voorts is de smeermiddelcilinder 46 bij voorkeur zodanig uitgevoerd, dat deze eenvoudig en snel te vervangen 30 en eventueel na te vullen is. De smeermiddelcilinder 46 is hiertoe ondermeer voorzien van een terugslagklep 54 op de stikstofaanvoer 58 zodat voorkomen wordt dat stikstof uit de cilinder 46 wegstroomt wanneer de aansluiting met de stik- i! i I * 17 stoffles 47 wordt losgemaakt. De werkdruk in de cilinder 46 is circa 7 bar met een maximum van 10 bar. In de smeermiddel-cilinder 46 kan circa 7 tot 10 kg smeermiddel worden aangebracht, hetgeen voldoende is om onder normale omstandigheden 5 het systeem meer dan een jaar draaiende te houden zonder dat onderhoud daarvan of vervanging van de smeermiddelcilinder nodig is.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is in het huis 2 of het huis 5 een via leiding 63 met de besturings-10 eenheid 48 verbonden temperatuursensor 62 aangebracht. De temperatuursensor 62 geeft voor de buitentemperatuur een representatief temperatuursignaal af en geeft dit signaal door aan de centrale besturingseenheid 48. Deze vergelijkt de bepaalde temperatuur met een vooraf in het geheugen van de 15 eenheid 48 opgeslagen minimumwaarde. Wanneer de gemeten buitentemperatuur lager is dan de minimumwaarde (bijvoorbeeld -30 graden Celsius), schakelt de besturingseenheid 48 het systeem uit aangezien bij te lage temperaturen smering van de spoorstaven onvoldoende effect heeft en/of van de spoorstaaf 20 kan geraken hetgeen de vervuiling van de omgeving betekent. Wanneer de gedetecteerde temperatuur weer toeneemt tot boven de minimumtemperatuur, wordt het systeem wederom ingeschakeld.

In figuur 9 is een verdere voorkeursuitvoeringsvorm 25 van de uitvinding weergegeven. In deze uitvoering is het systeem toegepast op een wissel in de spoorbaan. Ook bij een wissel is immers sprake van zich boogvormig uitstrekkende spoorstaven met als gevolg dat ook bij wissels booggeluiden kunnen optreden. In de weergegeven situatie arriveert het 30 railvoertuig vanaf de linkerzijde en zal in de getekende stand van de beweegbare wisseltongen 72,73 naar rechts afgebogen worden. De binnenste spoorstaaf bA en de buitenste spoorstaaf bu vormen hiermee een spoorboog waarbij dezelfde 18 , · verschijnselen kunnen optreden als in verband met de in figuur 1 en 2 besproken spoorboog. Daarom is aan de binnenzijde van de binnenste spoorstaaf bA een van een spuitkop voorzien huis 5 aangebracht. Door nu bij het naderen van het 5 railvoertuig het binnenbeen bi van smeermiddel te voorzien, wordt het eerdergenoemde "stick-slip"-effect dat derhalve ook bij een dergelijke wissel kan optreden, vermeden.

Het moge duidelijk zijn dat wanneer de wissel omgezet is en het railvoertuig derhalve niet wordt afgebogen, maar 10 rechtdoor zal door rijden, geen booggeluid worden opgewekt en het derhalve geen zin heeft om smeermiddel op de spoorstaven aan te brengen. Om te voorkomen dat het systeem ook bij het naderen van een rechtdoorgaand railvoertuig de spoorstaven zou smeren, is in de getekende uitvoering een tongbewegings-15 detector 77 aangebracht. De detector is via leiding 76 verbonden met de centrale besturingseenheid 48. Afhankelijk van de stand van de wisseltong 73, en daarmee van de wisseltong 72, bepaalt de centrale besturingseenheid 48 of het railvoertuig rechtuit zal rijden (situatie A) of afgebogen zal 20 worden (situatie B). In situatie A zal de besturingseenheid 48 geen smeermiddel op de spoorstaven laten aanbrengen, terwijl in situatie B dat wel het geval is. Aldus wordt voorkomen dat ten onrechte smeermiddel op de spoorstaven terechtkomt, hetgeen een negatieve belasting van het milieu kan 25 veroorzaken.

De besturingseenheid 48 kan aan de hand van het door de trillingopnemer 45 afgegeven signaal bepalen hoeveel assen het systeem gepasseerd zijn. De besturingseenheid 48 is hierbij geprogrammeerd dat telkens bij passage van een vooraf-30 bepaald aantal assen, bijvoorbeeld 20 assen, een enkele dosering, bij voorkeur in totaal circa 0,4 gr, in vier druppels op de spoorbaan wordt gespoten. Uit proefnemingen is gebleken dat wanneer het aantal keren dat een dosering wordt

J

19 afgegeven, wordt verhoogd, terwijl de dosering zelf wordt verlaagd, dit eveneens tot goede of in sommige gevallen zelfs betere resultaten kan leiden. Wanneer bijvoorbeeld bij een aangepast aantal assen, bijvoorbeeld 10 assen, een dosering 5 van 0,2 gr wordt afgegeven (bijvoorbeeld in vier druppel van 0,05 gr), kan een soortgelijk effect teweeg worden gebracht. Het voordeel hiervan is dat de mate van vervuiling als gevolg van in de omgeving terechtkomend smeermiddel verder wordt verlaagd.

10 De bovengenoemde van het aantal passerende assen afhankelijke hoeveelheid smeermiddel zorgt voor een optimaal evenwicht tussen enerzijds het beperken van schade aan het milieu door overtollig smeermiddel en anderzijds zo hoog mogelijke geluidsreductie bij gelijkblijvende tractie- en 15 rem-eigenschappen.

Het moge duidelijk zijn dat de ideale hoeveelheid per dosering af te geven smeermiddel voorts afhankelijk is van de boogstraal van de spoorboog. Bij een scherpe bocht zal relatief veel smeermiddel moeten worden aangebracht, terwijl 20 bij een flauwe bocht met minder smeermiddel volstaan kan worden.

In de beschrijving is telkens verwezen naar smeermiddel als bedoeld werd het materiaal dat op de spoorstaven wordt aangebracht om de gewenste effecten, zoals vermindering 25 van de geluidemissie, beperking van de slijtage aan het spoor en de wielstellen, te bewerkstelligen. Het ligt binnen het bereik van de vakman om een voor dit doel geschikt smeermiddel te vinden. Hierbij dient rekening gehouden te worden met het feit dat smeermiddelen als gevolg van de smering geen 30 negatief effect mogen hebben op de tractie en het remvermogen van het railvoertuig. Daarom bevat het toegepaste smeermiddel voor smering van het binnenbeen bij voorkeur tevens een frictieverbeteraar, bijvoorbeeld in de vorm van een aluminium • « 20 component. Aan dergelijke smeermiddelen zijn zeer fijne aluminium deeltjes toegevoegd om tractie- en remslip tegen te gaan.

De uitvinding is niet beperkt tot de hierin 5 beschreven_voorkeursuitvoeringsvorm daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies, binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn.

1 0-2 7fcVt

Claims (20)

1. Inrichting voor het aanbrengen van smeermiddel op een spoorstaaf, omvattende: - een spuitmiddelreservoir waarin een vooraf bepaalde hoeveelheid spuitmiddel is op te slaan,- 5. een naast een spoorstaaf te plaatsen stationaire spuiteenheid, omvattende ten minste een op het spuitmiddelreservoir aansluitbare spuitkop voor het in de richting van de bovenzijde van de spoorstaaf spuiten van smeermiddel ,* 10. een trillingopnemer voor het detecteren van de door een railvoertuig opgewekte trillingen in de spoorstaaf en het afgeven van een signaal dat representatief is voor de aanwezigheid van een railvoertuig; - met de spuiteenheid en de trillingopnemer 15 gekoppelde besturingsmiddelen voor het afhankelijk van het signaal van de trillingopnemer aansturen van de spuiteenheid, met het kenmerk dat de besturingsmiddelen zijn ingericht voor het afhankelijk van een vooraf ingesteld aantal door de trillingopnemer te detecteren as-passages direct op de boven-20 zijde van de spoorstaaf aanbrengen van smeermiddel in een dosering van tussen 0,6 gr en 0,1 gr.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de dosering tussen 0,2 gr en 0,4 gr is.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de 25 spuitkop verscheidene spuitmonden, bij voorkeur vier spuitmonden, omvat voor het in verscheidene richtingen spuiten van het smeer-middel naar verschillende locaties op het spoor-staafbovenoppervlak.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, waarin het 30 spuitmiddelreservoir omvat: 1 Θ 278 94 ft 0 - een spuitmiddelhuis; - een in het spuitmiddelhuis verplaatsbare zuiger; - een op de spuitkop aansluitbare smeermiddeluitvoer; waarbij tussen de zuiger en de smeermiddeluitvoer smeermiddel 5 is aan te brengen en de zuiger aandrijfbaar is voor het onder invloed van de zuiger langs de smeermiddeluitvoer naar de spuitkop voeren van het smeermiddel.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarin de zuiger aandrijfbaar is met een elektromotor.

6. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij het huis voorzien is van een fluïdum-toevoeropening voor het toevoeren van een fluïdum waarmee de zuiger aandrijfbaar is.

7. Inrichting volgens conclusie 6, omvattende een fluïdumreservoir voor het onder overdruk bewaren van een 15 fluïdum, waarbij het fluïdumreservoir aansluitbaar is op de fluïdum-toevoeropening van het spuitmiddelreservoir voor het onder druk brengen van de zuiger.

8. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een huis waarin de spuitkop is aange- 20 bracht, waarbij het huis is voorzien van hoogte-verstel- middelen voor het variëren van de hoogte van de spuitkop ten opzichte van de spoorstaaf.

9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij in het huis de trillingopnemer is gerangschikt en het huis star te 25 koppelen is met de spoorstaaf voor het doorgeven van de trillingen in de spoorstaaf naar de trillingopnemer.

10. Inrichting volgens conclusie 8 of 9, waarbij het spuitmiddelreservoir verwisselbaar in het huis is aangebracht.

11. Inrichting volgens een van de voorgaande 30 conclusies, omvattende een op de besturingsmiddelen aangesloten temperatuursensor die een voor de omgevingstemperatuur representatief temperatuursignaal afgeeft, waarbij de besturingsmiddelen zijn ingericht om alleen bij een a ) temperatuur boven een vooraf opgeslagen minimumtemperatuur smeren van de spoorstaaf.

12. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarin de voorafbepaalde smeermiddeldosering 5 tussen 0,02 en 0,06 gr per m1 spoorstaaf, bij voorkeur tussen 0,03 gr en 0,04 gr per m1 spoorstaaf bedraagt.

13. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de besturingsmiddelen zijn ingericht voor het op basis van het ontvangen signaal van de trillingopnemer 10 bepalen van het aantal assen dat de spuitkop gepasseerd is en het telkens bij het passeren van een vooraf ingesteld aantal as-passages aanbrengen van smeermiddel in de vooraf bepaalde smeermiddeldosering.

14. Systeem omvattende een in een boogverband 15 gerangschikte binnenste spoorstaaf en buitenste spoorstaaf alsmede een inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de inrichting gepositioneerd is nabij de binnenste spoorstaaf voor het aanbrengen van smeermiddel op het bovenoppervlak van de binnenste spoorstaaf.

15. Systeem volgens conclusie 14, waarbij een tweede inrichting is aangebracht nabij de buitenste spoorstaaf voor het tevens aanbrengen van smeermiddel op hoofdzakelijk de zijkant van de buitenste spoorstaaf.

16. Systeem volgens conclusie 14 of 15, waarbij de 25 spoorstaven onderdeel uitmaken van een wissel die verstelbaar is tussen rechtdoorstand en een afbuigstand, een detector is voorzien waarmee de stand en/of de beweging van de beweegbare tong van de wissel detecteerbaar is en de besturingsmiddelen zijn ingericht voor het alleen smeren van de spoorstaven 30 wanneer de wissel zich in de afbuigstand bevindt.

17. Spuitmiddelreservoir voor het smeren van een spoorwegstaaf in een inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een cilindrisch huis, een in het huis 4 » verplaatsbare zuiger, een smeermiddeluitvoer via welke het smeermiddel onder invloed van de zuiger uit te voeren is en een fluïdumtoevoer voor het aanvoeren van fluïdum waarmee de zuiger te verplaatsen is, waarbij in het huis smeermiddel is 5 aangebracht.

18. Werkwijze voor het smeren van een spoorstaaf, omvattende: - het verschaffen van een naast een spoorstaaf te plaatsen een stationaire spuiteenheid, 10. het detecteren van de door een railvoertuig opgewekte trillingen in de spoorstaaf; - het afgeven van een signaal dat representatief is voor een railvoertuig; - het op basis van het signaal van de trillingopnemer 15 spuiten van smeermiddel op spoorstaaf, gekenmerkt door - het afhankelijk van een vooraf ingesteld aantal door de trillingopnemer te detecteren as-passages direct op de bovenzijde van de spoorstaaf aanbrengen van smeermiddel in een smeermiddeldosering van tussen 0,1 gr en 0,6 gr.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de dosering tussen 0,2 gr en 0,4 gr is.

20. Werkwijze volgens conclusie 18 of 19, waarin een inrichting of systeem volgens een van de conclusies 1-16 wordt toegepast. 11 0 27 8 94- J