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Maschine zum Nivellieren von iisenbahngleisen
Zum Nivellieren der Eisenbahngleise wählt man über jedem Schienenstrang Bezugspunkte, sogenannte Hochpunkte, beispielsweise in Abständen von jeweils 30 m. Die Schienen befinden sich somit unterhalb der von der die Hochpunkte verbindenden Geraden gebildeten Bezugslinie. Wenn man die endgültige Nivellierung der Schienen mit Hilfe einer im allgemeinen "Stopfmaschine" genannten Vorrichtung vornimmt, so ruht diese auf den Schienen, die nunmehr von Winden gestützt werden, um ihnen die gewünschte Höhe zu geben. Die Schwellen ruhen dann nicht mehr auf dem Boden. Die Stopfmaschine ist mit Stopfwerkzeugen versehen, die auf beiden Seiten der zu nivellierenden Schwelle in die Bettung eingetrieben werden.
Die den Stopfwerkzeugen erteilten Vibrationen rufen zunächst die Ausfüllung des Hohlraumes zwischen der Bettung und der Schwelle und hierauf das Zusammensacken der Bettung unter der Schwelle hervor. Im allgemeinen setzt man das Stopfen bis zu dem Augenblick fort, bei welchem die Schienen einen Widerstand leisten, der höher als die von den Stopfwerkzeugen entwickelte Stopfkraft ist.
Dieses Verfahren liefert gute Ergebnisse, vorausgesetzt, dass vor dem Stopfen ein Nivellieren der Gleise erfolgt, beispielsweise indem mit Hilfe von Winden die Berichtigung der Höhenlage derselben gegenüber der die Hochpunkte verbindenden Bezugslinie vorgenommen wird. Die Verwendung von Winden ist jedoch eine kostspielige Angelegenheit, denn es ist, soll nicht die Arbeit der Stopfmaschine behindert werden, eine grosse Anzahl von Winden vorzusehen, was wiederum viel Vorbereitungsarbeit erfordert. Ausserdem können die Winden, die die Gleise vor der Stopfmaschine tragen und die auf der Schotterung aufliegen, sich zufolge der von der Stopfmaschine ausgehenden Vibrationen verlagern, was die Nivellierung zerstören würde.
Die Erfindung hat zum Ziele, diese Nachteile zu beheben, indem an der Stopfmaschine eine Einrichtung angebracht wird, die die Bezugslinie materialisiert, die die Hochpunkte verbindet. Diese Einrichtung kann entweder mit bekannten Gleishebeeinrichtungen oder mit Einrichtungen kombiniert werden, die selbsttätig die Arbeit der Stopfwerkzeuge unterbrechen, sobald der Schienenweg das gewünschte Niveau erreicht hat, wobei dann das Schotterbett unter jeder Schwelle gleichmässig gestopft ist.
. Gemäss der Erfindung ist eine Maschine zum Nivellieren von Eisenbahngleisen mit einer Gleishebevorrichtung, die das Gleis bis zu einer längs des Gleises verlaufenden Bezugslinie anhebt, dadurch ausgezeichnet, dass die Bezugslinie von mindestens zwei miteinander in mindestens einem Punkt gelenkig verbundenen Stangen gebildet ist, die einen zum Stillsetzen der Tätigkeit der Gleishebevorrichtung dienenden Kontakt tragen, welcher, sobald die Stangen fluchten, von einem mit dem Gleis verbindbaren Element betätigt wird.
Um ein gleichmässiges Stopfen unter allen Schwellen zu erreichen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass das Anheben der Gleise, beispielsweise mittels eines elektrischen Kontaktes, in dem Zeitpunkt unterbrochen wird, in dem sie die gewünschte Höhenlage erreicht haben, letzteres entweder mit Hilfe bekannter Hebevorrichtungen (beispielsweise mit Hilfe von sich am Schotterbett abstützenden Schraubenwinden) oder unmittelbar unter der Wirkung von Stopfwerkzeugen.
Lediglich als Beispiel stellen die beigefügten Zeichnungen eine Gleisstopfmaschine nach der Erfindung dar. Fig. l ist eine schematische Ansicht dieser Stopfmaschine, die Fig. 2 und 3 stellen die Stopfmaschine im Grundriss und in Seitenansicht dar. Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Trägers. Die Fig. 5 bis 7 sind Ansichten von Einzelheiten des Trägers. Fig. 8 ist eine Ansicht des Vorderteiles des vorderen Laufkarrens. Die Fig. 9 und 10 sind Ansichten des hinteren Teiles des vorderen Laufkarrens. Fig. 11 ist eine schematische Ansicht des hinteren Laufkarrens.
Die Nivellierungseinrichtung besteht aus einer Gleisstopfmaschine A mit Stopfwerkzeugen 9, Trägern B, die an den theoretisch 30 m voneinander entfernten Hochpunkten und zwischen diesen Hochpunkten an beispielsweise 6 m voneinander entfernten Hilfspunkten angeordnet sind, zwei Vorrichtungen C zur Darstellung der Bezugslinie, u. zw. je eine für jede Schiene 7und 8, sowie zwei die Vorrichtung C tragenden Laufkarren D und E.
Die Laufkarren D und E sind mit der Stopfmaschine A gekuppelt (angehängt).
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Fernrohres die Achse der Rolle 33 senkrecht überkreuzt (Fig. 6,7).
Der Gleitschuh 20 ist an seiner Oberseite nicht flach, sondern gewölbt, damit er zwei Auffahrrampen 20 b und 20 c bildet, die es den Rädern 41 des Laufkarrens D ermöglichen, darüber hinwegzufahren (Fig. 5).
Hier ist zu bemerken, dass sich der Ausgangspunkt der Rampe 20 b lotrecht unter der Rolle 33 befindet.
Der vordere Laufkarren D (Fig. 8 bis 10) ruht mit zwei Räderpaaren 41 und 45 auf den Schienen 7 und 8. Der Vorderteil dieses Laufkarrens hat die Form eines Gerüstes 40, das auf den beiden Rädern 41 ruht (Fig. 8). Dieses Gerüst ist so bemessen, dass es ohne weiteres lotrecht über den Träger B hinweggefahren werden kann, wobei das Räderpaar 45 auf die Rampen 20 b und 20 c der Gleitschuhe 20 dieses Trägers B aufläuft. Das Gerüst 40 trägt zwei Hängevorrichtungen 40 a. An den Enden einer jeden dieser Vorrichtungen ist das Ende einer Stange 42 gelenkig gelagert. Das andere Ende dieser Stange ist mittels einer Feder 43 am Gerüst 40 angehängt.
Die Stangen b der Vorrichtung zur Darstellung der Bezugslinie C werden sowohl an der Stange 42 wie auch an der Feder 43 befestigt, wobei die Stangen 42 den Zweck haben, die Lage der Stangen b über den Schienen 7 und 8 festzulegen.
Der Hinterteil des Laufkarrens wird von einer Plattform gebildet, die vermittels des Räderpaares 45 auf den Schienen 7 und 8 ruht und mit dem Gerüst 40 durch Längsträger 47 (Fig. l) verbunden ist.
Das Gelenk 3 wird von einer Winde 51 gestützt, deren anderes Ende am Ende 52 a eines an der Plattform 44 befestigten Armes 52 befestigt ist. Das Gelenk 3 ist ausserdem durch Rohre 53 mit einem an der Plattform 44 befestigten Gelenk 54 verbunden.
Die Winde 51 gestattet es, die Höhenlage des Gelenkes 3 zu verändern. Das waagrecht abgebogene
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während das Ende 2 der Stange e ein Kontaktstück 2 a trägt. Wenn die Rohre a und e zueinander parallel liegen, befindet sich das Kontaktstück 2 a zwischen den Kontaktstücken 1 a und 1 b, so dass ein Stromkreis unterbrochen ist, der den Antrieb der Winde 51 steuert.
Die Plattform 44 trägt eine Brücke 57, auf welcher sich eine Laufkatze 58 bewegen kann, an der einerseits mittels eines Gelenkes 59 c eine Stange 59 angreift, die mit ihrem andern Ende zwischen Punkten a2 und 82
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und 63 trennenden Abstandes. Wenn sich nun das Gewicht 61 a zwischen den Klemmen 62 und 63 befindet, so ist die Linie, welche die Gelenke 59 c und 54 verbindet, eine Lotrechte und das Parallelogramm 54, 3, 59 c, 59 a ist ein Rechteck. Berührt das Gewicht 61 a das Kontaktstück 62, so schliesst sich ein Stromkreis für den Antrieb der Winde 60 und diese zieht die Laufkatze 58 in Richtung des Kontaktes 63 und umgekehrt.
Wenn das Gewicht 61 a nicht mehr in Berührung mit den Kontakten 62 und 63 steht, so bleibt die Winde 60 stehen, und in diesem Augenblick ist die Linie 59 a-3 lotrecht, und somit sind die Stangen a und e parallel zu der lotrechten Ebene, die durch die Schwingungsachse 58 b des Pendels 61 verläuft, die praktisch parallel zu der von den Stangen b und d gebildeten Linie ist.
Aus der Tatsache, dass die Winkel der Stangen a und b und der Stangen d und e konstruktionsgemäss rechte Winkel sind, ergibt sich, dass, wenn die Stangen a und e durch die Winde 51 parallel zueinander und parallel zu einer lotrechten Ebene gebracht werden, die ihrerseits parallel zu der Geraden verläuft,
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in der gesuchten Bezugslinie des Gleisniveaus befinden, die durch die Punkte 80 und 5 verläuft, auf welche sich die Stangen b und d stützen.
Der Laufkarren E (Fig. 1) wird von einem auf den Schienen 7 und 8 ruhenden Drehgestell 70 gebildet.
Auf diesem Drehgestell ist vermittels eines Trägers 72 das Ende 5 der Stange d befestigt. Dieser Laufkarren E wird an die Stopfmaschine A gehängt. Hier ist zu bemerken, dass dank dem Drehgestell 70 ein zufälliger Nivellierfehler, der eventuell im Niveau einer Schwelle noch verblieben ist, durch zwei (nämlich die Anzahl der Räder des Drehgestelles auf einer Schiene 7 oder 8) geteilt wird.
Ausserdem ist zu bemerken, dass der Träger 72 von zwei koaxialen Teilen 72 a, 72 b gebildet ist, deren Stellungen in bezug aufeinander durch eine vom Fahrer der Gleisstopfmaschine A betätigte Schraubvorrichtung 73 eingestellt werden können.
Um ein Gleis mit Hilfe der obigen Einrichtung zu nivellieren, kann man folgendermassen verfahren :
Es wird angenommen, dass die Schienen 7 und 8 bereits auf der ganzen Länge des Gleises verlegt sind, dass längs desselben Hochpunkte in Abständen von zirka 30 m aufgenommen wurden, dass der in Fig. 1 rechts von der Schwelle 12 befindliche Teil nivelliert ist und es sich nunmehr darum handelt, den links davon befindlichen Teil zu nivellieren.
Zu diesem Zweck bringt man die Gleisstopfmaschine A in eine solche Stellung, dass ihre Stopfwerk- zeuge sich beiderseits der Schwelle 12 befinden.
Das Einstellen des Trägers B im gleisabwärts liegenden Hochpunkt geschieht nun folgendermassen :
Ein Bedienungsmann stellt über den gleisabwärts befindlichen Hochpunkt einen Träger B. Hierauf verschiebt er das Parallelogramm 21, 25, 26, 21, bis die Wasserwaage 30 einspielt. Die Stange 27 befindet sich dann in einer lotrechten Ebene. In dieser Stellung verriegelt man das formveränderliche Parallelogramm 21, 25, 26, 21 mit Hilfe der eines der Gelenke 21 a blockierenden Bremse. Die Stangen 21, welche zu der Stange 27 parallel sind, sind also ebenfalls in lotrechten Ebenen, und die Achsen der Rollen 33 sind dann horizontal.
Konstruktionsgemäss ist die Visierachse des Fernrohres 12 cm über der Schienenlauffläche der Schiene 7, wenn die Zahnstange 22 bis zum Boden des Rohres 21 reicht. Will man diese Höhe des Fernrohres 38 verändern, so genügt es, den Läufer 29 in eine solche Stellung zu bringen, dass die Einteilung unter dem Nullstrich, die der gewünschten zusätzlichen Höhe entspricht, mit dem Zeiger 31 übereinstimmt. Nunmehr arretiert man den Läufer 29 in dieser Stellung mit Hilfe der Flügelschraube 28. Dann bringt man vermittels der Kurbel 24 den Zeiger 31 auf den Nullpunkt des Läufers 29. Um den Träger in bezug auf die Schiene 8 einzustellen, bringt man den Zeiger 31 der Schiene 8 in Übereinstimmung mit einem Skalenwert des Läufers über dem Nullstrich, der gleich der Überhöhung der Schiene 8 in bezug auf die Schiene 7 ist.
(Das Fernrohr wird stets über der niedrigeren Schiene angeordnet.)
Nun wird das Fernrohr 38 so eingestellt, dass seine Visierlinie eine zur Bezugslinie parallele Ebene, u. zw. in einem Abstand von 8 cm über der letzteren, festlegt (konstruktionsgemäss ist nämlich das Korn des Fernrohres 8 cm unter der untersten Erzeugenden der Rolle 33). Zu diesem Zweck visiert man mit dem Fernrohr 38 den Nullpunkt des Lineals 34 des im gleisabwärts befindlichen Hochpunkt aufgestellten Trägers B (dessen Abstand vom Ausgangspunkt der Stopfmaschine A höchstens 6 m betragen darf) an und arretiert die Mutter 36, sobald sich das Fernrohr in der gewünschten Stellung befindet.
Das Einstellen eines Trägers B'im Hilfspunkt gleisabwärts von dem Punkt, an welchem sich der als Stütze für die Stange b dienende Träger B befindet, erfolgt in nachstehender Weise :
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Man stellt in diesem neuen Hilfspunkt einen weiteren, mit dem Träger B völlig gleichen Träger B' auf, analog dem in Fig. 1 im Hinblick auf das Weiterarbeiten der Gleisstopfmaschine A dargestellten Träger B.
Man verfährt wie beim Träger B des gleisabwärts gelegenen Hochpunktes, um die Stangen 21 und 27 in lotrechte Ebenen zu bringen.
Um die Höhe der Rollen 33 des Trägers B'einzustellen, visiert man mit dem Fernrohr 38 des gleisabwärts gelegenen Hochpunktes das Lineal 34 des Trägers B'an. Der Bedienungsmann liest nun auf dem Niveau der Visierlinie seines Fernrohres 38 am Lineal 34 des neuen Trägers B'einen Skalenwert, beispielsweise 32, ab, der bedeutet, dass die Rolle 33 der Schiene 7 um 32 mm angehoben werden muss. Der bei dem Träger B'befindliche Bedienungsmann verschiebt den mit Skala versehenen Läufer 29, bis der Teilstrich 32 unter den Nullstrich der Skala mit dem Zeiger 31 übereinstimmt. In dieser Stellung arretiert
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den Nullwert des Läufers 29.
In diesem Augenblick kann der am gleisabwärts gelegenen Hochpunkt befindliche Bedienungsmann feststellen, dass nunmehr der Nullpunkt des Lineals 34 mit der Visierlinie des Fernrohres-38 zusammenfällt. Die Rolle 34 berührt somit die Bezugslinie. Der Berührungspunkt der Stange b mit der Rolle 33 bildet den gleisabwärts gelegenen Bezugspunkt, von welchem oben die Rede war. Für die Schiene 8 bringt man den entsprechenden Zeiger 31 in Übereinstimmung mit einem Skalen- wert, der gleich der Überhöhung der Schiene 8 in bezug auf die Schiene 7 ist. Beträgt diese Überhöhung z. B. 12 mm, so bringt der Bedienungsmann den entsprechenden Zeiger 31 an der Schiene 8 auf den Skalen- wert 12 über dem Nullstrich des Läufers 29 (es wird angenommen, dass man stets mit der niedrigeren
Schiene beginnt).
Auf diese Weise hat der bei einem über einem Hilfspunkt aufgestellten Träger B'befindliche Be- dienungsmann keinerlei Berechnungen auszuführen und kann keinen Fehler ausser Ablese- oder Bedienungsfehlern machen. Anderseits kann der sich am Hochpunkt befindliche Bedienungsmann kontrollieren, ob sich der andere Bedienungsmann nicht getäuscht hat, indem er feststellt, dass sich der Nullstrich des Lineals 34 des Trägers B'auf der Visierlinie seines Fernrohres 38 befindet. Die Rollen 33 des Trägers B', um den es sich handelt, berühren also die Bezugslinien der beiden Schienen. Wenn die Rohre b auf die Rollen 33 gelangen, gleiten die Stangen b auf ihnen und ihre Berührungspunkte 80 sind Punkte der Bezugslinie.
Hier ist zu bemerken, dass das gekrümmte Ende b1 der Stange b das Auflaufen der Stange b auf die Rolle 33 erleichtert, wenn diese höher ist als der Punkt 4.
Die Festlegung des Punktes 5 in der Bezugslinie geschieht in folgender Weise :
Dieser vom Laufkarren getragene Punkt befindet sich konstruktionsgemäss bereits 20 cm über der Schiene 7, und diese Schiene ist bereits nivelliert. Der Punkt 5 liegt demnach schon in der Bezugslinie. Wenn jedoch die Gleisstopfmaschine A vorrückt, so kann die Vorrichtung, welche die Stillsetzung der Stopfwerkzeuge bewirkt, sobald die Schiene 7 oder 8 den gewünschten Wert erreicht hat, dieses Stillsetzen nicht unverzüglich hervorrufen. Es ergibt sich also ein sehr geringer, praktisch gleichbleibender Unterschied zwischen der von der Schiene 7 oder 8 schliesslich erreichten Höhe und der gewünschten Höhe.
Diesen Fehler kann man vermeiden, wenn man im Verlaufe einer Kontrolle der Arbeitsweise den Punkt 5 ein für alle Mal je nach der Richtung, in der sich der Fehler zeigt, höher oder tiefer ansetzt.
Die automatische Einstellung des Laufkarrens D wird folgendermassen durchgeführt :
Damit sich die Stange b in der Bezugslinie befindet, genügt es, den Punkt 3 in diese Ebene zu bringen, da ja die Punkte 5 und 80 bereits in derselben liegen. Damit sich diese Bedingung automatisch erfüllt, verwendet man die Winden 51 und 60 in folgender Weise, wobei zu bemerken ist, dass das Rohr b gleisabwärts auf den in entsprechender Höhe eingestellten Rollen des Trägers B und das Rohr d in Punkt 5 in richtiger Höhe auf dem Laufkarren E ruht.
Mit der ersten Winde 51 werden die Stangen a und e in Parallellage gebracht. Diese Winde wird von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben, dessen Drehbewegung mit Hilfe einer kinematischen Kette, die insbesondere eine Schnecke aufweist, in eine Verschiebungsgewegung von beispielsweise 1 cm pro Sekunde verwandelt wird.
Wenn der Kontakt 1 a in Berührung mit dem Kontakt 2 a steht, so hat der Motor der Winde 51 das
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so hat der Motor der Winde das Bestreben, wieder unter den Punkt 3 zu sinken. Im einen wie im andern Falle hält der Motor plötzlich an und die Winde 51 steht still. Die beiden Stangen a und e sind also parallel.
Nunmehr müssen die Stangen a und e zur lotrechten, die Gerade 80-5 enthaltenden Ebene parallel gelegt werden, damit sich die Stangen b und d schliesslich in der Bezugslinie befinden. Dies wird erreicht, wenn sich das Gewicht 61 a zwischen den Kontakten 62 und 63 befindet, ohne den einen oder andern zu berühren. Berührt hingegen das Gewicht 61 a den einen oder den andern Kontakt 62 bzw. 63, so bringt
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oder 63 nicht mehr berührt, bleibt der Motor 60 stehen und die Stangen a und e stehen lotrecht. Auf diese Weise werden die Stangen b und d dank den beiden Winden 51 und 58 richtig in die Bezugslinie gebracht. Um Pendelerscheinungen zu vermeiden, wird die Schwingbewegung des Pendels 61 durch bekannte Verfahren gedämpft.
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Das Anheben der Schwelle 12 erfolgt, indem der Fahrer der Gleisstopfmaschine A die Stopfwerkzeuge 9 senkt und sie in Betrieb setzt. Unter ihrer Wirkung übt die Bettung eine Schubkraft aus und die Schwelle 12 wird angehoben. Wenn sie die richtige Höhe erreicht hat, gelangen die Rollen 10 in eine bestimmte Stellung, bei welcher der Kontakt 10 c gegen das Ende d2 des Fingers d1 der Stange d stösst und dabei einen elektrischen Stromkreis schliesst, wodurch das Arbeiten der Werkzeuge 9 unterbrochen wird.
Auf diese Weise befindet sich die Schwelle 12 in der gewünschten Höhe und die darunterliegende Bettung wurde unter einer genau bestimmten Belastung gestopft, nämlich der von den Federn 10 b auf die Rollen 10 ausgeübten Kraft.
Hier ist zu bemerken, dass, da die Höhe der Nullstrich der Skalen 46 a, 81 und 34 in bezug auf die Lauffläche der Schienen 7 oder 8 gleich der der Visierlinie des Fernrohres 38 in bezug auf die gleiche Schienenlauffläche ist, der Bedienungsmann jederzeit durch einfaches Visieren die vom andern Bedienungsmann beim Träger B vorgenommene Einstellung kontrollieren, jedoch auch die Arbeitsweise der gesamten Einrichtung überprüfen kann.
Gemäss vorstehendem wurde vorgesehen, dass die Rolle mit gleichbleibender Kraft gegen die Schiene drückt.
In Wirklichkeit kann man natürlich, falls man es wünscht, einen veränderlichen Druck erzielen, der sich beispielsweise im Verlauf der Vibrationszeit der Stopfwerkzeuge steigert ; in diesem Falle wird die Rolle 10 mit Hilfe einer Winde gegen die Schiene gedrückt. Der durch die Winde ausgeübte Druck wird dann abhängig gemacht von dem Abstand zwischen dem Ende 10 c und dem Finger d2. Zu diesem Zweck kann man z. B. zwischen 10 c und d2 eine Feder anordnen, deren mit der Entfernung 10 c-d2 veränderliche Druckkraft auf einen Druckentspanner wirkt, der den Druck in der Winde (Hubvorrichtung) bestimmt, die die Kraft auf die Rolle 10 ausübt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zum Nivellieren von Eisenbahngleisen mit einer Gleishebevorrichtung, die das Gleis bis zu einem vorbestimmten Niveau unterhalb einer längs des Gleises verlaufenden Bezugslinie anhebt, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugslinie von mindestens zwei miteinander in mindestens einem Punkt (3) gelenkig verbundenen Stangen (d, b) gebildet ist, die einen zum Stillsetzen der Tätigkeit der Gleishebevorrichtung (9) dienenden Kontakt (10 c) tragen, welcher, sobald die Stangen fluchten, von einem mit dem Gleis (7 bzw. 8) verbindbaren Element (10) betätigt wird.