Rangeren

24 aug
8 minuten om te lezen

Bijgewerkt op: 7 dagen geleden

Inleiding

Rangeertechniek is een beetje een stiefkindje in ons seinwezen, waarschijnlijk omdat het in Nederland alleen nog op de Kijfhoek gedaan wordt. We kennen natuurlijk de rangeer en heuvelseinen, de vrijgave rangeren etc, maar de proces computer techniek die voor het heuvelen gebruikt wordt is nogal onderbelicht. Daarom besteden we wat meer aandacht aan dat onderwerp.

Rangeerterreinen

Een rangeerterrein (Eng.: classification yard (Amerikaans en Canadees Engels), Eng.: marshalling yard (Brits, Hong Kong, Indiaas en Australisch Engels) of Eng: shunting yard (Centraal-Europa), D: Rangierbahnhof), F: Triage, B: vormingsstation ) is een spoorwegemplacement dat wordt gebruikt om treinwagons in een goederentrein te sorteren bijv. naar bestemming.

Op rangeerterreinen worden goederentreinen in delen gesplitst en daarna opnieuw samengesteld. Goederentreinen die uit wagons met gemengde herkomst c.q. bestemming (wagenladingvervoer) bestaan, moeten tot treinen worden samengesteld en opgedeeld naar bestemming. De wagons moeten vaak meerdere keren langs hun route worden gerangeerd, in tegenstelling tot een gesloten- of eenheidstrein (unit train), die bijvoorbeeld containers of wagons direct van een herkomst zoals een de fabriek of overslagplaats naar een haven vervoert, of steenkool van een mijn naar de energiecentrale.

Dit rangeren gebeurt deels op de start- en eindbestemming en deels (voor het langeafstandsvervoer) op rangeerterreinen zoals de Kijfhoek.

Types Rangeerterrein

Vlak

Vlakke rangeerterreinen worden op een vlakke ondergrond of op een lichte helling gebouwd, niet stijl genoeg is om (weg)rollen zonder locomotieven mogelijk te maken. Goederenwagons worden door een locomotief geduwd of afgestoten naar de gewenste locatie.

Zwaartekracht

Zwaartekracht rangeerterreinen werden uitgevonden in de 19e eeuw, waardoor op rangeerlocomotieven kon worden bespaard. In plaats daarvan konden de wagons door de zwaartekracht rollen naar hun verdeelspoor. Dat werd als een groot voordeel gezien, terwijl men oordeelde dat de grotere hoeveelheid handwerk die nodig was om de rollende wagons op de verdeelsporen te stoppen acceptabel was.

Zwaartekracht rangeerterreinen waren een historische stap in de ontwikkeling van rangeerterreinen en werden later als inferieur aan heuvel rangeerterreinen beoordeeld, omdat duidelijk werd dat rangeerlocomotieven toch nodig waren (tenminste bij slecht weer zoals harde wind of ijzige temperaturen wanneer de olie in de lagers dik werd en de wagons niet ver genoeg uitrolden), en omdat handarbeid relatief steeds duurder werd. Er zijn dus niet veel zwaartekracht rangeerterreinen gebouwd. In Nederland zijn / waren ze niet aanwezig

Heuvel

Heuvel rangeerterreinen zijn de grootste en meest effectieve rangeeremplacementen, met de grootste rangeercapaciteit, vaak tot enkele duizenden wagons per dag. Ze gebruiken net als zwaartekracht terreinen, het naar beneden rollen als aandrijving van de te rangeren wagons of wagengroepen, maar het dalende spoor is beperkt tot klein deel van het emplacement, namelijk de heuvel.

Om doelmatig te heuvelen bestaat een heuvelterrein uit achtereenvolgens:

een bundel aankomstsporen: hier komt de goederentrein aan en wordt gesplitst in rangeerdelen of afloopjes; goederenwagens met dezelfde bestemming blijven gekoppeld;
de rangeerheuvel, een heuvel met daarover een of meerdere sporen waar de te heuvelen goederentrein overheen wordt geduwd; de rangeerdelen of afloopjes rollen dan zelfstandig verder door de zwaartekracht;
een bundel verdeelsporen, rangeergroep of bundel sorteersporen. Dit is grootste sporenbundel van het rangeerterrein, vaak 20 tot 40 sporen, waarop de voortrollende wagons met eenzelfde bestemming naar het overeenkomstige verdeelspoor geleid worden en tot een nieuwe goederentrein gevormd worden;
een bundel vertreksporen, waar nieuw gevormde goederentreinen wachten op het moment van vertrek.

De heuvel is het hart van het rangeerterrein. Een of meer sporen waarover een locomotief de te rangeren wagons omhoog duwt leiden naar een kleine heuvel. Individuele wagons, of een groepje gekoppelde wagons, worden ontkoppeld op of net voor de top van de heuvel, en rollen aan de andere kant van de heuvel door de zwaartekracht naar hun bestemmingssporen in het deel van het rangeerterrein waar de wagons worden gesorteerd, de zogenaamde verdeelsporen.

De snelheid van de wagons die van de heuvel naar de verdeelsporen rollen, moet worden geregeld als functie van het feit of ze vol of leeg zijn, zware of lichte vracht bevatten, een variërend aantal assen hebben, of er weinig of veel wagons op de verdeelsporen staan, en variërend weersomstandigheden, waaronder temperatuur, windsnelheid en richting. Wat de snelheidsregeling betreft, zijn er twee soorten heuvelterreinen: met of zonder mechanische railremmen (Eng.: retarders).

Op de oude rangeerterreinen zonder railremmen werden de wagens op de verdeelsporen er in Europa meestal geremd door spoorwegarbeiders die zgn. remsloffen op de sporen legden. Zo’n remslof of wielkeg werd handmatig (of, in zeldzame gevallen, mechanisch) op één of beide spoorstaven geplaatst voor de aanrollende wagen(s), zodanig dat de flens of wielbanden van het wiel of de wielen op of tegen de remslof reden, deze voor zich uit duwden, waarbij de wrijving tussen remslof en de spoorstaaf de zaak afremde en zo resulteerde in het stoppen van de treinwagon.

In de Verenigde Staten werd dit remmen meestal gedaan door meerijders op de wagons.

Op de moderne terreinen wordt dit werk gedaan door gemechaniseerde "railremmen" (retarders), die de wagons afremmen door de wielen vast te pakken. Ze worden pneumatisch of hydraulisch bediend.

Heuvelen

Voor het heuvelen moet er een heuvel aanwezig zijn, waarover een heuvelspoor ligt. Goederentreinen worden in delen (afloopjes) ontkoppeld en vervolgens duwt een locomotief deze trein langzaam over de heuvel. Als een afloopje (een wagen of groepje van gekoppelde wagens (wagengroep) dat bij elkaar blijft) het hoogste punt van de heuvel gepasseerd is, rolt het van de heuvel af en maakt enige vaart. Onderaan de heuvel splitst het heuvelspoor zich in een flink aantal verdeelsporen, en via wissels wordt het afloopje naar een van de verdeelsporen geleid. De wissels moeten snel omgelegd kunnen worden, namelijk nadat het afloopje het wissel in zijn geheel is gepasseerd en voordat het volgende afloopje bij de wissels aankomt. Hiervoor worden vaak wisselstellers met korte omlooptijden (ordegrootte < 1 sec) gebruikt (snellopers). Bij moderne heuvelterreinen wordt het stellen van wissels door procescomputers gestuurd, wat samen met die snellopers een hogere snelheid bij het heuvelen mogelijk maakt en waardoor de capaciteit van het heuvelterrein wordt vergroot. Meestal wordt een "gewone" interlocking gebruikt om de rijwegen op de aankomst- en vertreksporen te bedienen en bestuurt de procescomputer de wissels tussen heuvel en verdeelsporen.

Kijfhoek - overzicht

ProRail maakte een video over het heuvelproces:

Op de Kijfhoek worden goederentreinen gerangeerd dmv een dergelijk heuvelproces. Daarbij worden de wagens in een trein die aangekomen is op de aankomst of ontvangstsporen d.m.v het heuvelsysteem naar bestemming gesorteerd naar verdeelsporen. Op elk verdeelspoor ontstaan zo een nieuwe trein.

Movares Studio SK produceerde een animatie van het heuvelproces ter gelegenheid van het bezoek op 31 mei 2007 aan de Kijfhoek tijdens de IRSE Conventie 2007.

Na aankomst van een trein op de aankomstsporen worden groepjes van wagens losgekoppeld om gesorteerd te kunnen worden. Bij het heuvelen wordt zo'n trein die nu bestaat uit (groepje van) losgekoppelde wagen(s) een zgn wagengroep, de "afloopjes", door een radiografisch bestuurde locomotief tegen een heuvel opgeduwd waarna die asloopjes een voor een door de zwaartekracht naan de andere kant van de heuvel naar beneden gaan rollen, in de richting van de wissels die ze naar de verdeelsporen sturen. Railremmen remmen de wagens waar nodig af zodat ze als het goed gaat juist voor de wagens die al op het verdeelspoor staan vrijwel tot stilstand komen of daar met een lage snelheid tegenaan rijden. Een bijdruksysteem duwt de wagens die op het verdeelspoor zijn aangekomen naar de voorgaande wagens waarmee ze weer gekoppeld moeten worden. Dat hele proces wordt d.m.v. de procescomputer in het het heuvelsysteem geautomatiseerd.

Kijfhoek in cijfers

Kijfhoek is een rangeerterrein tussen Barendrecht en Zwijndrecht, beheerd door ProRail. Het is 50 hectare groot, heeft een tweesporige heuvel en telt 14 aankomstsporen, 43 verdeelsporen, alle met railremmen, en 12 vertreksporen. Kijfhoek heeft een capaciteit van 4000 goederenwagons per dag. Het rangeerterrein ligt in de Nederlandse gemeente Zwijndrecht.

Functie

Kijfhoek is een belangrijke schakel in het verdelen van goederen uit de Rotterdamse haven naar het Europese achterland. De treinen worden op Kijfhoek samengesteld in het zogenaamde heuvelproces. De havenspoorlijn Rotterdam verbindt de Maasvlakte met Kijfhoek en vanaf Kijfhoek kunnen goederenwagons verder naar Rotterdam of Dordrecht vanwaar heel Nederland en België kunnen worden bereikt. De Betuweroute biedt een verbinding met het Midden- en Zuid-Europese achterland. In 2004 werden op Kijfhoek ongeveer 200.000 wagons behandeld waarvan ongeveer één derde gevaarlijke stoffen bevatte.

Het rangeerterrein verving de oudere rangeerterreinen Feijenoord, IJsselmonde, Rotterdam-Noord Goederen, maar nam ook taken over van Amsterdam-Rietlanden, Watergraafsmeer en de rangeerterreinen van Amersfoort, Onnen en Zwolle.

Op Kijfhoek is de verkeersleidingspost van ProRail gevestigd, van waaruit de gehele Betuweroute bestuurd wordt.

Geschiedenis

De aanleg van het rangeerterrein begon in 1975. Het werd op 21 mei 1980 officieel geopend en is vernoemd naar de voormalige ambachtsheerlijkheid en tegenwoordige buurtschap Kijfhoek.

Kijfhoek is met de komst van de Betuweroute flink gemoderniseerd. Naast ATB-EG is in 2014 op enkele doorgaande sporen ERTMS niveau 1 aangelegd.

Bij de opening in 1980 was het heuvelsysteem geleverd door Wabco Westinghouse, zie het Polygoon journaal filmpje op Youtube met een indruk van de techniek van toen.

Een geautomatiseerd heuvelsysteem van Amerikaanse origine en ontwikkeld door de Westinghouse Air Brake Company (WABCO) met pneumatisch gestuurde wisselstellers en railremmen op de verdeelsporen zorgde voor het sorteren van de wagons over de 43 verdeelsporen. Dit systeem heeft gefunctioneerd tot 1999. Wisselstellers en railremmen werden pneumatisch gestuurd. Dit systeem was een z.g. Target shooting systeem, dat wil zeggen dat de procescomputer op basis van de eigenschappen van het asloopje de railremmen zodanig probeerde aan te sturen dat het asloopje juist bij de voorganger tot stilstand kwam of daar "zachtjes" tegenaan reed. Erg nauwkeurig was dat niet altijd en geregeld moest een bijdruk locomotief de afloopjes verder duwen, wat uiteraard voor veel vertraging zorgde.

Het heuvelen gebeurde met 4 speciaal aangepast DE locs uit de serie 2300. Volgens een strak regime werden zij daar vrijwel dag en nacht ingezet om gestaag alle treinen vanaf de noordzijde in grote en kleine stukken, over de heuvel, naar de zuidzijde te duwen.

Bij het heuvelproces waren dagelijks vele NS'ers betrokken. Ieder met hun eigen afgebakende taak. Zo hielden rangeerders aan de noordzijde zich vrijwel alleen maar bezig met het bedienen van spuikleppen, het uitdraaien van-, en het op de gewenste plaatsen losmaken van koppelingen. Aan de zuidzijde moesten alle uitgeheuvelde delen weer netjes met een radioloc bijeengezet worden en vervolgens aan elkaar vastgemaakt. Ergens tussenin was er dan nog de heuvelrangeerder. Hij moest toezien of alles wel met losse remmen de heuvel over zou gaan. Dat laatste was niet onbelangrijk, want de afloopjes volgden elkaar snel op en het was niet de bedoeling dat de afzonderlijke wagens elkaar inhaalden. Soms gebeurde dat toch, want niet alle wagens hadden dezelfde loopeigenschappen. Om alles in goede banen te leiden werd alles door een computer doorlopend gemeten. Ook factoren als windrichting en windsterkte. Samen met de heuvelmachinist, een aantal railremmen en uiteraard de heuvelprocesleider vormde dit, als het goed was, een geraffineerd geheel. De plaats van de heuvelprocesleider was zodanig gesitueerd dat hij precies kon zien wat er op de heuvel en in de put gebeurde. Vanuit de erker van de seinzaal loerde hij over het randje van zijn apparatuur altijd mee; als het moest zelfs door een verrekijker

In 1999 werd door Siemens Mobility een nieuw heuvelsysteem geleverd. Bij dit systeem werd ook een bijdruksysteem geleverd. Dit bijdruksysteem zorgt er voor dat de wagons op een sorteerspoor bij elkaar worden gebracht door ze met een soort karretje in het spoor dat tegen de wielen van de wagon aan drukt verder te duwen. Die karretjes worden met een liersysteem aangedreven.

Op 15 september 2023 overstroomde de kelder waarin de aandrijvingen voor de railremmen waren opgesteld en daardoor was de heuvel buiten gebruik en moest met locomotieven worden gerangeerd als op een vlak rangeerterrein.

In 2004 was de aanpassing van het emplacement voor de ingebruikname van de Betuweroute gereed en in 2023 is begonnen met het opnieuw vervangen van het heuvelsysteem wederom door Siemens mobility met hun Trackguard Cargo MSR32 systeem, de railremmen etc. Door een nieuw systeem van Siemens Mobility.

Kijfhoek bestaat nu uit 43 verdeelsporen, onderverdeeld in 6 bundels. Na de renovatie zijn er 41 verdeelsporen over. Twee sporen hebben dan plaatsgemaakt voor aanvullende calamiteitenvoorzieningen.

Trackguard Cargo MSR32 is een multi-microprocessor systeem gebaseerd op Simatic PLC's.

Onderstaande brochure beschrijft dit systeem.

Nog enkele afbeeldingen: