ES2303181T3 - Sistema de lubricacion de via ferrea. - Google Patents

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ES2303181T3 ES05077916T ES05077916T ES2303181T3 ES 2303181 T3 ES2303181 T3 ES 2303181T3 ES 05077916 T ES05077916 T ES 05077916T ES 05077916 T ES05077916 T ES 05077916T ES 2303181 T3 ES2303181 T3 ES 2303181T3
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Cornelis Leonard Willem Van Gilst
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Abstract

Dispositivo (1) para aplicar lubricante a una parte curva de una vía férrea, comprendiendo el dispositivo: - un depósito (46) de agente pulverizador, en el que puede almacenarse una cantidad predeterminada de agente pulverizador; - una unidad pulverizadora estacionaria para ser colocada contigua al carril interior (bi) de la parte curva de la vía férrea y que comprende al menos una cabeza de pulverización (26) conectable al depósito (46) del agente pulverizador para pulverizar lubricante en la dirección de la parte superior (19) del carril interior; - un sensor de vibración (45) para detectar las vibraciones generadas por un vehículo ferroviario en uno o más de los carriles y para generar una señal representativa de la presencia de un vehículo ferroviario; - medios de control (48) acoplados a la unidad pulverizadora y al sensor de vibración (45) para controlar la unidad de pulverizado supeditado a la señal del sensor de vibración (45), de forma que el lubricante venga a colocarse directamente sobre el lado superior (19) del carril interior en la dosificación correcta de lubricante predeterminada, caracterizado porque la unidad de pulverización está adaptada para aplicar de media entre 0,01 g y 0,1 g de lubricante al carril por eje de vehículo ferroviario.

Description

Sistema de lubricación de vía férrea.
El presente invento se refiere a un dispositivo para aplicar lubricante a una vía férrea. El invento también se refiere a un sistema de lubricación de vía férrea y a un método para lubricar una vía férrea.
La emisión de ruido producido por el tráfico ferroviario está aumentando como consecuencia de las cada vez mayores cargas por eje del moderno tráfico ferroviario, al mayor grado de utilización de la red ferroviaria, sobre todo en zonas densamente pobladas en las que el uso del transporte ferroviario está siendo favorecido como alternativa al transporte por carretera, y como consecuencia de velocidades más altas, tal como en el caso de las líneas de alta velocidad. Particularmente para la gente que vive en la vecindad del ferrocarril tal alta emisión de ruido es percibida como muy desagradable.
El ruido causado por el tráfico ferroviario proviene de varias fuentes de ruido diferentes. El sistema rueda-carril, por ejemplo, causa fuerzas dinámicas que producen vibraciones de baja frecuencia y sonidos de alta frecuencia. El ruido transmitido por el aire consiste principalmente en ruido de motor (ruido producido por el motor de la locomotora) ruido de rodadura (el ruido producido por la rodadura de las ruedas sobre los carriles), en ruido chirriante en las curvas (el ruido que se produce en las curvas en el carril) y el ruido de frenado (el ruido como consecuencia del frenado). El ruido aerodinámico puede además ser un factor a velocidades muy altas.
El ruido chirriante en las curvas se produce en la posición en la que los carriles definen un camino curvo, tal como en una curva o en agujas. El ruido chirriante excesivo en curva se produce generalmente en curvas con un radio de menos de 500 metros. Este ruido chirriante en curva es el resultado de la diferencia de velocidad de rotación de la rueda interior y la velocidad de rotación de la rueda exterior en tal camino curvo. Un efecto adverso adicional es el desgaste de los carriles y de las ruedas del vehículo ferroviario. Con el fin de reducir el ruido chirriante en curvas causado por un vehículo ferroviario al pasar, se conocen sistemas estacionarios de lubricación de la vía férrea con los que se puede reducir la fricción entre la rueda del carril exterior y el carril exterior (es decir, el carril en el lado exterior de la curva), en los que la tracción y la potencia de frenado no se ven negativamente afectados. Como consecuencia, aumenta la vida útil del carril y se reduce la emisión de ruido del vehículo ferroviario al pasar.
En un conocido sistema estacionario de lubricación de vía férrea se ha dispuesto a lo largo del carril una placa alargada en la que están dispuestas diversas aberturas de lubricante. El lubricante es aplicado en el lado del carril exterior cuando se aproxima un vehículo ferroviario. Sin embargo, el sistema conocido aplica una cantidad de lubricante imprecisa. Cuando se aplica demasiado poco lubricante el sistema no funciona satisfactoriamente y las altas emisiones de ruido no se reducen, o lo hacen difícilmente. Cuando se aplica demasiado lubricante, puede dar lugar a un aumento de la distancia de frenado y a una tracción reducida. Esto además significa que una gran cantidad innecesaria de exceso de lubricante se incorpora al medio ambiente, lo que puede tener efectos nocivos. Esto también significa que debe disponerse de un amplio suministro de lubricante, o que el suministro de lubricante debe ser rellenado a intervalos de tiempo cortos.
Otros ejemplos de sistemas en los que el lubricante es pulverizado contra el lado de un carril de una vía férrea, más específicamente el lado del carril exterior de una vía férrea, con el fin de lubricar las pestañas de las ruedas están descritos en los documentos EP 0 787 638 A2, US 2004/011593 A y DE 41 41 049 A1.
Conocido por el documento US 2004/0031647 A1 es un sistema de lubricación que está provisto de varias boquillas estacionarias con las que los lubricantes pueden ser pulverizados sobre un carril. El sistema conocido tiene un sensor de vibración sobre la base del cual se detecta la aproximación de un tren. Las boquillas pulverizan un primer tipo de lubricante contra el lado del carril y un segundo tipo de lubricante, con una composición que difiere de la del primer tipo, sobre el lado superior del carril. El primer lubricante es pulverizado contra el lado de un carril exterior para proteger el carril del desgaste que resulta de las pestañas de las ruedas de la locomotora, mientras que el segundo lubricante es pulverizado sobre el carril después de haber pasado la locomotora con el fin de reducir el desgaste causado por las ruedas de los vehículos. Sin embargo, el sistema conocido proporciona un grado insuficiente de reducción en el ruido producido por un tren al pasar.
Es un objeto del presente invento proporcionar un dispositivo mejorado y un método con el que se superen los inconvenientes mencionados, y con los que se pueda conseguir una reducción adicional del ruido.
De acuerdo con un primer aspecto del presente invento esto se consigue en un dispositivo reivindicado en la presente reivindicación 1.
Se ha sabido que una parte significativa del ruido chirriante en las curvas puede proceder de un denominado efecto de "oscilaciones de relajación" de las superficies de rodadura de la rueda ferroviaria cuando viaja por las curvas. La marcha de la rueda por la curva exterior es forzada por la pestaña de la rueda, que hace contacto en un movimiento continuo en la dirección opuesta. La rueda interior en el lado interior de la curva no está, sin embargo, sujeta a este guiado forzado de la rueda. Debido a las fuerzas de rozamiento y a los esfuerzos relacionados con el rozamiento entre rueda y carril la rueda interior gira menos rápidamente durante el movimiento hacia adelante del vehículo ferroviario. Este deslizamiento de la rueda interior es también denominado como el efecto de oscilaciones de relajación. En los sistemas conocidos el lubricante se aplica en el lado del carril exterior del carril. Mientras que el ruido chirriante en las curvas que resulta de la pestaña de la rueda exterior al presionar contra el carril exterior ciertamente se reduce con esto, el sonido provocado por la rueda interior como consecuencia del efecto de oscilaciones de relajación, sin embargo, no se reduce con esto. Aplicando el lubricante de acuerdo con el invento a la superficie de rodadura del carril, es decir en el lado superior del carril, y haciendo además esto con una dosificación precisa, el efecto de oscilaciones de relajación puede reducirse en gran medida o incluso eliminarse del todo. Esto da lugar a una reducción considerable en la emisión de ruido, a un desgaste reducido de los carriles y con ello al menos a un aumento de tres veces en su vida útil, a un desgaste reducido de las ruedas de, en el caso de los trenes, las locomotoras y los coches, y a una resistencia reducida de la rueda.
Además se ha sabido que, con una dosificación precisa de una media comprendida entre 0,01 g y 0,1 g de lubricante por eje de vehículo ferroviario se puede obtener un sorprendente buen resultado. Pruebas de larga duración, por ejemplo, han mostrado que con tal dosificación se puede conseguir en carriles en curva una reducción en la emisión de ruido de entre 7 y 16 dB(A), lo que en la mayor parte de los casos elimina las molestias por ruido a todos aquellos que viven en la vecindad.
De acuerdo con una realización preferida, la cabeza pulverizadora del dispositivo comprende varias boquillas, por ejemplo dos o más boquillas, para pulverizar el lubricante en diferentes (dos) direcciones a lugares diferentes en la superficie superior (superficie de rodadura) del carril. Se ha sabido que se han producido unos resultados excepcionalmente buenos cuando se usan cuatro boquillas para pulverizar el lubricante en cuatro direcciones diferentes. Cuatro "gotitas" de lubricante por este medio van a situarse en exactamente la posición correcta sobre el carril. El lubricante es aquí aplicado preferiblemente en medio de la superficie de rodadura. Estas medidas aseguran una aplicación muy uniforme y precisa del lubricante al carril, con lo que la emisión de ruido es además reducida sin tener aquí un efecto negativo sobre la tracción y la distancia de frenado del vehículo ferroviario.
En una realización preferida posterior el depósito del agente pulverizador comprende:
-
un alojamiento del agente pulverizador;
-
un pistón desplazable en el alojamiento del agente pulverizador;
-
una salida de lubricante conectable a la cabeza de pulverizado;
en la que el lubricante puede ser dispuesto entre el pistón y la salida del lubricante, y el pistón es impulsable con el fin de llevar el lubricante a lo largo de la salida de lubricante a la cabeza de pulverizado por efecto del pistón. Tal depósito de agente pulverizador es estructuralmente muy simple y efectivo. Esta estructura además no depende de fuentes de energía externas, tal como en forma de cables eléctricos. Finalmente, esta realización es tan buena como no sensible a los campos electromagnéticos externos, que pueden darse como consecuencia de los altos voltajes (que llegan a 25 kV) en el cable (superior) de la vía férrea.
De acuerdo con una posterior realización preferida, el dispositivo comprende un pistón es impulsable por un motor eléctrico. En otra realización preferida el alojamiento está, sin embargo, provisto de una abertura de alimentación de fluido para alimentar un fluido con lo que el pistón es impulsable. El fluido puede ser un líquido pero es preferible un gas, tal como gas nitrógeno almacenado en una botella de nitrógeno normal. El dispositivo preferiblemente comprende un depósito de fluido en el que el fluido es almacenado a sobrepresión. El fluido está a una presión alta de forma que el pistón, debido a esto, es así impulsado en el alojamiento del agente pulverizador. Esta última estructura es extremadamente simple y poco susceptible de funcionamiento incorrecto.
De acuerdo con una posterior realización preferida, el dispositivo comprende un alojamiento en el que está dispuesta la cabeza de pulverizado, en el que el alojamiento está provisto de ocho medios de ajuste para variar la altura de la cabeza de pulverizado con relación al carril. Los medios de ajuste en altura permiten una correcta colocación de la cabeza de pulverizado con respecto al carril, de forma que el lubricante va a colocarse exactamente en los sitios correctos en la superficie superior del carril.
De acuerdo con una realización preferida posterior el dispositivo comprende un alojamiento en el que está dispuesto un sensor de vibración. El alojamiento puede aquí ser acoplado rígidamente de forma directa o indirecta con el carril correspondiente, de forma que las vibraciones en el carril sean transmitidas a través del acoplamiento y el alojamiento al sensor de vibración. El sensor de vibración, por lo tanto, permanece protegido por el alojamiento, lo que mejora la robustez del dispositivo.
De acuerdo con un alojamiento preferido posterior el dispositivo comprende un depósito de agente pulverizador dispuesto de forma intercambiable en el alojamiento con el fin de simplificar el mantenimiento del dispositivo. Cuando el suministro de lubricante está casi agotado el suministro puede de este modo además ser rellenado de forma eficiente sin demasiadas operaciones.
De acuerdo con una realización preferida posterior, el dispositivo comprende un sensor de temperatura que está conectado a los medios de control y que genera una señal de temperatura representativa de la temperatura ambiente, en el que los medios de control están adaptados a lubricar el carril solamente a una temperatura por encima de una temperatura mínima almacenada previamente. A temperaturas más bajas es conveniente no aplicar ninguna lubricación. Por ejemplo, cuando el carril está cubierto con nieve, o en el caso de hielo, el lubricante en muchos casos no permanece situado sobre el lado superior del carril, lo que puede causar la contaminación del medio ambiente.
En una realización particularmente ventajosa el dispositivo comprende una unidad de pulverizado con la que se puede aplicar una dosificación de lubricante predeterminada de entre 0,02 y 0,06 g por m^{1} de carril, y preferiblemente de entre 0,03 y 0,04 g por m^{1} de carril. Las cantidades de lubricante aplicadas a los carriles interior y exterior son por tanto muy pequeñas. Además, generalmente para el carril exterior se requiere menos de la mitad de la cantidad de lubricante que para la lubricación del carril interior.
Una realización preferida posterior comprende un dispositivo en el que los medios de control están adaptados para determinar, sobre la base de la señal recibida desde el sensor de vibración, el número de ejes que han pasado la cabeza de pulverizado y, cuándo ha pasado el número de ejes prefijado, para aplicar lubricante en cada caso en la dosificación de lubricante predeterminada.
De acuerdo con otro aspecto del invento se ha proporcionado un sistema que comprende un carril interior y un carril exterior dispuestos en la forma de una curva además del dispositivo antes mencionado, en el que el dispositivo está colocado cerca del carril interior con el fin de aplicar lubricante a la superficie superior del carril interior.
De acuerdo con una realización preferida el sistema comprende un segundo dispositivo que está dispuesto cerca del carril exterior para también aplicar lubricante sustancialmente a la superficie lateral del carril exterior.
Una realización preferida adicional comprende un sistema en el que los carriles forman parte de unas agujas que son ajustables entre la posición recta hacia adelante y una posición de desvío, está dispuesto un detector con el que la posición y/o el movimiento de la cuchilla móvil de las agujas puede ser detectada para lubricar los carriles solamente cuando las agujas están situadas en la posición de desvío. La lubricación de las agujas en la posición recta hacia adelante es después de todo innecesaria y tendría un efecto innecesario sobre el medio ambiente.
En una realización posterior del dispositivo de acuerdo con el presente invento el depósito comprende un alojamiento cilíndrico, un pistón desplazable en el alojamiento, una salida de lubricante a través de la cual el lubricante puede ser descargado por el efecto del pistón, y una alimentación de fluido para alimentar el fluido con el que el pistón puede ser desplazado, en el que el lubricante está dispuesto en el alojamiento.
De acuerdo con un aspecto posterior del presente invento se ha provisto un método reivindicado en la presente reivindicación 16:
-
que proporciona una unidad de pulverizado estacionaria para ser situada contigua a un carril;
-
que detecta las vibraciones generadas en el carril por un vehículo ferroviario;
-
que genera una señal representativa de un vehículo ferroviario;
-
que pulveriza lubricante con una dosificación correcta predeterminada de lubricante sobre el lado superior del carril sobre la base de la señal del sensor de vibración.
Ventajas adicionales, características y detalles del presente invento se aclararán sobre la base de la siguiente descripción de varias realizaciones preferidas de él. En la descripción se hace referencia a las figuras, en las que:
la figura 1 muestra una vista en perspectiva de una primera realización preferida del invento;
la figura 2a muestra una vista en perspectiva de una segunda realización preferida del invento;
la figura 2b muestra una vista en perspectiva de una tercera realización preferida del invento;
las figuras 3 y 4 muestran secciones rectas a través de respectivamente un carril interior b_{i} y un carril exterior b_{u};
la figura 5 muestra una vista en perspectiva del alojamiento del control de la realización de la figura 1;
la figura 6 muestra una vista frontal en perspectiva detallada del alojamiento de la cabeza de pulverizado de la realización de las figuras 1 ó 2 en posición montada;
la figura 7 muestra una vista trasera detallada en perspectiva del alojamiento de la cabeza de pulverizado de la figura 6 en posición abierta;
la figura 8 muestra un diagrama esquemático en el que se expone además el funcionamiento del sistema; y
la figura 9 muestra una realización preferida posterior de acuerdo con el invento que es aplicada sobre el carril interior de unas agujas.
La figura 1 muestra una realización preferida del sistema de carril 1 de acuerdo con el invento. Los carriles son adecuados para transportar vehículos ferroviarios, que incluyen entre otros vehículos de ferrocarril metropolitano, trenes, tranvías y vehículos similares para transporte por carril. Por lo tanto, el término "ferrocarril" es entendido como que significa vías con objeto de transportar vehículos ferroviarios de metro, trenes, tranvías y vehículos similares. El sistema 1 comprende un primer alojamiento 2 de acero provisto de una puerta estanca y que puede cerrarse. Ésta puede estar dispuesta vertical u horizontalmente sobre el terreno usando un poste 3, o sobre una pared. Almacenado en el alojamiento está un suministro de lubricante que puede ser transportado por medio de un conducto plástico 4 que va desde el alojamiento 2 del control a un alojamiento 5 de la cabeza de pulverizado dispuesto en el carril interior b_{i} usando un elemento de sujeción 6. El conducto 4 comprende un conducto de lubricante a lo largo del cual el lubricante es transportado, un conducto de gas propelente, un cable eléctrico a una válvula magnética dispuesta en el alojamiento 5, y un cable coaxial hasta un sensor de vibración, como se expone más adelante.
Usando el elemento de fijación 6, el alojamiento 5 de la cabeza de pulverizado está rígidamente conectado al carril de forma que las vibraciones en el carril son transmitidas al alojamiento 5 y al sensor de vibración dispuesto en el alojamiento 5. Otros acoplamientos rígidos son, sin embargo, también posibles, por ejemplo en realizaciones en las que el alojamiento 5 está fijado a una traviesa 1 de la vía férrea. El alojamiento 5 está situado entre el carril exterior b_{u} y un carril interior b_{i} de la línea férrea, de forma que una boquilla 26 dispuesta en el alojamiento está dirigida hacia el carril interior b_{i}. Usando la boquilla 26 se puede aplicar una dosificación correcta de lubricante a la vez en el carril interior b_{i} en la forma descrita más adelante.
La Figura 2a muestra una realización alternativa en la que al sistema 1 se le ha añadido un segundo sistema para lubricar el carril exterior. El segundo sistema comprende un alojamiento 15 que está provisto de una cabeza de pulverizador y con la que el carril exterior b_{u} puede ser lubricado. En la realización mostrada en la figura 2b el carril exterior es lubricada con el mismo lubricante que el carril interior. Sin embargo, en la mayoría de los casos se recomienda aplicar un lubricante para el carril exterior que difiera del carril interior. En estos casos el sistema puede comprender la realización mostrada en la figura 2a, en la que el carril interior y el carril exterior está cada una provista de su propio sistema de lubricación.
Con el fin de poder conseguir una reducción óptima del ruido es importante aplicar el lubricante en los carriles interior y exterior, precisamente en las posiciones en las que la pestaña de la rueda hace contacto con el carril respectivo b_{i}, b_{u}. Como una consecuencia de una curva sinusoidal del par de ruedas estas posiciones que hacen contacto son diferentes para los carriles interior y exterior y tienen que ser predeterminadas independientemente en cada caso.
En la situación mostrada en la figura 2b el sitio para aplicar lubricante en el carril interior b_{i} difiere del sitio para aplicar lubricante en el carril exterior b_{u}. El sitio para lubricación del carril interior está situado próximo al de la aguja final en la que el contacto se hace antes de la curva, y por tanto a una distancia corta antes del comienzo de la curva (en donde la dirección de desplazamiento del vehículo ferroviario está indicada en la figura con P), mientras que el sitio de lubricación óptimo para el carril exterior está situado en la curva. A fin de simplificar, los sitios de lubricación mostrados en la figura están dibujados bastante cerca uno de otro. La distancia elegida entre los dos sitios de lubricación es en la práctica usualmente mayor.
La parte del carril al que hay que aplicar los lubricantes también es distinto en el carril interior y en el carril exterior. Con el fin de reducir el efecto de las oscilaciones de relajación en el carril interior b_{i} el lubricante debe ser aplicado en el lado superior, o la superficie de rodadura del carril b_{i}. Esto se muestra en la sección recta de la figura 3. El carril b_{i} comprende un pie 16, una cabeza del carril 18 y una pieza de unión 17 que está entre las dos. La cabeza del carril 18 tiene una superficie interior vertical 20 y una superficie superior o superficie de rodadura 19. El lubricante (s) se aplica en la superficie superior 19 del carril b_{i} mediante la boquilla que se describirá más adelante.
Como se ha dicho antes, el lubricante debe ser aplicado muy cuidadosamente en el lado superior (radio) de la cabeza del carril para una lubricación óptima del carril interior b_{i}. En este caso el lubricante es transportado de la forma más efectiva por la pestaña de la rueda y dejada en las superficies de contacto con el carril.
Para una óptima reducción del ruido en la posición del carril exterior b_{u} el lubricante (s) debe, sin embargo, ser aplicado en la posición de la transición 22 entre la superficie vertical 20 y la superficie de rodadura 19 sustancialmente horizontal del carril. El lubricante es así transportado consigo por la pestaña de la rueda y es dejado en las superficies de contacto de la rueda y el carril. Esta situación se muestra en la sección recta de la figura 4. Por la aplicación de lubricante al carril exterior b_{u} de esta forma una fina película de lubricante va para permanecer en la parte vertical 20 y en la parte horizontal 19 del carril, que al menos para el carril exterior consigue una lubricación óptima.
Se ha observado además que está recomendado el uso de lubricantes diferentes para la lubricación del carril interior b_{i} y del carril exterior b_{u}. Para la lubricación del carril exterior se aplica un lubricante tal como grasa con la que el carril es hecho más grasiento, mientras que para el carril interior se aplica un lubricante que (prácticamente) no tiene efecto nocivo sobre la potencia de tracción y de frenado del vehículo ferroviario. Tal lubricante también es denominado en la técnica como modificador de rozamiento.
La figura 6 muestra un alojamiento 5 de cabeza de pulverizado que puede ser fijado usando el elemento de unión 6 mencionado al pie 16 de un carril. La fijación comprende un soporte 30 en el que están dispuestas dos aberturas (no mostradas). Tales aberturas están igualmente dispuestas en dos piezas de fijación 31 que están provistas de salientes 32 de forma que un borde 34 del carril dispuesto en el pie 16 puede ser fijado por debajo. La fijación se produce con un tornillo con tuerca 33. En el lado interior del carril b_{i}, b_{u} está además dispuesto un receptáculo 28 de lubricante sobre el alojamiento 5 de la cabeza de pulverizado usando tornillos 29. El receptáculo 28 recoge el exceso de lubricante y evita que contamine el medio ambiente (el terreno).
El acoplamiento rígido mostrado del alojamiento 5 de la cabeza de pulverizado con el carril asegura que, como se ha dicho antes, las vibraciones causadas en el carril por un vehículo ferroviario que se aproxima sean transmitidas directamente a través del soporte 30 al alojamiento 5 y al sensor de vibración piezoeléctrico 45 dispuesto en el alojamiento.
Como se muestra en las figuras 1 y 2, el alojamiento 2 del control y el alojamiento 5 de la cabeza de pulverizado están conectados entre sí mediante una manguera 4, solamente en el caso en que se lubrique el carril interior, o las mangueras 4, 8 en el caso en que se lubriquen los carriles interior y exterior. En el caso de lubricación del carril exterior está dispuesta una unidad de distribución 7 con la que una cantidad de lubricante suministrado desde el alojamiento puede ser distribuido sobre la parte restante de la manguera 4 o de la manguera 8. Como se ha descrito antes, está situado en las mangueras 4, 8 una manguera de lubricante con la que se puede suministrar lubricante, una manguera de gas propelente (a menudo una manguera de nitrógeno) con la que se puede suministrar un gas propelente con sobrepresión, un cable eléctrico para suministro de energía a la válvula magnética tridireccional 43 (figura 7) y un cable eléctrico al sensor de vibración 45.
En la realización mostrada en la figura 5 está dispuesto en el alojamiento 2 un cilindro lubricante intercambiable 46, un cilindro 47 intercambiable de gas nitrógeno, una unidad de control 48, un suministro de energía en forma de una batería (preferiblemente alcalina de 9 V) y una válvula de seguridad 50. Una pistola de pulverización 40, una válvula magnética 43 y un sensor de vibración 45 están dispuestos en el alojamiento 5 (y 15) de la cabeza de pulverizado. La pistola de pulverizado está conectada con la manguera 4, 8 anteriormente mencionada, en la que el lubricante del cilindro de grasa 46 es guiado al interior de la pistola 40 a través de un conducto 51. La pistola 40 puede transportar cantidades medidas de lubricante a través del conducto 42 a la boquilla 26 de una forma que se describirá más adelante. El funcionamiento de la pistola de pulverizado se produce por la acción del gas nitrógeno alimentado por dicha manguera 4, 8 y el conducto 41, 42. Por la acción del gas nitrógeno el lubricante suministrado puede abandonar la boquilla 26 con gran fuerza a través del conducto 43.
El funcionamiento del sistema será aclarado haciendo referencia al diagrama esquemático de la figura 8. La presión del gas nitrógeno en el cilindro 47 de gas nitrógeno es transferida a través de una válvula de seguridad 61 y de una válvula antirretorno 54 y a través de una abertura 58 de alimentación de gas en el cilindro de grasa 46 a un pistón 53 dispuesto de forma desplazable en el cilindro de grasa 46. Como consecuencia de la presión de gas del gas nitrógeno situado en la realización dibujada, en el lado superior del cilindro de grasa 46, cuya presión de gas es transferida a través del pistón 53 desplazable en dirección descendente (P_{2}) al lubricante (s) en el fondo del cilindro de grasa 46, el lubricante es transportado a través de la salida de lubricante 49 al cilindro de grasa 46 y las mangueras 4, 8 y 51 respectivamente a la pistola de pulverizado 40. A través de las mangueras de conexión 4, 8, 51 el lubricante ejerce así una presión constante sobre la pistola de pulverizado 40.
El sensor de vibración 45, que en la realización mostrada en la figura 6 está montado de forma fija sobre el alojamiento 5 de la cabeza de pulverizado, detecta las vibraciones en el carril causadas por un vehículo ferroviario que se aproxima. La señal de salida del sensor de vibración 45 es llevada a través de una línea 60 en la manguera 4, 8 a la unidad central de control 48 dispuesta en el primer alojamiento 2. Dependiendo de la señal generada por el sensor de vibración 45, la unidad central de procesamiento determina si un vehículo ferroviario está aproximándose y si se debe aplicar una dosis de lubricante al carril correspondiente. La unidad central de control 48 activa la pistola de pulverizado 40 actuando sobre una válvula tridireccional 43 a través de un cable eléctrico 52. Cuando se abre la válvula tridireccional 43, el gas nitrógeno fluye a través del cilindro 47 de gas nitrógeno, la válvula de seguridad 50 y los conductos 41, 42 de suministro de gas a la pistola de pulverizado 40. La pistola de pulverizado 40 tiene un pistón que puede ser movido por medio del gas propelente suministrado, fluyendo en este caso el gas nitrógeno a través del conducto 42. Cuando falta presión de gas el pistón vuelve a la posición inicial por medio de un muelle (no
mostrado).
Normalmente, la válvula magnética 43 está en cada caso abierta durante aproximadamente 0,25 segundos con el fin de pulverizar el lubricante hacia el exterior a través del conducto 61 y la boquilla 26 durante dicho período. Cada vez que se abre la válvula magnética se expulsará, por tanto, una dosificación de aproximadamente 0,2 - 0,4 g de lubricante en cada caso (más específicamente cuatro veces una gotita de respectivamente 0,05 g y 0,1 g).
La cabeza de pulverización 26 está aquí situada con relación al lado superior (radius) del carril de forma que el lubricante (s) llegue a situarse prácticamente en el medio del radio como se muestra en las figuras 3 y 5. Como se muestra en la figura 6, la cabeza de pulverización 26 está realizada de tal forma que cuatro chorros de lubricante son enviados en la dirección del carril de forma que cuatro gotitas son colocadas en una fila prácticamente en medio del lado superior del carril (en su eje longitudinal), con lo que se asegura una correcta distribución del lubricante sobre el carril.
La función de la válvula de seguridad 61, mencionada anteriormente con respecto a la descripción de la figura 8, es regular la presión del gas en el cilindro de lubricante 46 y la pistola de pulverización 40. Un primer manómetro 61' indica la presión del gas en el cilindro 47. El otro manómetro 61'' indica la presión en el cilindro de grasa 46 y en la pistola de pulverización 40. La reducción de presión puede ahora ser ajustada con un mecanismo de ajuste (no mostrado). De esta forma es posible convertir la presión usualmente muy alta dentro de la botella de gas (típicamente cerca de 200 bar) en una presión de funcionamiento de entre 5 y 7 bar.
Los medios de ajuste en altura 70, mostrados por ejemplo en la figura 7, están dispuestos con el fin de situar el alojamiento 5 de forma correcta con relación al lado superior del carril.
El cilindro de lubricante 46 está además preferiblemente realizado de tal forma que es muy simple y rápidamente sustituible y opcionalmente rellenable. El cilindro de lubricante 46 está provisto para este fin de, entre otras cosas, una válvula antirretorno 54 en la abertura de alimentación 58 de nitrógeno, de forma que se impide que el nitrógeno fluya fuera del cilindro 46 cuando se suelta la conexión a la botella de nitrógeno 47. La presión de funcionamiento en el cilindro 46 es aproximadamente de 7 bar, con un máximo de 10 bar. Aproximadamente de 7 a 10 kg de lubricante pueden ser dispuestos en el cilindro de lubricante 46, que en condiciones normales es suficiente para conservar el sistema funcionando durante más de un año sin mantenimiento o sin ser necesaria la sustitución del cilindro de
lubricante.
En una realización preferida adicional un sensor de temperatura 62, conectado a través de un cable 63 a la unidad de control 48, está dispuesto en el alojamiento 2 o el alojamiento 5. El sensor de temperatura 62 genera una señal de temperatura representativa de la temperatura exterior y transmite la señal a la unidad central de control 48. Ésta compara la temperatura medida con un valor mínimo preestablecido en la memoria de la unidad 48. Cuando la temperatura exterior medida es más baja que el valor mínimo (por ejemplo -30ºC), la unidad de control 48 desconecta el sistema, ya que a temperaturas demasiado bajas la lubricación de los carriles tiene un efecto insuficiente y/o puede salirse del carril, lo que significa contaminación del medio ambiente. Cuando la temperatura detectada nuevamente sube por encima de la temperatura mínima, el sistema es conectado de nuevo.
En la figura 9 se muestra una realización preferida adicional del invento. En esta realización el sistema es aplicado en agujas en la vía férrea. Después de todo, una aguja también tiene carriles que se extienden en una curva, con la consecuencia de que los ruidos de chirridos en curva pueden también producirse en las agujas. En la situación mostrada el vehículo ferroviario está llegando desde el lado izquierdo y será hecho girar hacia la derecha en la posición dibujada de las cuchillas móviles 72, 73 del cambio. El carril interior b_{i} y el carril exterior b_{u} de este modo forman una curva del carril en la que puede ocurrir el mismo fenómeno con respecto a la curva del carril discutida en las figuras 1 y 2. Un alojamiento 5 provisto de una cabeza de difusión está, por lo tanto, dispuesto en el lado interior del carril interior b_{i}. Ahora proveyendo al carril interior b_{i} de lubricante cuando se aproxima el vehículo ferroviario se evita el efecto de oscilaciones de relajación anteriormente mencionado, que por lo tanto también ocurre en tal aguja.
Será evidente que cuando las agujas son cambiadas y el vehículo ferroviario en consecuencia no gira sino que continúa viajando recto, no se produce ruido chirriante en la curva y, por lo tanto, no se aplicará lubricante en los carriles. Con el fin de evitar que el sistema también lubrique los carriles cuando se acerque un vehículo ferroviario que viaja recto sin desviarse, un detector 77 de movimiento de las cuchillas está dispuesto en la realización mostrada. El detector está conectado a través de un cable 76 a la unidad central de control 48. Dependiendo de la posición de la aguja de un cambio 73, y por lo tanto de la aguja de cambio 72, La unidad central de control 48 determina si el vehículo ferroviario viajará recto (situación A) o si se desviará (situación B). En la situación A la unidad de control 48 no permitirá que se aplique lubricante alguno a los carriles, mientras que en la situación B sí lo hará. Así se evita que el lubricante sea aplicado erróneamente a los carriles, lo que puede causar un efecto negativo sobre el medio
ambiente.
La unidad de control 48 puede determinar sobre la base de la señal generada por el sensor de vibración 45 cuántos ejes han pasado el sistema. La unidad de control 48 está aquí programada de tal forma que cada vez que pasa un número predeterminado de ejes, por ejemplo 20 ejes, una dosis simple, preferiblemente de aproximadamente 0,4 g en total, es pulverizada en cuatro gotitas sobre la vía férrea. Los ensayos han determinado que, cuando se aumenta el número de veces que se aplica una dosis a la vez que se reduce la dosis propiamente dicha puede también conducir a buenos resultados, o incluso mejores. Un efecto similar puede producirse cuando, por ejemplo en el caso de un número modificado de ejes, por ejemplo 10 ejes, se aplica una dosis de 0,2 g (por ejemplo en cuatro gotitas de 0,05 g). La ventaja de esto es que el grado de contaminación resultante de la entrada de lubricante en el medio ambiente se reduce en gran medida.
La cantidad de lubricante antes mencionada, que depende del número de ejes que pasan, favorece un equilibrio óptimo entre, por una parte, limitar el daño al medio ambiente por un lubricante excesivo y, por otra parte, la reducción de ruido máxima posible mientras que las características de tracción y de frenado siguen siendo las mismas.
Será evidente que la cantidad ideal por dosis de lubricante que ha de aplicarse depende además del radio de la curva del carril. En el caso de una curva pronunciada habrá de aplicarse una cantidad relativamente grande de lubricante, mientras que en el caso de una curva suave es posible que sea suficiente solamente con menos lubricante.
Se ha hecho referencia repetidamente en la descripción al lubricante como el material que se aplica a los carriles con el fin de producir los efectos deseados tales como la reducción en la emisión de ruido, limitar el desgaste en el carril y en los pares de ruedas. Está al alcance de la persona experta encontrar un lubricante adecuado para este fin. Se debe tener en cuenta aquí del hecho de que los lubricantes no han de tener ningún efecto negativo sobre la potencia de tracción y de frenado del vehículo ferroviario como consecuencia de la lubricación. El lubricante aplicado para lubricación del carril interior también comprende por tanto un modificador de rozamiento, por ejemplo en forma de un componente de aluminio. Se añaden partículas muy finas de aluminio a tales lubricantes para impedir el deslizamiento en tracción y frenado.
El invento no está limitado a la realización preferida de él descrita aquí. Los derechos pretendidos están definidos por las reivindicaciones que siguen, dentro del alcance de las cuales se pueden prever muchas modificaciones.

Claims (22)

1. Dispositivo (1) para aplicar lubricante a una parte curva de una vía férrea, comprendiendo el dispositivo:
-
un depósito (46) de agente pulverizador, en el que puede almacenarse una cantidad predeterminada de agente pulverizador;
-
una unidad pulverizadora estacionaria para ser colocada contigua al carril interior (b_{i}) de la parte curva de la vía férrea y que comprende al menos una cabeza de pulverización (26) conectable al depósito (46) del agente pulverizador para pulverizar lubricante en la dirección de la parte superior (19) del carril interior;
-
un sensor de vibración (45) para detectar las vibraciones generadas por un vehículo ferroviario en uno o más de los carriles y para generar una señal representativa de la presencia de un vehículo ferroviario;
-
medios de control (48) acoplados a la unidad pulverizadora y al sensor de vibración (45) para controlar la unidad de pulverizado supeditado a la señal del sensor de vibración (45), de forma que el lubricante venga a colocarse directamente sobre el lado superior (19) del carril interior en la dosificación correcta de lubricante predeterminada, caracterizado porque la unidad de pulverización está adaptada para aplicar de media entre 0,01 g y 0,1 g de lubricante al carril por eje de vehículo ferroviario.
2. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que la unidad de pulverización está adaptada a expulsar una dosis de entre 0,2 - 0,4 g de lubricante.
3. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 2, en el que la cabeza de pulverización (26) tiene cuatro boquillas, expulsando cada una una gotita de aproximadamente 0,05 - 0,1 g.
4. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 1, caracterizado porque esos medios de control (48) están adaptados para determinar, sobre la base de la señal recibida del sensor de vibración (45), el número de ejes que han pasado la cabeza de pulverización y, cuando ha pasado un número prefijado de ejes, tener la unidad de pulverización aplicando lubricante en cada caso en la dosificación de lubricante predeterminada, dependiendo la dosificación del número prefijado de pasos de ejes.
5. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, caracterizado porque la dosificación predeterminada está entre 0,1 g y 0,6 g por número prefijado de pasos de ejes.
6. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 4, en el que se aplica una dosificación de lubricante de entre 0,2 g y 0,4 g por el número prefijado de pasos de ejes.
7. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que la cabeza de pulverización comprende varias boquillas, preferiblemente cuatro boquillas, para pulverizar el lubricante en diferentes direcciones a sitios diferentes sobre la superficie superior (19) del carril.
8. Dispositivo como el reivindicado en cualquiera de las anteriores reivindicaciones, en el que la unidad pulverizadora está colocada entre los carriles de la vía férrea, cerca del lado interior del carril interior, y el depósito del agente pulverizador está situado fuera de la vía férrea.
9. Dispositivo como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un alojamiento (5) en el que está dispuesta la cabeza de pulverización, en el que el alojamiento (5) está provisto de medios de ajuste de la altura para variar la altura de la cabeza de pulverización con respecto al carril.
10. Dispositivo como el reivindicado en la reivindicación 9, en el que el sensor de vibración (45) está dispuesto en el alojamiento (2), y el alojamiento puede ser acoplado rígidamente al carril para transformar las vibraciones en el carril al sensor de vibración (45).
11. Dispositivo como el reivindicado en las reivindicaciones 9 ó 10, en el que el depósito del agente de pulverización está dispuesto de forma intercambiable en el alojamiento (2).
12. Dispositivo como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un sensor de temperatura (62) que está conectado a los medios de control (48) y que genera una señal de temperatura representativa de la temperatura ambiente, en el que los medios de control (48) están adaptados para lubricar el carril solamente a una temperatura por encima de una temperatura mínima previamente almacenada.
13. Dispositivo como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo el depósito de agente de pulverización un alojamiento cilíndrico (46), un pistón (53) desplazable en el alojamiento (2), una salida de lubricante a través de la cual el lubricante puede ser descargado por la acción del pistón (53), y una alimentación de fluido para alimentar el fluido con el que el pistón (53) puede ser desplazado, en el que el lubricante está dispuesto en el alojamiento (2).
14. Sistema que comprende un carril interior y un carril exterior de una vía férrea dispuestos en forma de una curva además de un dispositivo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo está situado cerca del carril interior con el fin de aplicar lubricante a la superficie superior (19) del carril interior.
15. Sistema como el reivindicado en la reivindicación 14, en el que un segundo dispositivo está dispuesto cerca del carril exterior (b_{u}) para también aplicar lubricante sustancialmente a la superficie lateral (20) del carril exterior.
16. Sistema como el reivindicado en las reivindicaciones 14 ó 15, en el que los carriles forman parte de unas agujas que son ajustables entre la posición recta hacia adelante y la posición de desvío, estando dispuesto un detector con el que se puede detectar la posición y/o el movimiento de la cuchilla móvil de las agujas, y estando los medios de control (48) adaptados para lubricar los carriles solamente cuando las agujas están situadas en la posición de desvío.
17. Método para lubricar al menos uno de los carriles de una parte curva de una vía férrea, preferiblemente usando el dispositivo reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 1-13, comprendiendo el método:
-
proveer una unidad estacionaria de pulverización para estar colocada contigua a al menos el carril interior;
-
detectar las vibraciones generadas en el carril por un vehículo ferroviario;
-
generar una señal representativa de un vehículo ferroviario;
-
pulverizar lubricante con la unidad pulverizadora con una dosificación de lubricante predeterminada sobre el lado superior (19) del carril sobre la base de la señal de la vibración;
caracterizado por pulverizar lubricante con la unidad pulverizadora para aplicar una media de entre 0,01 g y 0,1 g de lubricante al carril por carril de vehículo ferroviario.
18. Método como el reivindicado en la reivindicación 17, que comprende expulsar lubricante en una dosificación de entre 0,2 - 0,4 g de lubricante.
19. Método como el reivindicado en la reivindicación 18, que comprende expulsar cuatro gotitas en el lado superior del carril, siendo cada gotita de aproximadamente 0,05 - 0,1 g.
20. Método como el reivindicado en la reivindicación 17, que comprende los pasos de:
-
determinar, sobre la base de la señal representativa de un vehículo ferroviario, el número de ejes que han pasado la unidad pulverizadora; y
-
cuando ha pasado un número de ejes prefijado, pulverizar lubricante en cada caso en la dosis de lubricante predeterminada, dependiendo la dosificación del número prefijado de pasos de ejes.
21. Método como el reivindicado en la reivindicación 20, en el que la dosis predeterminada está entre 0,1 g y 0,6 g por número prefijado de pasos de ejes.
22. Método como el reivindicado en la reivindicación 20, en el que la dosis de lubricante de entre 0,2 g y 0,4 g es aplicada por el número prefijado de pasos de ejes.
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