NL2021010B1 - spoorweg detonator - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een spoorweg detonator voor het signaleren van treinmachinisten bij het naderen van een verderop in het spoor uitgevoerde werkzaamheden dan weleen gevaarlijke situatie. De detonator omvat een explosief welke voorzien is van een explosieve compositie; een ontsteker welke ingericht is om onder het gewicht van een over de detonator rijdende trein tot ontsteking te komen en de explosieve compositie tot exploderen te brengen, waarbij de explosie een luid auditief signaal voortbrengt voor het signaleren van de treinmachinist en/of de spoorwerkers; bevestigingsmiddelen welke ingericht zijn om het explosief aan een spoorstaaf te bevestigen, met het kenmerk, dat de bevestigingsmiddelen ingericht zijn om het explosief tussen een eerste rustpositie en een tweede geactiveerde bedrijfspositie te verplaatsen, waarbij het explosief in de rustpositie is weggenomen van de spoorstaaf en in de geactiveerde bedrijfspositie op de spoorstaaf is geplaatst, en waarbij de detonator verder omvat: een motoreenheid voor het verplaatsen van de bevestigingsmiddelen met het explosief tussen de eerste rustpositie en de tweede geactiveerde bedrijfspositie; een draadloze communicatieeenheid, welke ingericht is voor het draadloos ontvangen van een stuursignaal voor aansturen van de motoreenheid voor het overeenkomstig het stuursignaal tussen de eerste en tweede positie verplaatsen van het explosief.

Description

Θ 2021010 ©B1 OCTROOI (2?) Aanvraagnummer: 2021010 (22) Aanvraag ingediend: 29 mei 2018 (51) Int. Cl.:

B61L 23/06 (2018.01) B61L5/20 (2019.01) B61L

5/22 (2019.01) (30) Voorrang:

(2) Aanvraag ingeschreven:

december 2019 (43) Aanvraag gepubliceerd:

(73) Octrooihouder(s):

Dual Inventive Holding B.V. te OISTERWIJK (72) Uitvinder(s):

Henricus Maria Petrus Groenen te OISTERWIJK

Octrooi verleend:

december 2019 (74) Gemachtigde:

ir. J.M.G. Dohmen c.s. te Eindhoven (45) Octrooischrift uitgegeven:

december 2019 (54) spoorweg detonator (57) De uitvinding heeft betrekking op een spoorweg detonator voor het signaleren van treinmachinisten bij het naderen van een verderop in het spoor uitgevoerde werkzaamheden dan wel een gevaarlijke situatie. De detonator omvat een explosief welke voorzien is van een explosieve compositie; een ontsteker welke ingericht is om onder het gewicht van een over de detonator rijdende trein tot ontsteking te komen en de explosieve compositie tot exploderen te brengen, waarbij de explosie een luid auditief signaal voortbrengt voor het signaleren van de treinmachinist en/of de spoorwerkers; bevestigingsmiddelen welke ingericht zijn om het explosief aan een spoorstaaf te bevestigen, met het kenmerk, dat de bevestigingsmiddelen ingericht zijn om het explosief tussen een eerste rustpositie en een tweede geactiveerde bedrijfspositie te verplaatsen, waarbij het explosief in de rustpositie is weggenomen van de spoorstaaf en in de geactiveerde bedrijfspositie op de spoorstaaf is geplaatst, en waarbij de detonator verder omvat: een motoreenheid voor het verplaatsen van de bevestigingsmiddelen met het explosief tussen de eerste rustpositie en de tweede geactiveerde bedrijfspositie; een draadloze communicatie-eenheid, welke ingericht is voor het draadloos ontvangen van een stuursignaal voor aansturen van de motoreenheid voor het overeenkomstig het stuursignaal tussen de eerste en tweede positie verplaatsen van het explosief.

NLB1 2021010

Dit octrooi is verleend ongeacht het bijgevoegde resultaat van het onderzoek naar de stand van de techniek en schriftelijke opinie. Het octrooischrift komt overeen met de oorspronkelijk ingediende stukken.

Korte aanduiding: spoorweg detonator

Beschrijving

De uitvinding heeft betrekking op een spoorweg detonator voor het signaleren van treinmachinisten bij het naderen van een verderop in het spoor uitgevoerde werkzaamheden dan wel een gevaarlijke situatie.

In, op en om het spoor kunnen diverse vormen van signaleringsystemen voorzien zijn die machinisten en personen in of op het spoor waarschuwen voor bepaalde gevaarlijke of afwijkende situaties.

Een van de belangrijkste toepassingen van dergelijke signaleringsystemen is om spoorwerkers in het spoor, die op dat moment bijvoorbeeld regulier onderhoud uitvoeren aan een of meerdere secties van het spoor, te waarschuwen voor naderende treinen. De sectie waarin gewerkt wordt, maar veelal ook de daarop aansluitende secties, worden thans zodanig ingericht dat het voor treinen niet toegestaan is om de sectie te betreden ten tijde van het uitvoeren van de werkzaamheden. Dit kan op verschillende manieren worden uitgevoerd. Een bekend en veel toegepaste manier is om het sein aan het begin van de sectie op rood te zetten en op die manier binnengaan van de sectie te verbieden. Grote delen van het spoorwegnet zijn reeds uitgerust met moderne treinbeïnvloedingsystemen. Deze helpen de machinist alleen te ondersteunen bij het correct interpreteren van de seinen. Indien nodig, waarschuwen ze ook bij het overtreden van de voorgeschreven snelheden of verboden. Indien de machinist deze voorgeschreven snelheden overschrijdt of zich niet houdt aan een verbod van bijvoorbeeld een rood sein, dan zal het systeem ingrijpen en de trein automatisch afremmen dan wel tot stilstand brengen.

Een andere manier om de spoorwerkers veilig te stellen door te voorkomen dat treinen de sectie inrijden waar op dat moment de werkzaamheden worden uitgevoerd, is door een spoorbezetmelding te genereren. Binnen het treinbeveiligingsysteem (of rijwegbeveiliging dan wel interlocking) wordt geregeld dat er altijd per segment van het spoor slechts één trein aanwezig mag zijn. Binnen dit systeem worden zogenoemde vrije banen gedefinieerd, wat wil zeggen een deel van het een baanvak tussen spoorwegemplacementen zoals een station, of tussen wissels. Op deze vrije baan kan dor de trein niet van spoor worden gewisseld. Deze vrije baan wordt weer opgedeeld in blokken. Binnen het treinbeveiligingsysteem wordt geregeld dat er per blok slechts één trein is toegestaan. Zodra er in een blok een trein aanwezig is, dan zal een naderende trein een rood sein krijgen als signaal dat deze het blok niet mag binnenrijden. Indien er werkzaamheden binnen het blok worden uitgevoerd, wordt dus ten minste dat blok geblokkeerd door ofwel het sein op rood te zetten of door de aanwezigheid van een trein te simuleren.

Een andere belangrijke toepassing van een signaleringssysteem is om de treinmachinist te waarschuwen voor de naderende werkzaamheden of een naderende gevaarlijke situatie, bijvoorbeeld bij een ongeluk, schade aan het spoor of bij onbevoegde spoorbetreding. Binnen de hedendaagse moderne treinbeïnvloedingsystemen bestaan er diverse voorzieningen die de treinmachinist van informatie voorzien en die ook in kunnen grijpen in de besturen indien dat nodig wordt geacht. Hoewel dergelijke systemen velen voordelen kennen, heeft een dergelijk systeem ook haar nadelen. Zo zijn deze moderne systemen uiterst complex en afhankelijk van diverse (elektronische) voorzieningen. Bij kabelbreuken in de voedingslijnen of in de besturing kan er een situatie optreden waarin de treinbeïnvloeding niet of niet voldoende functioneert en waarop de veiligheid van spoorwerkers of de machinist en de treinpassagiers niet gegarandeerd kan worden.

Daarom wordt er in sommige situaties ook nog gebruik gemaakt van minder complexe signaleringsmiddelen, veelal in aanvulling op reeds bestaande signaleringssystemen zoals een modern treinbeïnvloedingsysteem. Een veelvuldig toegepast signaleringssysteem is de spoorweg detonator of ook wel torpedo genoemd. Een spoorweg detonator is een relatief klein explosief dat op het spoor geplaats kan worden. Wanneer een trein over het explosief rijdt, zal het tot ontploffing komen en een luid geluid produceren. Dat geluid dient als waarschuwing voor een machinist om aan te geven dat verderop in het spoor er werkzaamheden plaatsvinden of dat er een gevaarlijke situatie nadert. Tevens waarschuwt het de spoorwerkers verderop in het spoor dat er een trein aan komt en dat men zich uit de voeten moet maken.

Spoorweg detonators zijn bijzonder effectief omdat ze vanwege hun eenvoud bijzonder betrouwbaar zijn. Door gebruik kan de veiligheid van de spoorwerkers gegarandeerd worden often minste sterk worden verhoogd. Dit maakt dat de spoorweg detonators heden ten dage nog altijd gebruikt worden.

Heden ten dage wordt het spoor echter veel intensiever gebruikt. Daarom worden er ook andere eisen gesteld aan het uitvoeren van werkzaamheden aan het spoor. Waar vroeger voor lange tijd een deel van het spoor buitendienst kon worden gesteld, is dat met het huidige intensieve gebruik niet meer mogelijk of ten minste niet meer wenselijk. Vaak worden werkzaamheden daarom op mindere druk bereden momenten uitgevoerd. Dit betekent, dat veel werkzaamheden ‘s-nachts plaatsvinden en vaak over meerdere, aaneengesloten nachten worden verdeeld. Het nadeel aan het gebruik van de betrouwbare spoorweg detonator is echter dan deze dan voorafgaand aan de aanvang van de werkzaamheden aangebracht dienen te worden, en na afloop weer verwijderd. Als gevolg van de vele onderbrekingen in het uitvoeren van de werkzaamheden, zijn de spoorwerkers veel tijd kwijt met het veiligstellen van het spoor. Deze tijd gaat ten koste van de tijd die beschikbaar is voor het uitvoeren van de werkzaamheden. Deze zogenoemde bruto/netto werktijd verhouding is derhalve niet optimaal.

Het is dan ook een doel van de onderhavige uitvinding, om te voorzien in bedrijfszeker signaleringssysteem dat een verbeterde bruto/netto werktijd verhouding kent.

De uitvinding beoogt in bovengenoemde behoefte te voorzien en overeenkomstig de uitvinding wordt in een eerste aspect van de uitvinding spoorweg detonator voor het signaleren van een treinmachinist en/of spoorwerkers bij het uitvoeren van werkzaamheden aan het spoor. De detonator omvat:

een explosief welke voorzien is van een explosieve compositie;

een ontsteker welke ingericht is om onder het gewicht van een over de detonator rijdende trein tot ontsteking te komen en de explosieve compositie tot exploderen te brengen, waarbij de explosie een luid auditief signaal voortbrengt voor het signaleren van de treinmachinist en/of de spoorwerkers;

bevestigingsmiddelen welke ingericht zijn om het explosief aan een spoorstaaf te bevestigen, met het kenmerk, dat de bevestigingsmiddelen ingericht zijn om het explosief tussen een eerste rustpositie en een tweede geactiveerde bedrijfspositie te verplaatsen, waarbij het explosief in de rustpositie is weggenomen van de spoorstaaf en in de geactiveerde bedrijfspositie op de spoorstaaf is geplaats, en waarbij de detonator verder omvat:

een motoreenheid voor het verplaatsen van de bevestigingsmiddelen met het explosief tussen de eerste rustpositie en de tweede geactiveerde bedrijfspositie;

een draadloze communicatie-eenheid, welke ingericht is voor het draadloos ontvangen van een stuursignaal voor aansturen van de motoreenheid voor het overeenkomstig het stuursignaal tussen de eerste en tweede positie verplaatsen van het explosief.

De spoorweg detonator is geschikt voor het signaleren van een treinmachinist maar ook voor het signaleren van spoorwerkers. Onder signaleren dient in het kader van de uitvinding worden verstaan, het waarschuwen, of alarmeren dat hij/zij, in het geval van een machinist, een gevaarlijke situatie, of in het geval van spoorwerkers, zij gewaarschuwd worden dat er een trein nadert.

De spoorweg detonator bestaat uit een behuizing en bevestigingsmiddelen waarmee de behuizing aan het spoor wordt bevestigd. Een bekende spoorweg detonator omvat veelal bevestigingsmiddelen die zijn uitgevoerd als een tweetal loden strips die aan weerszijden om een spoorstaal kunnen worden gevouwen.

De behuizing van de spoorweg detonator omvat een explosieve compositie die tot explosie komt bij het passeren van de trein. De compositie omvat bijvoorbeeld kaliumchloride en zwavel. De explosie wordt geïnitieerd door een grote druk op de behuizing en veelal niet door een hoge energetische impact zoals dat vaak bij andere explosieven het geval is. Dit maakt, dat de kans op een ongewenste explosie klein is. Daardoor is vervoer relatief veilig en hoeven er geen tot weinig voorzorgsmaatregelen te worden getroffen.

De bevestigingsmiddelen van de spoorweg detonator volgens een eerste aspect van de uitvinding zijn ingericht om het explosief aan een spoorstaaf te plaatsen. Onder het plaatsen dient in het kader van deze uitvinding verstaat te worden, dat het explosief zowel op de spoorstaaf kan worden geplaatst, maar daar ook van kan worden verwijderd. De laatstgenoemde situatie betreft een rustpositie waarin de wielen van de trein het explosief niet raken en het explosief dus niet tot ontploffing kan komen. De eerstgenoemde situatie waarin het explosief op de spoorstaaf wordt geplaatst, betreft de geactiveerde bedrijfstoestand of bedrijfspositie. In deze bedrijfspositie is het explosief scherp gesteld en zal het tot ontploffing komen bij het passeren van de trein. De ontploffing zal een luide knal tot gevolg hebben, welke dienstdoet als een auditief (waarschuwings)signaal aan de machinist en/of de spoorwerkers.

Kenmerkend voor de detonator volgens de uitvinding is dat deze voorzien is van een motor die de bevestigingsmiddelen aan kunnen drijven en verplaatsen tussen de twee posities om zo het explosief scherp te stellen of naar een rustpositie te brengen. De motor kan worden bekrachtigd overeenkomstig een stuursignaal dat door een draadloze communicatie-eenheid wordt ontvangen. Deze draadloze communicatie-eenheid is bij voorkeur ingericht om het stuursignaal over een openbaar telecommunicatie te ontvangen. Voordeel hiervan is, dat dergelijke netwerken niet alleen een zeer goede dekking hebben, maar ook zeer robuust zijn. Dit geeft een hoge mate van bedrijfszekerheid.

Doordat de detonator voorzien is van een beweegbaar explosief dat met een motor op afstand kan worden aangestuurd, wordt het mogelijk om de detonator op afstand scherp te stellen. Dit op afstand activeren en deactiveren heeft tot voordeel dat de bruto/netto onderhoudstijd van de spoorwerkers aanzienlijk verbeterd wordt wanneer de onderhoudswerkzaamheden een of meerdere keren onderbroken worden. Conventionele detonatoren vereisen dat een van de spoorwerkers de detonator plaats, en daarmee activeert, en aan het einde van de werkzaamheden weer verwijderd, en daarmee deactiveert.

Een bijkomend voordeel is dat de bedrijfszekerheid ook wordt verhoogd omdat de detonator bij voorkeur voorzien is van middelen om de status door te geven aan een externe beheerserver. Deze status heeft betrekking op de stand van de bevestigingsmiddelen en daarmee de positie van het explosief. Door deze terugkoppeling kan de veiligheid van het apparaat verder verhoogd worden.

De veiligheid van het apparaat wordt verder verhoogd door toepassing van een failsafe regeling. Dat wil zeggen, dat de detonator ingericht is om bij fouten of bij een storing de veiligheid van het systeem niet in het geding komt. In het geval van de onderhavige detonator kan dit uitgevoerd zijn door bijvoorbeeld enkel de detonator in gedeactiveerde toestand te kunnen plaatsen indien er met zekerheid kan worden vastgesteld dat deze toestand ook bereikt wordt. Dit kan worden gerealiseerd door de motorbesturing in te richten met een statussignaal dat kan worden teruggekoppeld aan de beheerserver. Pas wanneer een status en/of een statusverandering wordt ontvangen, kan worden vastgesteld dat de motor het explosief ook echt in die gekozen positie heeft geplaatst of dat deze hiernaartoe verplaatst is. Bij voorkeur wordt deze bewaking en terugkoppeling meervoudig uitgevoerd, en meer bij voorkeur meervoudig en geïnverteerd bewaakt. Dat wil zeggen, dat er twee controle signalen worden gecommuniceerd die ofwel beide dezelfde status moeten communiceren alvorens kan worden vastgesteld dat deze status ook correct is, ofwel dat deze geïnverteerd meervoudig zijn, wat wil zeggen dat er pas kan worden vastgesteld dat de status correct is indien de ontvangen status signalen elkaar inverse zijn.

De veiligheid kan ook worden verhoogd doordat de detonator bij voorkeur voldoet aan een Safety Integrity Level, SIL 1,2, 3, maar bij meest bij voorkeur niveau 4. Dergelijke veiligheidsniveau ’s kunnen onder andere behaald worden doordat er redundantie wordt toegepast op een of meerdere aspecten. Zo kan de motor en motorbesturing redundant zijn uitgevoerd, maar dat kan ook gelden voor de draadloze communicatie-eenheid. De redundantie kan op meerdere manieren worden toegepast. Bijvoorbeeld in een master-slave configuratie waarin de slave de master controleert, of waarin de slave het van de master overneemt indien deze defect raakt. Ook kan er sprake zijn van een meerderheidsbeslissing waarbij er ten minste drie parallelle eenheden zijn opgenomen en waarbij de meerderheid van de uitkomst van de eenheden doorslaggevend is.

In een voorbeeld is het explosief bevestigd op een plaat, welke plaat met een arm aan de motoreenheid is bevestigd, en waarbij de motoreenheid ingericht is om de plaat met het explosief tussen de eerste en tweede positie te verplaatsen.

Bij voorkeur bestaat de detonator uit twee delen, een eerste deel dat in een afgesloten behuizing is opgenomen en waarin de motor, motor besturing en de draadloze communicatie-eenheid is opgenomen, en een tweede deel dat het explosief ondersteund. Dit tweede deel is bij voorkeur voorzien van een plaat waarop aan de bovenzijde het explosief bevestigd is. Deze plaat is met een arm aan de motor in het eerste deel bevestigd. Zodoende kan het eerste deel weg worden gehouden van de bovenzijde van de spoorstaaf, zijnde dat deel wat in contact staat met de wielen van de passerende treinen. Het tweede deel kan door de motor in het eerste deel geactiveerd worden en gedeactiveerd worden, wat wil zeggen dat het tussen een eerste en een tweede positie verplaatsbaar is.

In een voorbeeld zijn de motoreenheid en de draadloze communicatie-eenheid in een besturingsbehuizing opgenomen en waarbij de besturingsbehuizing ingericht is voor plaatsing op de voet van de spoorstaaf.

Het tweede huisdeel van de detonator is zodanig ontworpen dat deze aan of nabij de voet van de spoorstaaf bevestigd kan worden en bij voorkeur aan de buitenzijde van het spoor. Dit heeft als voordeel dat de detonator niet geraakt kan worden door de wielen van de trein en zodoende de kans op schade aan de detonator door de trein wordt geminimaliseerd.

In een voorbeeld zijn de motoreenheid en de draadloze communicatie-eenheid in een besturingsbehuizing opgenomen en waarbij de besturingsbehuizing ingericht is voor plaatsing in de ziel tussen de kop en de voet van de spoorstaaf.

De communicatie-eenheid is bij voorkeur in de behuizing opgenomen. Als alternatief kan deze ook in een afzonderlijke behuizing zijn opgenomen die zich op enige afstand bevindt van de detonator. Dit heeft als voordeel dat de communicatieeenheid bijvoorbeeld op een afstand van enkele meters buiten de risicovolle of onveilige zone kan worden geplaatst. Ook is het mogelijk om de communicatieeenheid te integreren met een ander onderdeel van de spoorinfra. Zo kan deze bijvoorbeeld in een relaishuis of dergelijke zijn opgenomen. Dit heeft als voordeel dat hier veelal reeds voeding beschikbaar is, en veelal is communicatie naar externe beheer servers vanaf dergelijke locaties eenvoudig of zijn dergelijke maatregelen aldaar reeds voorzien.

Bij voorkeur wordt de behuizing aan de zijkant voorzien van koppelmiddelen zoals een of meerdere magneten om de behuizing aan de spoorstaaf te bevestigen ter plekke van het smalle hals deel van de spoorstaaf tussen de kop en de voet daarvan.

In een voorbeeld zijn de motoreenheid en de draadloze communicatie-eenheid in een besturingsbehuizing opgenomen, welke besturingsbehuizing voorzien is van magnetische verbindingselementen voor bevestiging aan de spoorstaaf.

Met de magnetische verbindingselementen, welke als permanente magneten of als elektromagneten kunnen zijn uitgevoerd, wordt bevestiging vereenvoudigd.

In een voorbeeld omvat de draadloze communicatie-eenheid verder positietioneringsmiddelen voor het bepalen van de geografische positie van de spoorweg detonator, welke in het bijzonder een GPS-module omvatten.

Door gebruik van een GPS-module kan de geografische positie van de detonator zeer nauwkeurig worden vastgesteld. Dit heeft als voordeel dat enerzijds diefstal kan worden waargenomen en de detonator eenvoudig kan worden teruggevonden.

In een voorbeeld omvat de draadloze communicatie-eenheid verder detectiemiddelen voor het detecteren van de eerste of tweede positie van het explosief, en het communiceren van deze positie naar een op afstand gelegen beheerserver.

Met de detectiemiddelen kan vastgesteld worden wat de actuele status is van de bevestigingsmiddelen en daarmee of het explosief geactiveerd is of niet. Middels deze detectiemiddelen en tweezijdige communicatie kan na het aansturen een terugkoppeling worden verschaft waarmee de bedrijfszekerheid van het systeem verhoogd wordt.

In een voorbeeld omvat de detonator verder een accu, welke ingericht is voor voeden van de motoreenheid en de draadloze communicatie-eenheid.

Door toepassing van een accu zal het systeem mobiel inzetbaar zijn en is positionering niet meer afhankelijk van een externe voeding welke veelal enkel beschikbaar is nabij schakelhuisjes, spoorwegovergangen of seinen.

In een voorbeeld omvat de detonator verder een laad-eenheid, welke ingericht is voor het opladen van de accu en welke bij voorkeur ingericht is om aangesloten te worden op extern zonnepaneel voor het op basis van zonlicht opladen van de accu.

Met een laadeenheid en een koppeling voor een zonnepaneel, wordt het mogelijk om de detonator voor langere tijd in gebruik te nemen dan normaal het geval zou zijn indien de detonator zou kunnen beschikken over de capaciteit van een enkele accu.

In een voorbeeld is de draadloze communicatie-eenheid ingericht voor een draadloze mobiele communicatie over een cellulair mobiel netwerk, in het bijzonder een 2G GSM, 2,5G GPRS of EDGE, 3G UMTS, HSDPA of LTE, 4G LTE Advanced, 5G, GSM-R of FRMRS netwerk.

Bij voorkeur vindt de draadloze communicatie plaats over een cellulair en bij voorkeur openbaar mobiel (telecommunicatie)netwerk. Dit kan een conventioneel netwerk zijn UMTS, LTE of LTE Advanced, maar ook een rail specifiek netwerk zoals GSM-R of toekomstig FRMCS of soortgelijk netwerk.

In een voorbeeld is de draadloze communicatie-eenheid redundant uitgevoerd en ingericht voor het opzetten van ten minste twee simultane draadloze verbindingen.

In een voorbeeld worden de ten minste twee simultane draadloze verbindingen opgezet over verschillende cellulaire mobiele netwerken.

In een voorbeeld zijn de draadloze communicatiemiddelen redundant uitgevoerd en ingericht voor het opzetten van ten minste twee simultane draadloze verbindingen met de op afstand gelegen communicatie inrichting, bijvoorbeeld in de beheerserver. In het bijzonder worden de ten minste twee simultane draadloze verbindingen opgezet over verschillende cellulaire mobiele netwerken.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van figuren. Daarin toont:

Figuur 1 een spoorweg detonator volgens de uitvinding voor gebruik in railinfrastructuur welke zich in gedeactiveerde toestand bevindt;

Figuur 2 een spoorweg detonator volgens de uitvinding voor gebruik in railinfrastructuur welke zich in geactiveerde toestand bevindt.

Voor een beter begrip van de uitvinding zal in de navolgende figuurbeschrijving de overeenkomende onderdelen met identieke referentiecijfers worden aangeduid.

Rail detonatoren zijn explosieven die gebruikt worden in het spoor ten behoeve van het signaleren van een naderende trein voor mensen in, en op het spoor. Rail detonatoren behoren derhalve tot de categorie signaleringsmiddelen en werden in het verleden ook wel aangeduid als “fog signals” of “railway fog signals”. Hun toepassing is uitsluitend gericht op het spoor. Dit komt, omdat enerzijds een explosie normaal gesproken als destructief middel, terwijl het in het spoor juist niet destructief moet zijn, maar enkel om te signaleren. Anderzijds, komt heeft dit te maken met het feit dat normaal gesproken een explosief gecontroleerd, op afstand, op een door een bediener gekozen moment tot ontploffing wordt gebracht. Bij de toepassing in het spoor is het echter zo, dat het de lokale trein betreft dit het explosief doet ontsteken.

Detonatoren vinden heden ten dage nog altijd toepassing, dit ondanks het feit dat ze al zeer lang worden toegepast, en er inmiddels ook diverse elektronische alternatieven voorhanden zijn. Zeker in bepaalde situaties zoals bij slecht weer wordt er nog gebruik gemaakt van de uiterst betrouwbare detonatoren, hoewel dat gebruik tegenwoordig veelal een aanvulling zal betreffen op reeds bestaande signaleringssystemen zoals bij een modern treinbeïnvloedingsysteem.

Omdat het spoor heden ten dage steeds intensiever gebruikt wordt, wordt het steeds belangrijker om de werkzaamheden aan het spoor zodanig in de plannen dat de reguliere dienstregeling daar zo min mogelijk hinder van ondervindt. Dit betekent in de praktijk veelal dat onderhoud opgedeeld wordt in tijdsblokken die ingepland worden over verschillende dagen en tijden tussen de reguliere dienstregeling in.

Het beperkte tijdsvenster waarin de werkzaamheden kunnen worden uitgevoerd wordt de bruto werktijd genoemd en kan ook wel gedefinieerd worden als de tijd die een aannemer beschikbaar wordt gesteld en waarin de spoordienstleider het spoor buiten dienst stelt, dan wel waarin deze de aannemer in staat stelt voor deze tijd het spoor zelf buiten dienst te stellen.

De aannemer of spoorwerker kan echter niet de gehele beschikbare bruto werktijd gebruiken om aan het spoor te werken omdat er kostbare tijd verloren gaat bij het installeren en configureren van de diverse veiligheidsmaatregelen. Bij het gebruik van een detonator, betekent dit, dat een spoorwerker bij aanvang van ieder tijdsblok voor onderhoud de detonator moet gaan aanbrengen en activeren. Aan het eind van het tijdsblok zal deze de detonator ook weer moeten gaan deactiveren en verwijderen. Mede hierdoor wordt de verhouding bruto tot netto werktijd voor de spoorwerkers al maar ongunstiger.

In figuur 1 wordt een spoorweg detonator 10 getoond volgens een eerste aspect van de uitvinding. Deze detonator heeft de eerdergenoemde nadelen niet. De detonator 10 is namelijk ingericht om op afstand geactiveerd en gedeactiveerd te worden. Daar waar figuur 1 de detonator 10 toont in een gedeactiveerde of niet geïnstalleerde toestand, toont figuur 2 dezelfde detonator 10 maar dan in een geactiveerde of geïnstalleerde toestand. Onder geactiveerd of geïnstalleerd, wordt in het kader van deze uitvinding bedoeld dat het bij voorkeur niet het explosief zelf is dat al dan niet geactiveerd of gedeactiveerd wordt, maar het explosief door de inrichting volgens de uitvinding van en naar een positie kan worden verplaatst waar deze al dan niet tot ontploffing kan worden gebracht. Immers, in figuur 1 kan een trein passeren zonder dat het explosief tot ontploffing komt, omdat deze zich niet op de spoorstaaf bevindt, terwijl in figuur 2 het explosief wel op de spoorstaaf is geplaatst, waardoor een passerende trein over het explosief zal rijden waarna het explosief tot ontploffing komt.

De detonator zoals getoond in de figuren 1 en 2 kenmerkt zich doordat deze voorzien is van een actieve aansturing. Deze aansturing is omsloten in een behuizing 12. Deze behuizing is voorzien van magneten of andere elementen waarmee deze bevestigd kan worden aan de spoorstaaf. Ondanks dat de behuizing ingericht is om aan beide zijden van de spoorstaaf 11 bevestigd te worden, wordt deze in de praktijk bevestigd aan de buitenzijde van het spoor. Zodoende kan de behuizing veiliggesteld worden voor de wielen van een passerende trein.

De actieve aansturing wordt gerealiseerd door een motoreenheid die omsloten is in de behuizing 12. Deze motor is bij voorkeur een stappenmotor omdat deze zowel energiezuinig is, hetgeen de mobiliteit van het apparaat vergroot, en ingericht is voor nauwkeurige hoek verplaatsingen. Dit laatste komt bijzonder van pas bij de detonator 10 volgens de uitvinding, omdat daarbij de motoreenheid een arm 13 of kruk aandrijft. Door activering van de motor wordt de kruk 13 geroteerd en daarmee ook de aan de kruk bevestigde plaat 15. Op deze plaat zitten een of twee explosieven 14a, 14b. Met het activeren van de motor kunnen deze daarmee heen en weer worden bewogen tussen de passieve toestand zoals getoond in figuur 1 en de actieve toestand zoals getoond in figuur 2. In de passieve toestand is de plaat 15 van de spoorstaaf 11 weg bewogen of gedraaid. In de actieve toestand bevindt de plaat 15 zich direct op of net boven de bovenzijde 11a van de spoorstaaf 11.

De motoreenheid voor het verplaatsen van de bevestigingsmiddelen 13, 15 met daarop de explosieven 14a, 14b, wordt aangestuurd door een regeleenheid die in verbinding staat met een draadloze communicatie-eenheid. Deze twee eenheden kunnen ofwel samen in een en dezelfde behuizing 12 zijn ondergebracht, maar dit is voor het toepassen van de uitvinding niet vereist. Het is ook mogelijk dat een deel, bij voorkeur de communicatie-eenheid, zich op enige afstand bevindt van de behuizing en dus van de spoorstaaf 11. In een voorbeeld kan deze communicatieeenheid in een afzonderlijke behuizing zijn ondergebracht die zich bevindt op enige afstand van de behuizing 12 van de detonator. In deze uitvoering zal de communicatie tussen de detonator en de communicatie-eenheid bi voorkeur bedraad zijn uitgevoerd, waarna de verdere communicatie vanaf de communicatie-eenheid bij voorkeur draadloos zal zijn. Het is echter ook mogelijk dat de communicatie-eenheid ondergebracht is in een bestaand deel van de railinfra. Bijvoorbeeld in een naburig relaishuis. Daar zal reeds voeding beschikbaar zijn en faciliteiten ten behoeve van de verdere communicatie over de rijwegbeveiliging of interlocking. In een voorbeeld is de communicatie-eenheid van de detonator daar ook voorzien van een interface om op deze interlocking aan te worden gesloten.

De communicatie-eenheid communiceert bij voorkeur over een draadloos, openbaar, cellulair mobiel netwerk met een centrale server. Het gebruikte mobiel netwerk is bij voorkeur een 2G GSM, 2,5G GPRS of EDGE, 3G UMTS, HSDPA of LTE, 4G LTE Advanced, GSM-R of FRMRS netwerk. De vakman zal begrijpen dat de communicatie-eenheid volgens de uitvinding niet beperkt is tot de voorgenoemde netwerken, maar dat deze tevens geschikt zal zijn voor toekomstige openbare of treinspecifieke telecommunicatienetwerken zoals 5G of verdere GSM-R of FRMRS standaarden.

Bij voorkeur is de communicatie-eenheid ingericht om meerdere gelijktijdige verbindingen met de centrale server op te zetten en bij voorkeur vindt dit plaats via verschillende netwerken. Dat maakt de verbinding bijzonder robuust en daarbij is de kans op fouten kleiner. Indien er een fout optreedt kan deze ook eenvoudig vastgesteld worden omdat dan de via verschillende communicatieverbindingen ontvangen opdrachten niet overeenkomen.

Claims (12)

1. CONCLUSIES

   1. Spoorweg detonator voor het signaleren van een treinmachinist en/of spoorwerkers bij het uitvoeren van werkzaamheden aan het spoor, de detonator omvattende:

   een explosief welke voorzien is van een explosieve compositie;

   een ontsteker welke ingericht is om onder het gewicht van een over de detonator rijdende trein tot ontsteking te komen en de explosieve compositie tot exploderen te brengen, waarbij de explosie een luid auditief signaal voortbrengt voor het signaleren van de treinmachinist en/of de spoorwerkers;

   bevestigingsmiddelen welke ingericht zijn om het explosief aan een spoorstaaf te bevestigen, met het kenmerk, dat de bevestigingsmiddelen ingericht zijn om het explosief tussen een eerste rustpositie en een tweede geactiveerde bedrijfspositie te verplaatsen, waarbij het explosief in de rustpositie is weggenomen van de spoorstaaf en in de geactiveerde bedrijfspositie op de spoorstaaf is geplaats, en waarbij de detonator verder omvat:

   een motoreenheid voor het verplaatsen van de bevestigingsmiddelen met het explosief tussen de eerste rustpositie en de tweede geactiveerde bedrijfspositie;

   een draadloze communicatie-eenheid, welke ingericht is voor het draadloos ontvangen van een stuursignaal voor aansturen van de motoreenheid voor het overeenkomstig het stuursignaal tussen de eerste en tweede positie verplaatsen van het explosief.
2. 2. Spoorweg detonator volgens conclusie 1, waarbij het explosief bevestigd is op een plaat, welke plaat met een arm aan de motoreenheid is bevestigd, en waarbij de motoreenheid ingericht is om de plaat met het explosief tussen de eerste en tweede positie te verplaatsen.
3. 3. Spoorweg detonator volgens conclusie 1 of 2, waarbij de motoreenheid en de draadloze communicatie-eenheid in een besturingsbehuizing zijn opgenomen en waarbij de besturingsbehuizing ingericht is voor plaatsing op de voet van de spoorstaaf.
4. 4. Spoorweg detonator volgens conclusie 1 of 2, waarbij de motoreenheid en de draadloze communicatie-eenheid in een besturingsbehuizing zijn opgenomen en waarbij de besturingsbehuizing ingericht is voor plaatsing in de hals tussen de kop en de voet van de spoorstaaf.
5. 5. Spoorweg detonator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de motoreenheid en de draadloze communicatie-eenheid in een besturingsbehuizing zijn opgenomen, welke besturingsbehuizing voorzien is van magnetische verbindingselementen voor bevestiging aan de spoorstaaf.
6. 6. Spoorweg detonator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de draadloze communicatie-eenheid verder positietioneringsmiddelen omvat voor het bepalen van de geografische positie van de spoorweg detonator, welke in het bijzonder een GPS module omvatten.
7. 7. Spoorweg detonator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de draadloze communicatie-eenheid verder detectiemiddelen omvat voor het detecteren van de eerste of tweede positie van het explosief, en het communiceren van deze positie naar een op afstand gelegen beheerserver.
8. 8. Spoorweg detonator volgens een van de voorgaande conclusies, verder omvattende een accu, welke ingericht is voor voeden van de motoreenheid en de draadloze communicatie-eenheid.
9. 9. Spoorweg detonator volgens conclusie 8, verder omvattende een laad-eenheid, welke ingericht is voor het opladen van de accu en welke bij voorkeur ingericht is om aangesloten te worden op extern zonnepaneel voor het op basis van zonlicht opladen van de accu.
10. 10. Spoorweg detonator volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de draadloze communicatie-eenheid ingericht is voor een draadloze mobiele communicatie over een cellulair mobiel netwerk, in het bijzonder een 2G GSM, 2,5G GPRS of EDGE, 3G UMTS, HSDPA of LTE, 4G LTE Advanced, GSM-R of FRMRS netwerk.
11. 11. Spoorwegsein volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de draadloze communicatie-eenheid redundant is uitgevoerd en ingericht is voor het opzetten van ten minste twee simultane draadloze verbindingen.
12. 12. Spoorweg detonator volgens conclusie 11, waarbij de ten minste twee simultane draadloze verbindingen opgezet worden over verschillende cellulaire mobiele netwerken.

    1/1