DE4141049C2 - Stationäre Anlage zum Schmieren von Schienen mit einer Steuerungsvorrichtung für einen Antriebsmotor einer Pumpe zur Förderung des Schmiermittels - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Schmieren von Schienen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Schmierung von Schienen wurden bereits mobile, d. h. auf Schienenfahr­ zeugen montierte Schmiervorrichtungen bekannt. So sind etwa bei einer Vorrichtung gemäß der DE 36 34 165 A1 nahe dem Radspurkranz des Schienenfahrzeuges Schmierdüsen angebracht. Die Schmierung erfolgt bei der bekannten Einrichtung jeweils abhängig von einer von der Lokomotive zurückzulegenden Streckeneinheit. Die Streckeneinheit kann durch eine sogenannte "Kurvenmeldeeinrichtung" abgewan­ delt werden. Die Auslösung einer Schmierstoffabgabe erfolgt dann nach korrekter Ausrichtung des Rades und der Düse auf die Schiene. Damit wird unabhängig vom Erfordernis, d. h. vom Auftreten von Quietschgeräuschen, ein Schmiervorgang ausge­ löst. Schmiermittelverschwendung und damit einhergehende Umweltbelastung sind damit unausbleiblich.

Die CH 6 70 427 beschreibt eine Schmiereinrichtung für Rillenschienen, wobei die Einrichtung auf dem Schienenfahrzeug montiert ist, also ebenfalls eine mobile Anlage. Als Schmiermittel dient dabei ein Pulvergemisch, das gegen die Vor­ derseite der Räder gerichtet wird. Am Fahrzeug vorgesehene Sensoren stehen mit dem Pulverförderer in Arbeitsverbindung. Der Sensor ist dabei elektromagnetischer oder elektronischer Bauart und bewirkt das Ein- und Ausschalten des Antriebsmotors des Pulverförderers je nach der Art der ausgestrahlten Schwingungen oder Wellen. Um welche Art von Schwingungen oder Wellen es sich dabei handelt, ist dem Doku­ ment nicht zu entnehmen. Das durch die Streudüse verteilte Streugut soll auf den Laufflächen der Schienen und den oberen Teilen der Wände der Schienenrillen Be­ schichtungen erzeugen, die reibungsmindernd wirken. Eine Bedarfsschmierung ist auch bei dieser Einrichtung nicht erzielt.

Unterschiedlich zum Vorerwähnten betrifft die Erfindung gattungsgemäß eine stationäre Anlage zum Schmieren von Schienen, insbes. in Gleisbögen. Bei stationären Schmieranlagen ist es aus der CH 6 35 282 bekannt, immer dann einen Schmiervorgang durchzführen, wenn ein Zug in den Kurvenbereich einfährt. Dazu wird gemäß dem letztgenannten Dokument ein Kurzschluß zwischen den Rädern und den Fahrzeugachsen erzeugt, der dafür be­ nutzt wird, ein elektromagnetisches Ventil auszulösen, das seinerseits dann den ei­ gentlichen Schmiervorgang auslöst. Für den Betrieb der bekannten Anlage ist ein Druckluftbehälter erforderlich, der entweder nach einer Leeerung als Ganzes ersetzt werden muß oder zumindest wieder befüllt werden muß. Weiteres entstehen in der bekannten Anlage Drücke, die für den Betrieb aus Sicherheitsgründen äußerst problematisch sind. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Auslösung eines Schmiervorganges nicht auf­ grund von Quietschgeräuschen, sondern jedesmal vor dem Passieren eines Schienen­ fahrzeuges.

Ähnlich wie die der CH 6 35 282 zu entnehmende Einrichtung arbeitet auch die durch die AT 3 84 791 bekanntgewordene Anlage. Auch bei dieser handelt es sich um eine stationäre Anlage, die durch Treibgas betrie­ ben wird. Das Schmiermittel wird dabei unmittelbar vor dem Passieren eines Schie­ nenfahrzeuges auf die Schiene "geschossen". Der Strahl durchsetzt dabei den Luft­ raum, so daß der Schmierstoffstrahl, noch bevor er auf die richtige Stelle der Schiene auftritt, durch Fahrtwind weggeblasen werden kann. Da unmittelbar vor dem Passie­ ren eines jeden Schienenfahrzeuges ein Schmierschuß ausgelöst wird, handelt es sich bei der bekannten Anlage ebenfalls um keine Bedarfsschmierung. Die Treibgasbehäl­ ter der bekannten Anlage stehen unter hohem Druck (ungefahr 50 bar), was aus Si­ cherheitsgründen, wie bereits im Zusammenhang mit der CH 6 35 282 erwähnt, problematisch ist. Ebenso müssen auch bei der aus der AT 3 84 791 bekannten Einrichtung, die Druckmittelbehälter nach Entleerung getauscht werden. Da die Druckmittelbehälter entsprechende Größe aufweisen müssen, gestaltet sich der Tausch jedenfalls schwie­ rig, insbesondere wenn solche Anlagen etwa zur Schmierung von Gleisanlagen von Straßenbahnen in Städten benutzt werden.

In der US-Patentschrift 48 56 617 ist eine Einrichtung zur Steuerung des An­ triebsmotors einer Pumpe zur Förderung von Schmiermittel zum Schmieren von Schienen beschrieben, bei der die Antriebsenergie für den Antriebsmotor von einem Akkumulator geliefert wird. Im Bereich der Schmierstelle sind Sensoren für die An­ wesenheit eines Zuges im Schmierbereich vorgesehen. Dieser Radsensor ist jeweils als eine Art Druckdose ausgebildet und zwischen dem Schienenfuß und dem Gleisbett an­ geordnet. Weiteres ist in der bekannten Anlage auch mindestens ein Zeitgeber für die Pumpenlaufzeit vorgesehen. Mit dem bekannten System wird vor allem versucht, das Schmiermittel abhängig von der Viskosität und der Energiequelle jeweils in richtiger Dosierung an die Schiene zu bringen. Hierzu ist bei jedem Schmiervorgang ein geson­ derter Testlauf vorgesehen, aufgrund dessen dann die richtige Pumpenlaufzeit vorgege­ ben wird. Da die aus der US-Patentschrift bekannte Anlage jedesmal bei Anwesenheit eines Zuges im Schmierbereich ausgelöst wird, ist eine Bedarfsschmierung nicht mög­ lich. Der Schmierzyklus wird vielmehr unabhängig davon, ob Quietschgeräusche auftreten oder nicht, durch die bloße Anwesenheit des Zuges und den Druck der Rä­ der auf die Schiene ausgelöst.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Steuereinrichtung der gattungsgemäßen Anlage so zu gestalten, daß Schmiermittel nur bei Bedarf, d. h. bei Auftreten von Quietschgeräuschen, abgegeben wird. Erreicht wird dies durch, die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale.

Bei Anwendung der erfindungsgemäß ausgebildeten Steuereinrichtung wird die Schmierung erst durch das Quietschgeräusch der Räder auf den Schienen ausgelöst, somit tatsächlich eine Bedarfsschmierung verwirklicht. Durch die gezielte Schmierung ist es möglich, den Schmiermittelverbrauch um etwa 33 % zu vermin­ dern. Die Zeitgebermodule erlauben es dabei, einerseits die Einschaltdauer auf Werte zwischen 1 und 30 sec zu beschränken und zu verhindern, daß sich die Anlage zweimal hintereinander, d. h. im Bereich zwischen 1 und 30 sec einschaltet, womit ver­ mieden wird, daß ein und dieselbe Zuggarnitur im Bereich einer Kurve, in welcher Quietschgeräusche beim Durchfahren auftreten, mehr als einen Schmiervorgang aus­ löst. Durch eine Verzögerung (von 1/10 sec bis 1 sec) des Einschaltvorganges, die ebenfalls über die Zeitgebermodule eingegeben werden kann, wird vermieden, daß kurzzeitige Quietschtöne bereits Anlaß zur Auslösung eines Schmiervorganges ge­ ben. Unterschiedlich zu mobilen Anlagen wird vermieden, jeden Zug mit einer Schmieranlage auszustatten und Schmiermittel mitzuführen.

Die von einer erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerung wie zuvor erwähnt Gebrauch ma­ chende Anlage zum Schmieren von Schienen zeichnet sich dadurch aus, daß die, insbesondere als Zahnradpumpe ausgebildete Förderpumpe in einem einen Tank für ein hydraulisches Medium (insbes. Öl) zur Betätigung einer Fettpresse und ein Um­ schaltventil enthaltenden Kreis angeordnet ist, wobei vom Umschaltventil eine Lei­ tung zum Zylinder der Fettpresse abgeht und von dem das Fett enthaltenden Zylin­ derraum, der insbes. von dem Zylinderraum für das hydraulische Medium getrennt ist, absperrbare Leitungen wegführen, die an die zu schmierenden Schienen, insbes. an die Rillen von Rillenschienen, anschließbar sind und das Umschaltventil in der einen Stellung die von der Pumpe abgehende Druckleitung mit der zum Zylinder der Fett­ presse führenden Leitung verbindet, in der anderen Stellung hingegen die letztgenann­ te Leitung mit dem Tank für das hydraulische Medium verbindet, und wobei in an sich bekannter Weise in den das Fett enthaltenden Zylinderraum der Fettpresse eine ab­ sperrbare Fülleitung mündet. Die in der vorgenannten Weise ausgebildete Anlage weist ein geschlossenes Hydrauliksystem auf, über welches die Schmiermittelpresse betätigt wird. Das zum Austreiben des Schmiermittels aus der Schmiermittelpresse verwendete hydraulische Medium wird beim Befüllen des Zylinders der Schmiermit­ telpresse mit dem Schmiermittel wieder in den Tank zurückverdrängt. Hierzu bedarf es lediglich eines Umschaltens des Umschaltventiles, um die Leitung, über welche der Zylinder der Schmiermittelpresse mit dem hydraulischen Medium beaufschlagt wird, mit der zum Tank für das hydraulische Medium führenden Leitung zu verbin­ den und die Absperrorgane in den vom Zylinder der Schmiermittelpresse zu den Schienen abgehenden Leitungen zu schließen. Die Anlage steht nur während des Schmiervorganges unter Druck und ist die übrige Zeit drucklos. Im Zylinder der Schmiermittelpresse sind Vorkehrungen zu treffen, die verhindern, daß sich das hy­ draulische Betätigungsmedium mit dem Schmiermittel (Fett) mischt, beispielsweise per Unterteilung des Zylinderraumes durch einen Kolben, eine Membran, insbe­ sondere Rollmembran u. dgl.

In weiterer Ausgestaltung der Anlage kann vorgesehen sein, daß eine bevor­ zugt das Umschaltventil umgehende Bypaßleitung vorgesehen ist, in welcher ein insbes. justierbares Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Wird der im Druckbe­ grenzungsventil eingestellte Druck (Betriebsdruck) überschritten, beispielsweise durch eine Verstopfung der Leitung oder auch durch ein anderes Gebrechen, öffnet das Druckbegrenzungsventil und läßt das hydraulische Medium über die Bypaßleitung in den Tank laufen.

Als Spannungsquelle für den Antriebsmotor der Pumpe wird bevorzugt ein Akkumulator vorgesehen. Die Anlage ist solcherart unabhängig vom Netz. Akkumulatoren haben den Vorteil, daß die Einbaulage beliebig sein kann und, bedingt durch das feste Ionenübertragungsmedium, keine Bildung von Gasen auftritt.

Die gesamte Anlage zum Schmieren der Schienen kann in einem Stahlgehäuse untergebracht werden, das zwischen den Schienen eines Geleises angeordnet wird. Die Außenbreite des Gehäuses beträgt 1295 mm, seine Höhe 180 mm und seine Länge 1400 mm.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen,

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Steuerung,

Fig. 2 eine Schmier-Anlage in Draufsicht, bei abgenommenem Ge­ häusedeckel,

Fig. 3 eine Vorderansicht der Anlage gemäß Fig. 2, und

Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt durch den inneren Schienenstrang im Be­ reich der Schmiermittelzuführung mit einem Radkranzabschnitt.

In der Zeichnung ist mit 7 der Antriebsmotor einer Pumpe 9 zur indirekten Förderung von Schmiermittel zum Schmieren von Schienen bezeichnet. Hierbei ist im Bereich der Schmierstelle ein z. B. von einem Mikrofon gebildeter Sensor 1 zur Aufnahme von Schallschwingungen, insbesondere von Körperschallschwingungen der Schiene, wie sie durch die Laufräder in Schienen­ bögen erzeugt werden, vorgesehen. Die Signale des Sensors 1 werden, gegebenenfalls nach Durchgang durch einen Verstärker 2, einem Selektivverstärker zugeführt, der bevorzugt von einem aktiven Bandpaß 3 gebildet wird und dazu dient, eine Frequenz, die etwa zwischen 3000 und 4000 Hz gelegen ist, auszufiltern. In diesem Frequenz­ bereich liegt auch der Quietschton, der im Regelfall 3150 Hz beträgt. Das Ausgangs­ signal des Bandpasses 3 wird, nachdem es gegebenenfalls auch durch eine Zweiweg­ gleichrichterstufe 4 geführt wurde, einem Schwellenwertschalter 5 zugeführt, der als Schmitt-Trigger ausgebildet sein kann. Am Ausgang des Schwellenwertschalters 5 liegt dabei mindestens ein Zeitgebermodul 8, der ein Schaltrelais 6 für das Ein- und Ausschalten des Antriebsmotors 7 der Pumpe 9 ansteuert. Im Zeitgebermodul sind Verzögerungszeiten für das Einschalten des Antriebsmotors 7 sowie Zeiten für den Betrieb des Motors 7 einstellbar.

Aus den Fig. 2 und 3 ist die Anlage zum Schmieren von Schienen ersichtlich, wobei die Steuerung 10 für den Antriebsmotor 7 der Förderpumpe 9 für das Schmier­ mittel ersichtlich ist. Die Förderpumpe 9 kann dabei als Zahnradpumpe ausgebildet sein. Die Förderpumpe 9 liegt in einem ein Umschaltventil 12 und einen Tank 11 für ein hydraulisches Medium enthaltenden Kreis. Vom Umschaltventil 12 geht eine Lei­ tung 13 zum Zylinder 14 einer durch das hydraulische Medium betätigbaren Fettpresse 15 ab, wobei von dem das Fett enthaltenden Zylinderraum absperrbare Leitungen 16 wegführen, die an die zu schmierenden Schienen anschließbar sind.

Das Umschaltventil 12 verbindet in einer Stellung die von der Pumpe 9 abge­ hende Druckleitung 17 mit der zum Zylinder 14 der Fettpresse 15 führenden Leitung 13. Über die Leitung 13 gelangt dabei unter Druck stehendes hydraulisches Medium in den Zylinder 14 der Fettpresse 15 und verdrängt das Schmiermittel (Schmierfett) aus dem Zylinder 14 in die Leitungen 16. Es ist dafür zu sorgen, daß sich das hydraulische Medium, das über die Leitung 13 unter Druck zugeführt wird, im Zylinder 14 nicht mit dem Schmiermittel (Fett) vermengt. Hierzu kann im Zylinder etwa ein Kolben vorgesehen sein, der den Zylinder in zwei Teilräume unterteilt, wobei der untere Teilraum in Fig. 2 zur Aufnahme des hydraulischen Mediums dient und der oberhalb des Kolbens gelegene Raum das Schmiermittel aufnimmt. Nach dem Umschalten nimmt das Umschaltventil 12 eine Stellung ein, in der die Leitung 13 mit dem Tank 11 für das hydraulische Medium verbunden ist. In den das Fett enthaltenden Zylinder­ raum der Fettpresse 15 mündet eine absperrbare Fülleitung 18 ein. Sobald aus dem Zylinder 14 der Fettpresse 15 das gesamte Schmiermittel verdrängt ist, wird das Um­ schaltventil 12 händisch umgeschaltet, sodaß die Leitung 13 mit dem Tank 11 über das Umschaltventil 12 verbunden ist. Das Umschaltventil 12 kann etwa als Kugelhahn ausgebildet sein. Die vom Zylinder 14 zu den zu schmierenden Schienen führenden Transportleitungen für das Schmiermittel werden durch ein Ventil 22 abgeschlossen, das gleichzeitig die Fülleitung 18 mit dem Zylinder 14 verbindet. Wird nun über die Leitung 18 Schmiermittel (Fett) in den Zylinder 14 eingeführt, so wird aus dem Zylinder 14 hydraulisches Medium über die Leitung 13 und das Umschaltventil 12 in den Tank 11 verdrängt, der solcherart wieder aufgefüllt wird. Für das hydraulische Medi­ um steht solcherart ein geschlossener Kreis zur Verfügung. Im Tank 11 ist lediglich die durch Lecks etwa entweichende Menge an hydraulischer Flüssigkeit zu ergänzen. Der Tank 11 besitzt eine Nachfüllöffnung 23 für das hydraulische Medium. Der Motor 7 ist abgedichtet, so daß keine Feuchtigkeit in das Innere des Motors eindringen kann. Wie Fig. 2 zeigt, ist eine das Umschaltventil 12 umgehende Bypaßleitung 19 vorgese­ hen, in welcher ein justierbares Druckbegrenzungsventil 20 angeordnet ist. Tritt ein über den eingestellten Druck liegender Druck in den Leitungen 17 bzw. 13 auf, dann öffnet das Druckbegrenzungsventil 20 und gibt die direkte Leitung zum Tank 11 frei, über welche das Hydraulikmedium in den Tank strömen kann. Zur Versorgung des Antriebsmotors 7 mit elektrischer Energie ist ein Akkumulator 21 vorgesehen.

Mit 24 ist in Fig. 2 ein Wartungsschalter bezeichnet, der dazu dient, die Förde­ rung des Schmierfettes aus dem Zylinder 14 auch händisch ohne Berücksichtigung der durch die Zeitmodule vorgegebenen Verzögerungen und Laufzeiten des Motors 7 durchzuführen. Die gesamte Anlage ist, wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, in einem Stahlgehäuse untergebracht. Im Ausführungsbeispiel ist dabei ein Dreikammer­ system gewählt. Der mittlere Teil enthält die in Fig. 1 näher erläuterte elektronische Steuerung 10. Der mittlere Teil, der die elektronische Steuerung 10 enthält, ist dabei dicht geschweißt, wobei zur Durchführung von Wartungsarbeiten ein Wartungsdeckel vorgesehen ist.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Sensor 1 (Tonabnehmer) ist über ein pan­ zergeschütztes Kabel mit der elektronischen Steuerung 10 verbunden. Das Schienen­ profil ist zwecks Anschlusses der Schmierleitungen 16 angebohrt. Das Schmiermittel tritt über diese mit einer Büchse 25 ausgekleidete Bohrung in einen Raum 26 ein. Von dort gelangt es über in den den Raum 26 seitlich begrenzenden Wandungen 27 angeordnete Bohrungen 28 in Zwischenkammern 29. Aus den Zwischenkammern 29 gelangt das Schmiermittel über Spalte 30 zwischen der Schienenseitenwand und dem Rand eines den Raum 26 oben abschließenden Deckels 30 an die zu schmierende Stelle des Schienenprofils.

Claims (3)

1. Stationäre Anlage zum Schmieren von Schienen, insbes. in Gleisbögen, um Quietschgeräusche zu vermeiden bzw. zu vermindern mit einer Steuerungsvorrichtung für einen insbes. von einem Akkumulator mit Energie versorgbaren Antriebsmotor einer Pumpe zur Förderung des Schmiermittels wobei im Bereich der Schmier­ stelle Sensoren für die Anwesenheit eines Zuges im Schmierbereich und mindestens ein Zeitgeber für die Pumpenlaufzeit angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor (1) ein Schallschwingungssensor, z. B. ein Mikrofon, zur Aufnahme von Schallschwingungen, insbes. von Körperschallschwingungen der Schiene, vorgesehen ist, dessen Signale, gegebenenfalls nach Durchgang durch einen Verstärker (2), dann ei­ nem Selektivverstärker, insbes. einem aktiven Bandpaß (3), zur Ausfilterung eines z. B. zwischen 3000 und 4000 Hz gelegenen, den Quietschton von insbes. 3150 Hz enthaltenden Frequenzbereiches zugeführt werden, wobei das Ausgangssignal des Selek­ tivverstärkers, gegebenenfalls nach Passieren einer Zweiweg-Gleichrichterstufe (4), einem z. B. als Schmitt-Trigger ausgebildeten Schwellenwertschalter (5) zugeführt wird, an dessen Ausgang der mindestens eine Zeitgeber (8) angeschlossen ist, der ein Schaltrelais (6) des Antriebsmotors (7) der Pumpe (9) ansteuert, wobei im Zeitgeber (8) Verzögerungszeiten für das Einschalten des Antriebsmotors (7) und die Laufzeit des Motors (7) einstellbar sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die insbesondere als Zahnradpumpe ausgebildete Förder­ pumpe (9) in einem Kreis angeordnet ist, der einen Tank (11) für ein hydraulisches Medium, (insbes. Öl) zur Betätigung einer Fettpresse und ein Umschaltventil (12) enthält, ferner daß vom Umschaltventil (12) eine Leitung (13) zum Zylinder (14) der Fett­ presse (15) abgeht, und daß von dem das Fett enthaltenden Zylinderraum, der insbes. von dem Zylinderraum für das hydraulische Medium getrennt ist, absperrbare Leitungen (16) wegführen, die an die zu schmierenden Schienen, insbes. an die Rille von Ril­ lenschienen anschließbar sind, daß außerdem das Umschaltventil (12) in einer Stellung die von der Pumpe (9) abgehende Druckleitung (17) mit der zum Zylinder (14) der Fettpresse (15) führenden Leitung (13) verbindet, in der anderen Stellung hingegen die letztge­ nannte Leitung (13) mit dem Tank (11) für das hydraulische Medium verbindet und daß in an sich bekannter Weise in den das Fett enthaltenden Zylinderraum der Fett­ presse (15) eine absperrbare Fülleitung (18) mündet.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine bevorzugt das Umschaltventil (12) umgehende Bypaßleitung (19) vorgesehen ist, in welcher ein insbes. justierbares Druckbegrenzungsventil (20) angeordnet ist.