Magneet zet trein op het juiste spoor

br />
,,Eigenlijk heb ik het verzonnen, in een brainstormsessie”, geeft Abboy Verkuilen schoorvoetend toe. Maar het had net zo goed een ander kunnen zijn, vindt de student industrieel ontwerpen. Hij kwam op het idee van de magnetische spoorwissel, een wissel zonder bewegende delen die de trein met een elektromagneet op het goede spoor trekt.

Met zijn vijven hadden de studenten van het vak ‘ontwerpen 6’ de opdracht om voor spoorwegmaterieelleverancier Vialis iets nieuws te verzinnen voor het spoor. Ze kwamen al gauw uit op wissels. Die zijn door hun ouderwetse ontwerp en bewegende onderdelen bron van de meeste technische storingen op het spoorwegnet. Volgens schattingen van de studenten zijn er in Nederland tienduizend wissels, waarvan er per jaar tweeduizend een storing hebben.

,,Eerst leek de magneet een belachelijk idee”, vertelt Verkuilen. Toen iemand een ontwerp bedacht waarin de trein naar links of rechts geblazen moest worden, leek het idee echter opeens niet zo raar meer. Eigen berekeningen en berekeningen van elektrotechnici lieten zien dat het mogelijk was een hele trein met een elektromagneet van koers te doen veranderen, met een boel mitsen en maren.

Voor de manoeuvre moet er door een forse magneet stroom lopen van enkele tientallen ampères. Het magnetisch veld trekt aan de stalen wielen van de trein en leidt ze de juiste rails op. De kracht van het magneetveld neemt snel af met de afstand, waardoor er in de coupé nog maar weinig van te merken is: een geruststelling voor passagiers met pacemakers, laptops of metalen implantaten.

,,Een nadeel is wel dat het veld wervelstromen in de wielen kan veroorzaken, die de trein een beetje afremmen”, zegt Verkuilen. Dat valt misschien op te heffen door de wielen af te schermen met metalen platen, of door de wielen in laagjes op te bouwen. Zulke oplossingen leveren echter wel veel kosten om wagon te verbouwen.

Storingsgevoelig

Het voordeel van de magnetische spoorwissel is dat hij veel minder onderhoud en reparaties vergt dan de huidige, mechanische wissels, en dat hij sneller kan wisselen, vertelt Wim Verheul van Vialis, de begeleider van de studenten. Een magneet kan eigenlijk nauwelijks kapot, voegt Verkuilen toe. Bovendien is heel makkelijk op afstand te testen of een magnetisch veld aangeschakeld is of niet. Het stroomverbruik is beperkt: één accu is volgens ruwe berekeningen voldoende om de wissel in geval van stroomuitval één keer te laten werken.

,,Betrouwbaarheid is een van de belangrijkste aspecten bij spooronderdelen”, zegt Verheul. Mechanische wissels zetten de trein met wisseltongen op het goede spoor. Dit zijn lange, spits uitlopende rails binnen de gewone rails, die met een elektromotor via een stang verbogen worden. Die motoren zijn onderhouds- en storingsgevoelig. In het magneetontwerp ontbreken de tongen eenvoudig.

Verheul: ,,De huidige wissels zijn niet ontworpen volgens moderne principes van meet- en regeltechniek.” Het controlemechanisme op de wisselstang is volgens Verheul te sterk verweven met het aansturingmechanisme. Als de wissel meldt dat hij stuk is, weet je niet of het wel zo ís, of wat er dan aan de hand is. Er moet altijd een dure werkliedenploeg heen.

Koelkastdeur

,,Er bestaan bij Railforum, een club van beleidsmakers en industrieën op spoorgebied, visionaire ideeën voor zelfaandrijvende wagons”, vertelt Verheul. ,,Treinen zouden tijdens het rijden opgesplitst kunnen worden. Maar dan heb je daar wel de bijpassende infrastructuur voor nodig.” De magnetische wissel kan sneller wisselen en zou wagons razendsnel uit een voorbijrazende trein kunnen wippen.

Al hebben de IO’ers er acht maanden twee dagen per week aan besteed, het ontwerp blijft een concept. ,,Er zijn geen bouwtekeningen. Als industrieel ontwerper kun je niet alle details helemaal in gaan vullen. We hebben goed aangetoond dat het kan, dat is alles.”

Na een weinig opleverende tocht langs potentiële mede-ontwikkelaars, besloot Vialis voorlopig niet verder te gaan met het ontwerp, ook omdat er nog extra technische moeilijkheden opdoemden. Volgens Verheul is de tijd die nodig is voor het ontwikkelen, testen, certificeren en op de markt brengen, minstens twintig jaar.

Voorlopig bestaat de magnetische wissel dus alleen nog op modelspoorwegschaal. Een magneetje, model koelkastdeur, kan links of rechts van de de spoorbaan neergezet worden, laat Verheul zien. Het zet de Märklinlocomotief in elk geval alvast consequent op het goede spoor.

Studenten industrieel ontwerpen braken met de conservatieve wetten van de spoormaterieelwereld en ontwierpen een magnetische wissel. Leverbaar over minstens twintig jaar.

,,Eigenlijk heb ik het verzonnen, in een brainstormsessie”, geeft Abboy Verkuilen schoorvoetend toe. Maar het had net zo goed een ander kunnen zijn, vindt de student industrieel ontwerpen. Hij kwam op het idee van de magnetische spoorwissel, een wissel zonder bewegende delen die de trein met een elektromagneet op het goede spoor trekt.

Met zijn vijven hadden de studenten van het vak ‘ontwerpen 6’ de opdracht om voor spoorwegmaterieelleverancier Vialis iets nieuws te verzinnen voor het spoor. Ze kwamen al gauw uit op wissels. Die zijn door hun ouderwetse ontwerp en bewegende onderdelen bron van de meeste technische storingen op het spoorwegnet. Volgens schattingen van de studenten zijn er in Nederland tienduizend wissels, waarvan er per jaar tweeduizend een storing hebben.

,,Eerst leek de magneet een belachelijk idee”, vertelt Verkuilen. Toen iemand een ontwerp bedacht waarin de trein naar links of rechts geblazen moest worden, leek het idee echter opeens niet zo raar meer. Eigen berekeningen en berekeningen van elektrotechnici lieten zien dat het mogelijk was een hele trein met een elektromagneet van koers te doen veranderen, met een boel mitsen en maren.

Voor de manoeuvre moet er door een forse magneet stroom lopen van enkele tientallen ampères. Het magnetisch veld trekt aan de stalen wielen van de trein en leidt ze de juiste rails op. De kracht van het magneetveld neemt snel af met de afstand, waardoor er in de coupé nog maar weinig van te merken is: een geruststelling voor passagiers met pacemakers, laptops of metalen implantaten.

,,Een nadeel is wel dat het veld wervelstromen in de wielen kan veroorzaken, die de trein een beetje afremmen”, zegt Verkuilen. Dat valt misschien op te heffen door de wielen af te schermen met metalen platen, of door de wielen in laagjes op te bouwen. Zulke oplossingen leveren echter wel veel kosten om wagon te verbouwen.

Storingsgevoelig

Het voordeel van de magnetische spoorwissel is dat hij veel minder onderhoud en reparaties vergt dan de huidige, mechanische wissels, en dat hij sneller kan wisselen, vertelt Wim Verheul van Vialis, de begeleider van de studenten. Een magneet kan eigenlijk nauwelijks kapot, voegt Verkuilen toe. Bovendien is heel makkelijk op afstand te testen of een magnetisch veld aangeschakeld is of niet. Het stroomverbruik is beperkt: één accu is volgens ruwe berekeningen voldoende om de wissel in geval van stroomuitval één keer te laten werken.

,,Betrouwbaarheid is een van de belangrijkste aspecten bij spooronderdelen”, zegt Verheul. Mechanische wissels zetten de trein met wisseltongen op het goede spoor. Dit zijn lange, spits uitlopende rails binnen de gewone rails, die met een elektromotor via een stang verbogen worden. Die motoren zijn onderhouds- en storingsgevoelig. In het magneetontwerp ontbreken de tongen eenvoudig.

Verheul: ,,De huidige wissels zijn niet ontworpen volgens moderne principes van meet- en regeltechniek.” Het controlemechanisme op de wisselstang is volgens Verheul te sterk verweven met het aansturingmechanisme. Als de wissel meldt dat hij stuk is, weet je niet of het wel zo ís, of wat er dan aan de hand is. Er moet altijd een dure werkliedenploeg heen.

Koelkastdeur

,,Er bestaan bij Railforum, een club van beleidsmakers en industrieën op spoorgebied, visionaire ideeën voor zelfaandrijvende wagons”, vertelt Verheul. ,,Treinen zouden tijdens het rijden opgesplitst kunnen worden. Maar dan heb je daar wel de bijpassende infrastructuur voor nodig.” De magnetische wissel kan sneller wisselen en zou wagons razendsnel uit een voorbijrazende trein kunnen wippen.

Al hebben de IO’ers er acht maanden twee dagen per week aan besteed, het ontwerp blijft een concept. ,,Er zijn geen bouwtekeningen. Als industrieel ontwerper kun je niet alle details helemaal in gaan vullen. We hebben goed aangetoond dat het kan, dat is alles.”

Na een weinig opleverende tocht langs potentiële mede-ontwikkelaars, besloot Vialis voorlopig niet verder te gaan met het ontwerp, ook omdat er nog extra technische moeilijkheden opdoemden. Volgens Verheul is de tijd die nodig is voor het ontwikkelen, testen, certificeren en op de markt brengen, minstens twintig jaar.

Voorlopig bestaat de magnetische wissel dus alleen nog op modelspoorwegschaal. Een magneetje, model koelkastdeur, kan links of rechts van de de spoorbaan neergezet worden, laat Verheul zien. Het zet de Märklinlocomotief in elk geval alvast consequent op het goede spoor.