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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Stopfen von Schotter für Eisenbahnschwellen. Die
Maschine ist mit in die Arbeitslage absenkbaren Stopfwerkzeugen versehen, deren Arbeitsbewegung in einer Schwingung besteht.
Der Erfindung gemäss ist der Ausschlag der Stopfwerkzeuge bei der Schwingung in waagrechter
Richtung kurz, die Schwingung also vibrierend. Ferner haben die Stopfwerkzeuge durch Nähern ihrer
Schwingachsen eine zusätzliche Arbeitsbewegung. Diese Arbeitsweise ergibt einen neuen Effekt. Während nämlich die bisher bekannten Stopfmaschinen im Prinzip genau so auf die Gleisbettung einwirken wie bei der Stopfung von Hand, werden durch die Vibration der Stopfwerkzeuge gemäss der Erfindung die Steine der Gleisbettung geordnet und dann durch das Einandernähern der Schwingachsen von beiden Seiten der Schwelle fest unter diese gepresst, ohne dass die Steine zerbröckelt werden.
Um der Gefahr eines Bruches bei plötzlich auftretender Überlastung wirksam zu begegnen und um ausserdem zu verhindern, dass das vor dem Stopfen eingerichtete Gleise durch das Stopfen wieder verschoben wird, ist der Erfindung gemäss die Maschine so eingerichtet, dass bei Erreichen einer bestimmten Bremsung in der Gleisbettung die Vibration des Stopfwerkzeuges sich selbsttätig ausschaltet, indem z. B. die Schwenkachse der Stopfwerkzeuge an einem nachgiebigen Widerlager abgestützt ist.
Die Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung gemäss der Erfindung.
Fig. l zeigt eine Seitenansicht der Stopfmaschine. Fig. 2 zeigt die gleiche Maschine von vorne gesehen.
Fig. 3 zeigt einen Teil der Maschine mit einer in durchbrochenen Linien dargestellten Abänderung. Fig. 4 zeigt einen Maschinenteil in vergrössertem Massstabe. Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform des in Fig. 3 dargestellten Mechanismus. Fig. 6 zeigt ebenfalls einen teilweise abgeänderten Stopfmechanismus. Fig. 7 zeigt eine weitere Abänderung des Mechanismus. Fig. 8 zeigt in vergrössertem Massstabe Einzelelemente des in Fig. 7 dargestellten Mechanismus nach der Linie A-B der Fig. 7.
Die in Fig. 1 dargestellte Maschine besteht aus einem Fahrzeugrahmen 1 mit einem Gestell 1 a zum Anbringen von Einzelteilen sowie mit Rädern 4, die auf der zu bearbeitenden Gleisstrecke ruhen und während der Arbeit durch ein Feststellen der Räder an Ort und Stelle gehalten werden. Dieser Fahrzeugrahmen 1 trägt lotrechte Führungen bildende Säulen 3, mit denen ein Rahmen 2 so verbunden ist, dass er in lotreehter Richtung gleiten kann. Ein auf dem Fahrzeug befestigter Motor 5 dient mittels einer Transmission 6 und 7 zur Fortbewegung des Fahrzeuges und mittels einer weiteren Transmission 8 zur Betätigung der eigentlichen Stopfmaschine.
Der an den lotrechten Stützen gleitende Rahmen wird durch eine Kette 9,9'gehalten, die durch nicht besonders dargestellte Betätigungselemente, wie Kurbeln, auf einer gemeinsamen Rolle der Aufzugräder schleifende Bandbremse u. dgl., einstellbar sind. Beim Senken des Rahmens und Nachlassen der Ketten durch Lösen der Bremsen od. dgl. treten die zum Stopfen dienenden Arme 10, 10'mit der Bettung 1. 3 der Gleise 12 in Berührung. Die zum Antrieb der Maschine dienende Transmission 8 setzt eine Welle 14 in Umdrehung, die in Fig. 2 im Aufriss und in Fig. 1 und 3 in Stirnansicht dargestellt ist. Auf dem gleitenden Rahmen befinden sich auf Bolzen 2'1 schwenkbar angeordnet die Stopfarme 10, 10'. Diese Arme sind der Darstellung nach doppelaimige Hebel.
Die die Hebel tragenden Bolzen sind mit je einer Mutter verbunden, die mittels einer in Lagern des Rahmens befindlichen drehbaren Spindel verstellbar sind. Die Bolzen 27, auf denen sich die Arme 10 befinden, lagern mit den Enden in rechtwinkeligen Gleitstücken 6 ? (Fig. 4), die in passenden Fiihrungen 26 ver-
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stellbar sind. Zum Verstellen der mit Links-und Rechtsgewinde 23, 23'versehenen in Lagern 28 geführten Spindel 24 dient eine Kette und Kettenräder 24'. Die durch die Transmission 8 in Umdrehung versetzte Welle trägt Exzenter 15, durch die Exzenterstangen 17 bewegt werden. Diese Exzenterstangen sind in Buchsen 18 geführt und besitzen an den Enden 20 Gewinde, so dass durch die Muttern 21 die Spannung der zwischen den Buchsen 18 und Exzenterringen 16 vorhandenen Federn 19 regulierbar ist.
Die Buchsen 18 dienen als Kreuzstücke mit Zapfen, auf denen die oberen Enden der Arme 10, 10' beweglich lagern. An dem unteren Ende tragen die Arme zum Stopfen des Schotters geeignete Backen oder Schaufeln.
Die Wirkungsweise der Maschine ist die folgende : Die Maschine wird mit den Stopf-oder Greifarmen 10 in der in gebrochenen Linien dargestellten erhobenen Stellung auf den Schienen laufend in die in Fig. 1 dargestellte Stellung über eine Schwelle 11 gebracht und gegen eine Bewegung auf dem Gleis gesichert. Die Spindeln 24 sind dabei so eingestellt, dass die beiden Stopfbaeken gespreizt sind. Durch entsprechende Steuerung der Kette 9 wird der gleitende Rahmen 2 gesenkt. Hiedurch gelangen die
Backen 22,22'der beiden Armpaare zu beiden Seiten einer Schwelle auf die Gleisbettung, d. h. den
Schotter. Sie üben auf diesen durch das eigene Gewicht und das des gleitenden Rahmens einen Druck aus. Ein Teil dieses Gewichtes kann, wenn zweckmässig, teilweise durch die Kette aufgenommen werden.
Nachdem die Welle 14 durch Kraftantrieb in Umdrehung versetzt ist, werden die Exzenter 15 die Arme in schwingende oder vibrierende Bewegung versetzen, so dass an den Enden der Backen beispielsweise ein Ausschlag von 1 bis 2 ein vorhanden ist. Diese schwingende oder vibrierende Bewegung wird auf die Feder 19 übertragen. Selbstverständlich können die Federn auch durch feste Abstandsbuchsen ersetzt werden. Die den Schotter angreifenden Backen bewegen das Bettungsmaterial durch ihre Schwingungen so, dass es gestopft wird und die Backen gleichzeitig mit den daran befindlichen Stopfarmen in die Gleisbettung bis zu der gewünschten Tiefe, z. B. bis an die unteren Kanten der Schwelle, einsinken. Während des Absenkens der Arme 10, 10'werden die Spindeln 24 so angezogen oder gedreht, dass die gegeneinander arbeitenden Arme eine Schliessbewegung vollführen.
Hiedurch wirken die den Schotter bearbeitenden vibrierenden Schwingungen wie ein Feststampfen, durch das die Steine unter die Schwelle gepresst werden, wie es in Fig. 1, rechte Seite, dargestellt ist. Die Wirkung des schwingenden Stopfens einer Schwelle ist, wie Versuche gezeigt haben, eine derartige, dass der Schotter den Hohlraum unter Schwellen vollständig ausfüllt.
Die in Fig. 2 dargestellten Rahmen können den Schotter gleichzeitig oder nacheinander unter eine bestimmte Schwelle stopfen.
Nach Beendigung der Bearbeitung einer Schwelle werden die Stopfbacken mittels der Spindeln 24 wieder voneinander entfernt, die gleitenden Rahmen 2 durch die Kette 9 angehoben, das Fahrzeug verschoben und ein neuer Arbeitsgang an einer andern Schwelle begonnen. Soll eine grössere Menge Schotter unter eine Schwelle gestopft werden, so ist ein Arbeitsgang, d. h. das Senken der Arme, das Anziehen der Backen, Bearbeiten des Schotters, Spreizen der Backen, Anheben der Arme nach Zuführung neuen Schotters, so lange zu wiederholen, bis die erforderliche Packung erreicht ist.
Die zum Verstellen der Arme dienenden Spindeln 24 sind so lange, dass auch Doppelschwellen von beiden Seiten gestopft werden können, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Ausführung des Stopf- meehanismus kann eine verschiedene sein.
Fig. 3 zeigt noch eine abgeänderte Ausführungsform des Stopfmechanismus, bei der die Form der Arme eine andere ist. Bei dieser Ausführungsform besitzen Muttern 25 einen Arm 30 und die Enden 29 der Greif-oder Stopfarme-M,. M' sind auswechselbar angebracht, so dass sie abgenommen und durch einen in durchbrochenen Linien dargestellten Stopfmechanismus 31, 32,. 33, 34 und 36 ersetzt werden können. Die Stange oder der Lenker 36 überträgt die Bewegung des Armes 10'auf den schwenkbaren Hebel 32, der einerseits mit den Armen 30 und anderseits mit dem Lenker 31 des Werkzeughalters 33 verbunden ist, in dem das Werkzeug 34 in dem Arm 32'gehalten wird, der durch die Stange 32 in schräger Lage zu der Gleisbettung gehalten wird.
Die schräge Lage ist regelbar und wird durch eine Spindel mit Rechts-und Linksgewinde, deren Muttern mit den Teilen 20 und 33 verbunden sind, eingestellt.
Eine solche Einstellung ist bei Holzschwellen angebracht, bei denen es sich darum handelt, beim Stopfen einen Druck in vertikaler und horizontaler Richtung zu erzielen. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieser Vorrichtung die gleiche wie die des vorher beschriebenen Mechanismus.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Stopfvorrichtung bestehen die Arme aus mit Backen versehenen Hebeln 37 a und 37 b. Bei jedem Armpaar wird der die Backen tragende Hebel 37 a einerseits von dem Hebel 37 b getragen, an deren unteren Ende das Schwenklager 41 vorhanden ist ; anderseits ist der bei 41 schwenkbare doppelarmige Hebel in 42 mit einer Stange 43 verbunden, die den Exzenterring 16 des Exzenters15 der umlaufenden Welle 14 trägt, die mit dem Kraftantrieb der Maschine gekuppelt ist.
Der Hebel 37 b wird durch ein nicht dargestelltes Lager in Form einer Nute horizontal, d. h. parallel zum Gleis geführt, wobei dieses Lager zugleich eine Stange 40 trägt, die in 44 mit dem Werkzeughebel 37 b und mit einem doppelarmigen Hebel 39 verbunden ist, der auf einer Welle 38, die einen Antriebsarm 50 trägt, aufgekeilt ist. Der Hebel37 b ist an seinem oberen Ende bei 45 am Ende der Kolbenstange 46 eines sich im Zylinder 48 bewegenden Kolbens 47 drehbar gelagert. Die in 48'schwenkbar
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befestigten Zylinder sind mit einem von einem nicht dargestellten Kompressor gespeisten Pressluft behälter verbunden.
Dieser Pressluftbehälter 49 ist zweckmässig mit einem Regulierventil oder-manometer 49' versehen, so dass der Druck die vorgeschriebene Grenze nicht übersteigt. Der Antriebshebel 50 besteht aus einer Gabel, in der ein gemeinsamer auf einer Bewegungsschraube 52 sitzender Zapfen 51 geführt wird. Die Bewegungssehraube wird durch eine auf dem gleitenden Rahmen drehbar angebrachte Mutter 5. 3 betätigt.
Der hier dargestellte Mechanismus hat folgende Wirkungsweise :
In der Abbildung sind die einzelnen Teile der Vorrichtung nach beendigtem Stopfen neben einer
Schwelle 11 mit vollen Linien dargestellt. Durch Antrieb der Mutter 53 schwenkt der Arm 50 von links nach rechts, so dass die Backenhebel die in gebrochenen Linien dargestellte Lage einnehmen. Die Vorrichtung ist in die in Fig. 1 und 2 dargestellte Transmissionseinrichtung derart einzuschalten, dass der Motor den gleitenden Rahmen anhebt und die die Maschine tragenden Räder die Vorrichtung auf den
Gleisen fortbewegen. Bei Einnahme einer Stellung über einer zu bearbeitenden Schwelle wird der aufgehängte Rahmen mit gespreizten Armen auf die Gleisbettung heruntergelassen. Die Welle 14 wird in Bewegung und damit gleichzeitig die Mutter 53 in Umdrehung versetzt, so dass sich der Arm 50 von rechts nach links bewegt.
Die durch den Exzenter 15 hervorgerufenen vibrierenden Schwingungen haben zur Folge, dass der Schotter unter die Schwelle gedrückt und gestampft wird, u. zw. bei einer eisernen Hohlschwelle, wie in Fig. 1, bis unter die innere Seite. Beim Stopfen tritt der Fall ein, dass das Gelenk 41 dem Gleisbettungsmaterial keinen gleichmässigen oder genügenden Widerstand mehr entgegensetzt, so dass der Hebel 37 b in Schwingungen tritt, weil der Stützpunkt des Hebels 37 a vom Drehpunkt 41 in seiner untersten Stellung zu den Backen gerückt ist. Infolge der Elastizität der Pressluft in dem Zylinder 48 dreht sich aber die Welle 14 weiter und vollendet das Stopfen bis zu der durch den in den Zylindern herrschenden Druck bestimmten Grenze. Dieser Druck ist in jeder Stellung der Kolben in den Zylindern konstant.
Die nötige Kraft zum Schliessen der Backen ist unabhängig von der Weite ihrer Öffnung.
Erfahrungsgemäss kann das Stopfen einer Schwelle in weniger als 20 Sekunden erfolgen.
Der Antriebsarm 50 betätigt gleichzeitig vier Paar Arme, die an der gleichen Schwelle, wie in Fig. 2 dargestellt ist, arbeiten. Für diesen Fall sind vier Antriebsspindeln erforderlich. Der Arm 50 kann auch als ein in eine Schnecke eingreifender gezahnter Sektor ausgebildet sein. Bei der Darstellung nach Fig. 6 ist der Hebel 37 a in umgekehrter Richtung als bei der vorherigen Darstellung gekröpft. Diese Ausführungsform ist besonders für den Fall passend. wenn es sich darum handelt, mit der Maschine
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laufen vorzugsweise auf Kugel-oder Rollenlagern.
Die ganze Maschine ist, wie in Fig. 2 dargestellt, mit unten sichtbaren Hebeln 35'und einem nicht dargestellten Mechanismus zum Antrieb dieser Hebel ver- sehen, so dass die Maschine mittels Rollen 35 zum Durchlassen der fahrrlanmässigen Züge auf recht- winklig zum Gleis liegenden Schienen absetzbar ist.
Das Absetzen der Maschine kann auch durch andere Anordnungen, z. B. durch grosse Reifen mit parallel zu den Schienen liegenden Achsen, erfolgen, durch die es ermöglicht wird, die Maschine neben dem Gleis umzukippen.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Schwellenstopfmaschine mit gegenläufig hin und her bewegten Stopfwerkzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hin-und Herbewegung der Stopfwerkzeuge (22) in waagrechter Richtung kurz (vibrierend) ist und dass die Stopfwerkzeuge durch Nähern ihrer Schwingachsen eine zusätzliche Arbeitsbewegung haben.