Verfahren zur Reibungsreduktion in einem Rad-Schiene-Kontakt bei einem schienengebundenen Fahrzeug und Verwendung eines Ultraschallerregers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reibungsreduktion in einem Rad-Schiene-Kontakt bei einem schienengebundenen Fahrzeug, welches zumindest ein mit einer Schiene in dem RadSchiene-Kontakt stehendes Schienenfahrzeugrad aufweist, sowie eine Verwendung eines Ultraschallerregers zu einer Reibungsreduktion .

Bei einem Betrieb von schienengebundenen Fahrzeugen, kurz von Schienenfahrzeugen, tritt - abhängig vom Betriebszustand - ein teils erheblicher Schlupf, d.h. Längs-, Quer- und/oder Bohrschlupf, in einem Rad-Schiene-Kontakt zwischen einem Schienenfahrzeugrad des Schienenfahrzeugs und der Schiene auf .

Zusammen mit im Rad-Schiene-Kontakt vorliegenden hohen Flächenpressungen (zwischen dem Schienenfahrzeugrad und der Schiene) bewirkt dieser Schlupf hohe Reibungsverluste, welche zu abrasivem Verschleiß am Schienenfahrzeugrad, insbesondere an dessen Radreifen bzw. an den dortigen Laufflächen, und der Schiene, insbesondere an deren Schienenkopf bzw. an dortigen Laufflächen, (, was einen bedeutenden Anteil von Instandhaltungskosten ausmacht) , akustischen Beeinträchtigungen, wie Kurvenquietschen oder Spurkranzzischeln, sowie einem erhöhten Energieverbrauch (Bodenwiderstand) führen.

Weiterhin treten dadurch in vielen Schienennetzen von schienengebundenen Fahrzeugen periodische Verschleißmuster auf den Schienen, wie beispielsweise Riffel, Schlupfwellen, Martensitflecken, und/oder den Schienenfahrzeugrädern, wie Polygone, auf, welche in der Regel auf eine durch Stick-Slip- Effekte (durch Unterschiede zwischen Haft und Gleitreibbei - wert) im Rad-Schiene-Kontakt induzierte Anregung zurückzufüh- ren sind.

Diese periodischen Verschleißmuster auf den Schienen und/oder Schienenfahrzeugrädern sind besonders störend, da sie in der Folge zu einer vertikaldynamischen Anregung mit teils erheb- licher Belästigung durch Körper- und Luftschall führen.

Um diesen Beeinträchtigungen bei Schienenfahrzeugrädern und Schienen entgegenzuwirken, ist präventiv ein hoher Instandhaltungsaufwand durch zum Beispiel (wöchentliches) Rutsch- ersteinschleifen der Schienen oder korrektiv durch häufiges Abdrehen der Radreifen und Schienenschleifen mit rotierenden Schleifscheiben und hohem Materialabtrag erforderlich.

Als Abhilfe gegen diesen Problemkreis werden auch schienen- fahrzeugseitige und/oder strecken-/schienenseitige Schmieranlagen verwendet .

Die Verteilung der Schmierstoffe bei diesen Schmierstoffanlagen beruht dabei auf dem Prinzip der Adhäsion des Schmier- Stoffes an den darüber rollenden Rädern der Schienenfahrzeuge, um (durch solche Schmieranlagen) punktuell aufgebrachte Schmiermengen über das Streckennetz zu verteilen.

Dadurch werden diese Schmiermittel systembedingt auch auf Netzbereiche bzw. Schienenabschnitte verteilt, in denen die Schmierwirkung unerwünscht ist. Dies kann zum Beispiel Steigerungsstrecken betreffen, in denen zum Überwinden der

Hangabtriebskraft und zum Beschleunigen der Schienenfahrzeuge ein hoher Kraftschlussbeiwert erforderlich ist. Generell ist die Verteilung des Schmiermittels dem Bremsvermögen der Schienenfahrzeuge abträglich, welches aufgrund der geringeren Kraftschlussbeiwerte bei den Schienenfahrzeugen mit ihrer Stahl-Stahl-Paarung per se schon deutlich kritischer ist, als beim Individualverkehr mit der Kontaktpaarung Gummi -Asphalt .

Weitere negative Auswirkungen der durch die Schmieranlagen applizierten Schmierstoffe sind Verunreinigung durch von den Schienenfahrzeugrädern abgeschleuderten oder auch fehlerhaft applizierten Schmierstoff, Rutschgefahr für andere Verkehrsteilnehmer durch Schmiermittel auf den Schienenköpfen straßenbündiger Schienen, Umweltverschmutzung durch den Schmier- Stoff, Verschleißsteigerung durch die Bindung von Straßenschmutz/Bremssand im Schmiermittel, Schmierstoffverlust durch Bewitterung, wie zum Beispiel Regen, sowie auch resultierende Verbrauchskosten, sowie Wartungskosten, beispielsweise zum Befüllen der Schmieranlagen.

Üblich - bei den schienenfahrzeugseitigen Schmieranlagen - sind fahrzeugseitig installierte Spurkranzschmieranlagen, welche mittels Fett-Sprühdüsen bzw. Fett- oder Graphit- Schmierstiften die Spurkranzflanken der Spurkränze der Schie- nenfahrzeugräder schmieren, um so den Verschleiß an der Spurkranzflanke und der Schienenkante zu reduzieren, sowie aus dem Reibkontakt angeregte Schwingungen, welche zu akustischen Emissionen führen (Spurkranzzischeln) zu begrenzen. Weiterhin üblich - bei den strecken-/schienenseitigen

Schmieranlagen - sind streckenseitig installierte Fett- Schmiervorrichtungen, welche durch das darüber rollende

Schienenfahrzeugrad aktiviert werden, aber meist nur eine deutlich unpräzisere Schmierbenetzung erreichen, und damit gegenüber fahrzeugseitigen Sprühanlagen zu deutlichem

Schmierstoff erlust führen.

Gelegentlich (insbesondere auf Rasengleisen) werden auch streckenseitige Wassersprühanlagen als Schmieranlagen installiert, um den Reibwert zu reduzieren. Dadurch lässt sich die Umweltverschmutzung durch Schmierstoffe reduzieren, wofür man aber eine erhöhte Rostbildung bei den Schienen in Kauf nehmen muss. Ein Einsatz bei Frost ist - wegen des verwendeten Was- sers - ebenfalls problematisch.

Neben der üblicherweise vorhandenen SpurkranzSchmierung/ - schmieranlagen sind auch Laufflächenschmierungen/ - schmieranlagen im Einsatz, die das, insbesondere bei engen Schienenbögen, beispielsweise Straßenbahn-Bögen und engen U- Bahn-Wendeschleifen, sehr störende Kurvenquietschen verhindern sollen.

Dort wird dabei über eine schienenfahrzeugseitig installierte Sprühdüse der Schmierstoff auf den Schienenkopf der Schiene bzw. auf die Radlauffläche des Schienenfahrzeugrades gesprüht .

Alternativ zu diesen schienenfahrzeugseitig installierten Laufflächenschmierungen/ - schmieranlagen gibt es aber auch entsprechende streckenseitig fest installierte Schmieranlagen .

Insbesondere auf Strecken bzw. Schienen ( -abschnitten) , die gemeinsam mit dem Individualverkehr genutzt werden, müssen spezielle thixotrope Schmiermittel verwendet werden, damit der Individualverkehr nicht durch den reduzierten Reibbei- wert, insbesondere auf den Schienenköpfen, gefährdet wird. Insbesondere für die einspurigen Motorräder und Fahrräder steigt die Sturzgefahr sonst erheblich an. Aber auch für zweispurige Fahrzeuge wie beispielsweise einem PKW, besteht eine erhöhte Gefährdung durch verlängerte Bremswege oder Schleudergefahr .

Thixotrope Schmierstoffe besitzen einen erhöhten Gehalt an Feststoffen, beispielsweise Aluminium, und entfalten ihre Schmierwirkung im Wesentlichen erst unter einer sehr hohen Flächenpressung, wie sie im Rad-Schiene-Kontaktpunkt vor- liegt, nicht aber unter einem Gummireifen.

Diese Laufflächen-Schmiermittel stellen immer einen Kompro- miss dar, da sie den Unterschied zwischen Haft- und Gleit- reibbeiwert reduzieren sollen, ohne den Gesamt-Reibbeiwert zu stark zu reduzieren, der zum sicheren Bremsen und Antreiben benötigt wird.

Problematisch ist bei den thixotropen Schmiermitteln auch, dass sie meist ein zusätzliches Rührwerk benötigen, um einer Entmischung des Schmierstoffs im Vorratsbehälter entgegenzuwirken .

Auf besonders engen Depotgleisen und Wendeschleifen werden Schmierstoffe teilweise auch manuell mittels Pinsel auf die Schienen aufgetragen, was einen erhöhten Aufwand erfordert.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Nachteile aus dem Stand der Technik bei schienengebundenen Fahrzeugen zu beheben und ein vorteilhaftes Verfahren zur Reibungsreduktion bzw.

Schmierung eines Rad-Schiene-Kontakts bei einem schienengebundenen Fahrzeug anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Reibungsreduktion in einem Rad-Schiene-Kontakt bei einem schienengebun- denen Fahrzeug, welches zumindest ein mit einer Schiene in dem Rad-Schiene-Kontakt stehendes Schienenfahrzeugrad aufweist, und einer Verwendung eines Ultraschallerregers zu einer Reibungsreduktion mit den Merkmalen des jeweiligen unab- hängigen Patentanspruchs .

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung und beziehen sich auf das Verfahren und die Verwendung.

Nach dem Verfahren ist vorgesehen, dass zumindest eines der in dem Rad-Schiene-Kontakt stehenden Bauteile, insbesondere die Schiene bzw. deren Schienenkopf und/oder deren Schienensteg und/oder das Schienenfahrzeugrad bzw. ein Bauteil von diesem, wie auch einen Achsstummel und/oder eine Radscheibe des Schienenfahrzeugrads, zu Ultraschallschwingungen angeregt wird .

Dabei kann unter Ultraschall Schall mit Frequenzen oberhalb eines (üblichen) Hörfrequenzbereichs eines Menschen, d.h. Frequenzen ab etwa 16 kHz, verstanden werden.

Alternativ kann auch die Anwendung von Schwingungsfrequenzen unterhalb des Ultraschalls sinnvoll möglich sein.

Nach der Verwendung ist vorgesehen, diese verfahrensgemäße Reibungsreduktion in dem Rad-Schiene-Kontakt unter Verwendung eines Ultraschallerregers, insbesondere eines Ultraschallschwingers und/oder Ultraschallschwingkopfes, beispielsweise auf Basis eines Piezo- oder magnetostriktiven Effekts, durchzuführen . Unter Ultraschallerreger mag dabei im Allgemeinen jede Art von technischem Mittel verstanden werden, welches geeignet ist, Ultraschallschwingungen zu erzeugen. Anders und kurz ausgedrückt, es ist die Reibungsreduktion in dem Rad-Schiene-Kontakt bzw. eine Schmierung des Rad-Schiene- Kontakts mittels Ultraschallschwingungen vorgesehen.

Diese reibungsreduzierende bzw. schmierende Ultraschall - Schwingungen können mittels des Ultraschallerregers, welcher an zumindest einem der in dem Rad-Schiene-Kontakt stehenden Bauteile angeordnet sein kann, erzeugt bzw. in das Bauteil eingeleitet (- und dieses zu entsprechenden Schwingungen angeregt) werden.

Die Ultraschallanregung kann gegebenenfalls auch an mehreren Orten an dem zumindest einem in dem Rad-Schiene-Kontakt stehenden Bauteil erzeugt werden und/oder es können auch mehrere in dem Rad-Schiene-Kontakt stehenden Bauteile mit dem Ultra- schall angeregt werden.

Somit kann auf bekannte bzw. übliche Schmierstoffe bzw.

SchmierstoffSysteme und ihre beschriebenen Nachteile für die Reibungsreduktion in dem Rad-Schiene-Kontakt bzw. die Schmie- rung des Rad-Schiene-Kontakts - ganz oder teilweise - verzichtet werden.

Dem Verfahren und der Anordnung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass - wird mindestens eines von zwei in (Reib- ) Kontakt miteinander stehenden Bauteilen, insbesondere hier mindestens eines der in dem Rad-Schiene-Kontakt stehenden Bauteile, insbesondere ein Schienenkopf der Schiene und/oder das Schienenfahrzeugrad, mit Ultraschallschwingungen angeregt - es im (Reib- ) Kontakt zu einer periodischen Umkehrung von Bewegungsrichtungen kommt .

Wenn kontaktierende Bauteile bzw. deren sich kontaktierende Bauteilbereiche durch die Ultraschallschwingung entgegengesetzte Bewegungsrichtungen aufweisen, dann heben sich wirksame Reibungskräfte zum Teil gegenseitig auf (Reibkraftreduktion/Reibungsreduktion) . Idealerweise kann dadurch (Reibkraftreduktion/Reibungsreduktion) ein Verschiebewiderstand des einen Bauteils auf dem anderen - und damit der effektive äußere Reibewert bis auf null reduziert werden (Schmierwirkung/Schmierung) . Ist dieser reibungsreduzierende (bzw. reibkraftreduzierende) bzw. „Schmierwirkung entfaltende" Effekt besonders wirksam, wenn eine absolute Bewegungsgeschwindigkeit eines Bauteils sehr gering ist, so dass sie in etwa in der gleichen Größenordnung liegt, wie eine Schwingungsgeschwindigkeit einer Ult- raschallanregung, so ist das Verfahren und die Verwendung besonders dann vorteilhaft (bei Schienenfahrzeugrädern im Rad- Schiene-Kontakt) , wenn die Schienenfahrzeugräder bei einer Bogenfahrt (in einem (engen) Schienenbogen) querschlupfen. So beträgt beispielsweise der Querschlupf bei einer Bogenfahrt in einem 50m Bogen nur ca. 1,8% der Fortbewegung in Rollrichtung .

Die - durch das Verfahren und die Verwendung bewirkte („Ultraschall") - Reibkraftreduktion im Rad-Schiene-Kontakt, ins- besondere den Laufflächenkontakten (Radlauffläche-

Schienenkopf-Kontakt) , führt auch zu einer deutlichen Reduktion von Verschleiß an den kontaktierenden Laufflächen, d.h. zu einer Reduktion des Radlaufflächenverschleißes und des Schienenkopf erschleißes , aufgrund von - dann reduzierten - Quer- und Längsschlupfkräften .

Da die Spurführungskräfte, insbesondere in einem, im Besonde- ren engen, Schienenbogen, durch die geometrisch erzwungenen Quer- und Längsschlupfkräfte im Laufflächenkontakt dominiert sind, führt diese - durch das Verfahren und die Verwendung bewirkte - Reibkraftreduktion weiterhin zu einer entsprechenden Reduktion der in den Spurkranz -Kontaktpunkten abzustüt- zenden Spurführungskräfte.

Zusammen mit dem - durch das Verfahren und die Verwendung bewirkte („Ultraschall") - reduzierten Reibbeiwert im Spurkranzkontakt ergibt sich so eine erhebliche Reduktion der im Spurkranzkontakt umgesetzten Reibenergien und damit des Spurkranzverschleißes, sowie eines Schienenkantenverschleißes .

Als weiterer positiver Zusatzeffekt führen die - durch das Verfahren und die Verwendung bewirkte („Ultraschall") - Reib- kräfte auch zu einer Verbesserung der Sicherheit gegen Entgleisen des Schienenfahrzeugs.

Ein weiterer vorteilhafter Zusatznutzen bei bzw. zu dem durch das Verfahren und der Verwendung (unmittelbar) bewirkte Reib- kraftreduktion/Reibungsreduktion bzw. Schmierung ist auch eine Reinigungswirkung der Ultraschallschwingungen, welche helfen kann, verschleißfördernde Partikel von der Schiene und/oder dem Schienenfahrzeugrad zu entfernen. Das Verfahren und die Verwendung ist - je nach Erregungsort der Ultraschallerregung bzw. Installations-/Anbringungsort des bzw. von Ultraschallerregern - darüber hinaus auch zusammen mit einer herkömmlichen schienenfahrzeugseitigen Spurkranzschmieranlage durchführbar - oder aber beispielsweise als kombinierte ( schienenfahrzeugseitige) Laufflächen- und Spurkranzschmieranlage .

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Schienenfahrzeug ein Zug, eine Straßenbahn, eine U-Bahn oder eine S-Bahn ist.

Zweckmäßigerweise kann das zumindest eine - zu Ultraschall - Schwingungen angeregte - Bauteil die Schiene (auch als „Schienenkörper" bezeichnet) , insbesondere ein Schienensteg und/oder ein Schienenkopf, und/oder das Schienenfahrzeugrad, insbesondere eine Radscheibe, und/oder ein Achsstummel sein. Auch anders ausgedrückt, der - das zumindest eine Bauteil zu Ultraschallschwingungen anregende - Ultraschallerreger kann an der Schiene, insbesondere an dem Schienensteg oder dem Schienenkopf, und/oder an dem Schienenfahrzeugrad, insbesondere an der Radscheibe, und/oder in dem Achsstummel angeordnet sein.

Besonders zweckmäßig - da technisch einfach umsetzbar - ist es, die Schiene bzw. den Schienenkörper - insbesondere mittels eines oder mehrerer von den Ultraschallerregern - anzuregen bzw. dort die Ultraschallschwingung ein- bzw. aufzubringen . Das kann beispielsweise geometrisch vorteilhaft bzw. dieser eine oder diese mehreren Ultraschallerreger kann/können geometrisch vorteilhaft seitlich am Schienensteg und/oder auf einer Unterseite des Schienenkopfes erfolgen bzw. angeordnet sein .

Über die Schwingungsausbreitung in der Schiene kann so ein ausgewählter Schienenabschnitt, beispielsweise ein (relevanter enger (vgl. „Querschlupf")) Bogenbereich, mit einer be- grenzten Anzahl von den Ultraschallerregern geschmiert werden .

Auf diese Weise kann beispielsweise eine stationäre Ultra- schallschmieranlage in einem Gleisbogen realisiert werden, um einen Bogenwiderstand (und so einen Energieverbrauch) (deutlich) herabzusetzen und das Kurvenquietschen zu unterbinden.

Zweckmäßigerweise - zur Reduzierung eines Energieverbrauchs bei dem bzw. den Ultraschallerregern - kann dieser bzw. können diese nur während der Überfahrt des Schienenfahrzeugs über den ausgewählten Schienenabschnitt, beispielsweise einen Schienenbogen, aktiviert werden. Alternativ kann die Ultraschallan-/erregung am Schienenfahrzeugrad sein, beispielsweise mittels eines - mitdrehend - an dem Schienenfahrzeugrad angeordneten Ultraschallerregers und/oder mittels eines - nicht mitdrehend - in dem Achsstummel des Schienenfahrzeugrads angeordneten Ultraschallerre- gers .

Zweckmäßigerweise - ebenfalls zur Reduzierung eines Energieverbrauchs bei dem bzw. den Ultraschallerregern - kann dieser bzw. können diese bei einer solchen „ schienenfahrzeugseiti - gen" Erregung/Installation, ähnlich wie bei einer konventionellen Spurkranzschmierung/Laufflächenschmierung, nur in dem ausgewählten Schienenabschnitt, beispielsweise einem Schienenbogen, aktiviert werden. Ist der ausgewählte Schienenabschnitt ein gerader Gleisabschnitt, so kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, den bzw. die Ultraschallerreger „dort" (d.h. schienenseitig oder auch schienenfahrzeugseitig angebracht/angeregt) (bei Überfahrt des Schienenfahrzeugs in dem ausgewählten Schienenabschnitt) mit einer reduzierten Leistung zu betreiben.

Ferner kann auch vorgesehen sein, insbesondere bei einer schienenfahrzeugseitigen Anregung/Erregung bzw. Installation (von einem oder mehreren Ultraschallerregern) , dass die Ultraschallerregung bzw. der bzw. die Ultraschallerreger beispielsweise bei Auslösung einer Gefahrenbremse ausgeschaltet wird/werden, um zur Erzielung eines kurzen Bremswegs einen möglichst hohen Kraftschlussbeiwert (im Rad-Schiene-Kontakt) zu erzielen.

Zusammenfassend lassen sich weitere durch das Verfahren und die Verwendung („Ultraschall") ergebenden Vorteile (insbeson- dere gegenüber der herkömmlichen Technologie der Reibungsreduktion mittels Schmierstoffen) kurz wie folgt aufzählen:

- Vollständiger oder zumindest teilweiser Verzicht von

Schmierstoffen im Rad-Schiene-Kontakt führt zu:

- Vermeidung von Verunreinigungen durch Schmierstoffe,

- Vermeidung von Beeinträchtigungen des Kraftschlusses

durch Schmierstoffe, wie z.B. beim Bremsen oder Befahren von Steigungen, was bei Laufflächenkonditionieranlagen nach wie vor problematisch ist,

- Vermeidung der durch Schmierstoffe gegebenen Rutschgefahr anderer Verkehrsteilnehmer, wie beispielsweise bzw. insbesondere Motorrad- und/oder Radfahrer,

- Entfall der Verschleißsteigerung durch an Schmierstoffe gebundenen Straßenschmutz, beispielsweise Bremssand, Vermeidung von Umweltverschmutzung durch Schmierstoffe,

- keine Beeinträchtigung der Schmierung durch mangelnde Schmiermitteladhäsion aufgrund von Feuchte und/oder Staubeinwirkung,

- keine Beeinträchtigung der Schmierwirkung aufgrund

Schmiermittelabtrag durch Bewitterung, - keine Unterscheidung in Schmiermittel für Lauffläche und

Spurkranzflanke erforderlich,

- Schmierstoff-Verbrauchskosten/ -Wartungskosten entfallen, - keine Beeinträchtigung der Schienenliegedauer durch zusätzliche Rosteinwirkung (gegenüber stationärer Wasserschmierung) ,

- einsetzbar in allen Temperaturbereichen (gegenüber sta- tionärer Wasserschmierung) .

- Vollständiger oder zumindest teilweiser Verzicht auf den Einsatz von Schmierfetten. - Wettbewerbsvorteil durch eine umweltfreundliche Technologie ohne Verlustschmierung, reduzierten Energieverbrauch, reduzierten Rad-Schiene-Verschleiß, Reduktion von Kurvenquietschen ohne die negativen Auswirkungen auf den Kraftschluss zum Bremsen/Antreiben.

Bauraum, Gewichts- und Kostenvorteil durch Entfall einer Hydraulikverrohrung und/oder von Schmiermittelbehältern, insbesondere am Schienenfahrzeug. Wartungsarme elektrisch betreibbare Technologie ohne Verstopfungsgefahr und/oder Schmierstoffentmischung .

Die Erfindung und die beschriebenen Weiterbildungen können sowohl in Software als auch in Hardware, beispielsweise unter Verwendung einer speziellen elektrischen Schaltung, realisiert werden.

Ferner ist eine Realisierung der Erfindung oder einer be- schriebenen Weiterbildung möglich durch ein computerlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung oder die Weiterbildung ausführt.

Auch können die Erfindung und/oder jede beschriebene Weiter- bildung durch ein Computerprogrammerzeugnis realisiert sein, welches ein Speichermedium aufweist, auf welchem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches die Erfindung und/oder die Weiterbildung ausführt. Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammenge- fasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weite- ren Kombinationen zusammengefasst werden.

Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anordnung kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale, gegenständlich formuliert, auch als Eigenschaft der entsprechenden Anordnung zu sehen und umgekehrt . Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das je- weilige Zahlwort eingeschränkt sein. Ferner sind die Wörter „ein" bzw. „eine" nicht als Zahlwörter, sondern als unbestimmte Artikel zu verstehen.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf darin angegebene Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel ent- fernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einer beliebigen der Ansprüche kombiniert werden .

Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Ansicht eines Schienenfahrzeugrades mit einem schienenfahrzeugseitig angeordneten

Ultraschallerreger,

FIG 2 eine schematische Ansicht (Querschnitt) eines

Schienenfahrzeugrades und einer Schiene im Rad-

Schiene-Kontakt mit an verschiedenen Orten (am

Schienenfahrzeugrad und an der Schiene) angeordneten Ultraschallerregern FIG 3 einen Schienenabschnitt eines Streckennetzes für

Schienenfahrzeuge mit streckenseitig an verschiedenen Orten (an der Schiene) angeordneten Ultra- schallerregern.

Schmierung/Reibungsreduktion des Rad-Schiene-Kontakts mittels Ultraschall (FIG 1, FIG 2 und FIG 3) . FIG 1 zeigt ein (Schienenfahrzeug- ) Rad 2, kurz im Folgenden nur Rad 2, eines Schienenfahrzeugs 1, hier eines (Eisenbahn-) Zuges 1.

Wie FIG 1 zeigt, weist das Rad 2 - üblicherweise aus Stahl - eine Radscheibe 5 auf, welche auf einer Achswelle 9, hier sichtbar in FIG 1 ein Abschnitt eines (innen 18 liegenden) Achsschenkels 8 und eines (äußeren) Achsstummels 10, sitzt, auf. Auf der Radscheibe 5 sitzt der Radreifen 4. Auf der Außenseite des Radreifens 4 befinden sich der Spurkranz 6 und die Lauffläche 15 des Rades 2.

Der Spurkranz 6 ist, wie FIG 1 verdeutlicht, ein mehrere Zentimeter, beispielsweise etwa drei Zentimeter, hoher vertika- 1er Wulst, der sich an der zur Mitte 18 einer Schiene 11 gerichteten Seite des Rades 2 befindet (vgl. FIG 2) .

An die Spurkranzkuppe 16 schließt sich, wie FIG 1 auch zeigt, die in der Regel ca. 70 Grad geneigte Spurkranzflanke 7 an, bevor der Spurkranz 6 über eine Hohlkehle 17 in die Lauffläche 15 des Rades 2 übergeht.

Wie FIG 1 weiter zeigt, ist an der Radscheibe 5 des Rades 2 ein Ultraschallschwingkopf 3 angebracht, welcher (unmittel- bar) die Radscheibe 5 - bzw. sich darüber ausbreitend - das Rad 2 - und so auch die in Reibkontakt (des Rad-Schiene- Kontaktes, vgl. FIG 2) stehenden Bauteile des Rades 2, d.h. die Lauffläche 15 und die Spurkranzflanke 7 des Rades 2, zu Ultraschallschwingungen anregt, was reibungsreduzierende

(bzw. reibkraftreduzierende) bzw. „Schmierwirkung entfaltende" Effekte (sowie weitere nützliche Effekte, wie Reinigungseffekte,) verursacht bzw. bewirkt. Die Energieversorgung und Steuerung des Ultraschallschwingkopfes 3 erfolgt - kabelverbunden (nicht gezeigt) - durch eine entsprechende Energieversorgungs- und Steuerungseinheit (nicht gezeigt) . Alternativ oder ergänzend kann ein (weiterer) Ultraschallschwingkopf (3), wie in FIG 1 angedeutet ist, auch - nicht mitdrehend - im Achsstummel 10 der Achswelle 9 des Rades 2 angeordnet sein. Auch dessen Energieversorgung und Steuerung kann - kabelverbunden (nicht gezeigt) - durch eine entsprechende Energieversorgungs- und Steuerungseinheit erfolgen (nicht gezeigt) .

FIG 2 zeigt (in einem Querschnitt) dieses Rad 2 des Zuges 1 - zusammen mit einer Schiene 11 im Rad-Schiene-Kontakt.

Wie FIG 2 zeigt, weist die Schiene 11 einen Schienenfuß 14, einen Schienensteg 13 und einen Schienenkopf 12 auf. Auf der Oberseite des Schienenkopfes 12 ist dessen Lauffläche 15 an- geordnet, auf welcher das Rad 2 (über dessen Lauffläche 15 und Spurkranzflanke 7 bzw. der Lauffläche 15 und Spurkranz - flanke 7 des Radreifens 4) (in Kontakt stehend) abrollt. Über den Lauffläche 15/Spurkranzflanke 7 (des Rades 2) - Lauffläche 15 (der Schiene 11) - Kontakt zwischen dem Rad 2 und der Schiene 11 bildet sich der Rad-Schiene-Kontakt aus. Wie FIG 2 weiter zeigt, ist seitlich, d.h. an der zur Schienenmitte 18 zeigenden Seite, am Schienensteg 13 ein Ultraschallschwingkopf 3 angeordnet, welcher (unmittelbar) den Schienensteg 13 - bzw. sich darüber ausbreitend - die Schiene 11 - und so auch das in Reibkontakt (des Rad-Schiene- Kontaktes) stehende Bauteil der Schiene 11, d.h. die Lauffläche 15 der Schiene 11, zu Ultraschallschwingungen anregt, was die reibungsreduzierende (bzw. reibkraftreduzierende) bzw. „Schmierwirkung entfaltende" Effekte (sowie weitere nützliche Effekte, wie Reinigungseffekte,) verursacht bzw. bewirkt.

Die Energieversorgung und Steuerung auch dieses Ultraschallschwingkopfes 3 erfolgt - kabelverbunden (nicht gezeigt) - durch eine entsprechende Energieversorgungs- und Steuerungs- einheit .

Alternativ oder ergänzend können (weitere) Ultraschallschwingköpfe 3, wie in FIG 2 angedeutet ist, auch auf den Unterseiten 19 des Schienenkopfes 12 der Schiene 11 und/oder an der äußeren Seite des Schienensteges 13 angeordnet sein.

Die Energieversorgung und Steuerung des bzw. dieser Ultraschallschwingköpfe 3 kann ebenso - kabelverbunden (nicht gezeigt) - durch eine bzw. durch entsprechende Energieversorgungs- und Steuerungseinheiten erfolgen.

Die für die Schiene 11 vorgesehenen Ultraschallschwingköpfe 3 können in Kombination mit den für das Rad 2 vorgesehenen Ultraschallschwingköpfen 3 verwendet werden. FIG 3 zeigt einen Schienenabschnitt 20 eines (Eisenbahn 1 -) Streckennetzes, welcher - vereinfacht in FIG 3 angedeutet - zumindest einen (engen) Schienenbogen 21 - reichend von einem Bogenanfang 22 bis zu einem Bogenende 23 - sowie einen gera- den Gleis-/Schienenabschnitt 24 aufweist.

Wie FIG 3 verdeutlicht, sind - um den Schienenbogen 21 mit einer begrenzten Anzahl von Ultraschallschwingköpfen 3 zu schmieren - mehrere, hier beispielsweise - paarweise (weil zwei parallel verlegte Schienen 11 einen Gleisabschnitt 20 definieren) - drei (so insgesamt sechs) ) Ultraschallschwingköpfe 3, wie in FIG 2 im Detail gezeigt bzw. dazu beschrieben, seitlich den Schienenstegen 13 und/oder an den Unterseiten 19 der Schienenköpfe 12 angeordnet.

Auf diese Weise wird eine stationäre Ultraschallschmieranlage in dem Gleis-/Schienenbogen 21 realisiert, um den Bogenwider- stand (und so einen Energieverbrauch für die Züge 1) herabzusetzen und das Kurvenquietschen zu unterbinden.

Zweckmäßig werden - zur Reduzierung des Energieverbrauchs der „ stationären"/» streckenseitigen" Ultraschallschwingköpfe 3 - diese nur während der (Schienenbogen 21 -) Überfahrt von Zügen 1 aktiviert.

Entsprechendes ist auch für die „ schienenfahrzeugseitigen" Ultraschallschwingköpfe 3 (vgl. FIG 1) vorgesehen; d.h., auch diese werden nur dann aktiviert, wenn sich der entsprechende Zug 1 in der (Schienenbogen 21 -) Überfahrt im Schienenbogen 21 befindet.

Wie FIG 3 weiter auch verdeutlicht, sind - um auch den geraden Gleisabschnitt 24 zu schmieren - mehrere, hier beispielsweise - paarweise (weil zwei parallel verlegte Schienen 11 einen Gleisabschnitt 20 definieren) - zwei (so insgesamt vier) Ultraschallschwingköpfe 3, seitlich an den Schienenstegen 13 und/oder an den Unterseiten 19 der Schienenköpfe 12 angeordnet .

Auch werden diese zweckmäßigerweise - zur Energieverbrauchs- ersparnis - dann aktiviert und mit reduzierter Leistung betrieben, wenn sich der Zug 1 in der Überfahrt im geraden Gleisabschnitt 24 befindet. Entsprechendes zur Aktivierung und Leistungsabgabe gilt auch für die „schienenfahrzeugseiti- gen" Ultraschallschwingköpfe 3.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele ein geschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.