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Schmiedemaschine, insbesondere zum Überschmieden abgefahrener Schienen
Eisenbahnschienen unterliegen einem hohen Verschleiss. wobei nicht nur der Schienenkopf an seiner Oberseite und an der Innenseite, an der der Spurkranz läuft, abgefahren wird, sondern sich auch meist eine Materialverschiebung nach der Aussenseite ergibt. Um solche abgefahrene Schienen wieder verwenden zu können, ist bereits vorgeschlagen worden, sie einem Schmiedeverfahren zu unterziehen. Hiebei wird das zur bisherigen Aussenseite verdrängte Material zurückgedrückt und das ursprung liche Laufflächenprofil wieder hergestellt, so dass die überschmiedete Schiene, wenn sie mit der bisherigen Aussenseite einwärts gekehrt montiert wird, wie eine neue Schiene voll einsatzfähig ist.
Allerdings weisen abgefahrene Schienen in ihrer Kopfhöhe Unterschiede bis zu 8 mm auf, die Profilveränderungen sind unterschiedlich und die Schienenlängen sind ebenfalls verschieden. Da das Bestreben herrscht, möglichst viele Schienenstücke miteinander zu verschweissen, das Schweissen aber auf der Eisenbahnstrecke teuer und umständlich ist, werden die Schienenstück schon im Werk bis zu einer Länge von zirka 300 m zusammengeschweisst. Auch bei den für die Regenerierung vorgesehenen Schienen erfolgt daher schon vor dem Überschmieden ein Zusammenschweissen auf derartige Längen.
Beim Zusammenschweissen wird darauf geachtet, dass jeweils aneinanderstossende Schienenstück in ihrer Kopfhöhe nur um höchstens 1 mm voneinander abweichen und dass die Laufflächen fluchten, so dass Abstufungen nur im Bereich der Auflageflanschen auftreten, wo sie vom Schotterbett ausgeglichen werden können. Trotzdem können innerhalb des zusammengeschweissten Stranges Höhenunterschiede bis zu 8 mm auftreten.
Um beim Überschmieden abgefahrener Schienen eine exakte Ausprägung der Lauffläche zu erreichen, ist nur jeweils eine verhältnismässig geringe Verformung bzw. Querschnittsabnahme erforderlich. Schwankt nun die Kopfhöhe innerhalb eines Stranges in weiten Grenzen, so ist es nicht möglich, alle Abschnitte auf
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dert. Es treten also bei der Steuerung einer zum Überschmieden abgefahrener Schienen bestimmten Schmiedemaschine besondere Schwierigkeiten und Probleme auf.
Es sind bereits Schmiedemaschinen mit wenigstens einem elektromotorisch angetriebenen, in seiner Hublage relativ zum Werkstück mittels einer Verstelleinrichtung einstellbaren Hammer in verschiedener Ausführung bekannt. Dabei erfolgt aber durchwegs die Veränderung derrelativenHämmerhublage, also der Eindringtiefe des Hammers in dasWerkstück auf hydraulischem oder elektrischem oder mchanischemWe- ge nach einem vorher festgelegten Programm oder durch Steuerung von Hand aus nach einer Zeichnung, und es wird in keinem Fall nach den Abmessungen des jeweils zur Abschmiedung kommenden Werkstückabschnittes gesteuert. Diese bekannten Schmiedemaschinen sind demnach zum Überschmieden abgefahrener Schienen nicht ohne weiteres brauchbar.
Eine Steuerung der Schmiedemaschine durch Abtasten der Höhe bzw. Stärke des Schienenkopfes vor der Maschine ist ebenfalls nicht möglich, da die Schiene glühend ist, Zunder aufweist und ausserdem nicht ruhig liegt.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Schwierigkeiten und die Schaffung einer Schmiedemaschine, bei der mit verhältnismässig einfachen Mitteln die Einstellung der Hublage des Hammers relativ zum Werkstück in Abhängigkeit von der jeweiligen Werkstückabmessung erfolgt und die sich daher zum Überschmieden abgefahrener Schienen besonders eignet.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmiedemaschine mit wenigstens einem elektromotorisch ange- triebenen, in seiner Hublage relativ zum Werkstück mittels einer Verstelleinrichtung einstellbaren Ham- mer und zeichnet sich im wesentlichen durch eine mit demSpeisestromkreis des Antriebsmotors gekoppel- te Regeleinrichtung aus, die innerhalb veränderbarer Grenzen auf einen Mittelwert der Leistungsaufnahme des Motors eingestellt ist und die Verstelleinrichtung bei Überschreiten dieser Grenzen im Sinne einer Ver- minderung bzw. Vergrösserung der Hammereindringtiefe in das Werkstück selbständig betätigt.
Es ist selbstverständlich, dass die Leistungsaufnahme des Hammerantriebsmotors steigt, sobald die aufzubrin- gende Verformungsarbeit bzw. die Eindringtiefe des Hammers in das Werkstück zunimmt, und dass die
Leistungsaufnahme sinkt, wenn die Verformungsarbeit bzw. die Eindringtiefe abnimmt. Da nun die je- weilige Verformungsarbeit bzw. Eindringtiefe davon abhängt, welche Höhe oder Stärke der jeweils zur
Abschmiedung kommende Schienenkopf bzw. ein sonstiges Werkstück aufweist, ist die gewünschte Steue- rungsmöglichkeit erreicht. Wenn die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors innerhalb der bestimmten, aber je nach Werkstück und den sonstigen Verhältnissen veränderbaren Grenzen schwankt, erfolgt keine
Verstellbewegung.
Werden die Grenzen aber nach oben oder unten überschritten, so wird die Eindring- tiefe des Hammers mit Hilfe der Verstelleinrichtung so lange geändert, bis die Leistungsaufnahme des
Schmiedemotors wieder annähernd den Mittelwert erreicht hat. Der Mittelwert entspricht der jeweils gewünschen Verformungsarbeit. Da es sich beim Überschmieden von Schienen um verhältnismässig grosse Schmiedeflächen handelt, treten schon bei geringen Änderungen der Höhe bzw. Stärke des Schienenkopfes und somit der Hammereindringtiefe gut messbare Änderungen in der Leistungsaufnahme des Motors auf, die zur Durchführung der Regelung bzw. Verstellung ausreichen.
Selbstverständlich ist die erfindungsgemässe Maschine nicht nur zum Überschmieden abgefahrener Schienen geeignet, die Erfindung kann vielmehr auch bei andern Schmiedemaschinen, wo entsprechende Forderungen zu erfüllen sind, angewendet werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Regeleinrichtung mit der Speiseleitung des Antriebsmotors über einen Umformer gekoppelt, an den sekundärseitig vorzugsweise über einen regelbaren Widerstand zwei Relais mit über Vorwiderstände veränderbarem Ansprechbereich angeschlossen sind, die gegebenenfalls über je ein weiteres Relais Kontakte in zu Schaltern, Magnetschiebern od. dgl. der Verstelleinrichtung führenden Steuerleitungen betätigen. Die am Umformer sekundärseitig erhaltene Spannung ist dem vom Antriebsmotor aufgenommenen Strom und damit auch annähernd der Leistung proportional. Mit Hilfe des regelbaren Widerstandes kann der Proportionalitätsfaktor geändert und damit der Mittelwert des Regelbereiches eingestellt werden. An Stelle eines Umformers mit nachgeordnetem Widerstand könnte auch ein Umformer mit veränderlicher Windungszahl vorgesehen sein.
Die beiden Vorwiderstände dienen zur Einstellung der oberen und unteren Grenze des Regelbereiches. Werden diese Grenzen überschritten, spricht das eine oder andereRelais an, betätigt mittel-oder unmittelbar entsprechende Kontakte, so dass auf die Schalter, Magnetschieber od. dgl. der Verstelleinrichtung eingewirkt und die Hämmereindringtiefe vergrössert oder verringert wird, bis die Leistungsaufnahme des Motors wieder dem Mittelwert entspricht.
Eine besonders zweckmässige Maschinenkonstruktion ergibt sich, wenn ein schräg von oben gegen die eine Seite des Schienenkopfes schlagender Hammer und ein den Schienenkopf an der diametral ge- genüberliegenden Seite unterstützender Amboss vorgesehen sind, wobei ausschliesslich der Amboss mit Hilfe der Regel-und Verstelleinrichtung einstellbar ist.
Bei den bisherigen Schmiedemaschinen sind meist paarweise einander gegenüberliegende Hämmer ohne Amboss vorgesehen, und die Eindringtiefe wird durch Verstellung der Hämmerhublage selbst geändert, zu welchem Zweck die Antriebswellen der als Pleuel ausgebildeten Hämmer exzentrisch in im Schmiedekasten od. dgl. drehverstellbarell Gehäusen lagern Das unmittelbare Verändern der Hämmerhublage bei unverändert zwischen den Hämmern liegendem Werkstück wäre aber für das Abschmieden zusammengeschweisster, abgefahrener Schienen nicht möglich, weil die Lauffläche des Schienenstranges geradlinig verläuft und nur die Kopfhöhe wechselt. Soll trotz der Verschiedenheit der Kopfhöhe stets im annähernd gleichen Mass verformt werden, muss daher die Werkstückauflage, also der Amboss, seine Höhenlage entsprechend verändern.
Durch die besondere Anordnung von Hammer und Amboss in bezug auf die Schiene werden auch die für die gestellte Aufgabe günstigsten Verhältnisse geschaffen. Ausserdem ergibt sich eine Vereinfachung der Maschine, wenn bloss der keine Schlagbewegung ausführende Amboss verstellt zu werden braucht.
In der Zeichnung ist derErfindungsgegenstandbeispielsweise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Schmiedemaschine zum Überschmieden abgefahrener Eisenbahnschienen in Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Maschine nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 und 4 Schnitte nach den Linien III-III und IV-IV der Fig. 1 und Fig. 5 das Schaltschema der Regeleinrichtung.
Im Schmiedekasten 1 ist ein Hammer 2 verschiebbar gelagert und so angeordnet, dass er schräg von
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oben gegen die eine Seite des Kopfes der in Normallage durch die Maschine geführten Schiene 3 schlagen kann. Der Hammer 2 umschliesst nach Art einer Kurbelschleife den exzentrischen Teil einer Antriebswelle 4, die von einem Elektromotor 5 in Drehung versetzt wird. Mit 6 ist ein Amboss bezeichnet, der den Schienenkopf an der dem Hammer 2 diametral gegenüberliegenden Seite unterstützt. Der Amboss 6 kann während des Schmiedens der Höhe nach verstellt werden. Zu diesem Zweck ist ein Motor 7 vorgesehen, der über ein Getriebe 8 eine Spindel 9 antreibt, die im Bereich des Schmiedekastens 1 mit einem Rechtsund Linksgewinde 10 versehen ist.
Mit Hilfe dieses Gewindeteiles werden beim Verdrehen der Spindel 9 zwei ein entsprechendes Muttergewinde aufweisende Keile 11 in der einen oder andern Richtung, d. h. zueinander oder auseinander verschoben, so dass sich der an seiner Unterseite die Gegenkeilflächen aufweisende Amboss 6 hebt oder senkt. Um den Amboss 6 in waagrechter Richtung an das Werkstück anstellen zu können, ist seitlich eine gleiche Einrichtung mit Keilen 12 und Gewindespindel 13 vorgesehen, wobei aber die Spindel 13 über einen Winkeltrieb 14 und eine Welle 15 nur von Hand aus drehverstellbar ist.
Vor und hinter dem Schmiedekasten wird die Schiene 3 von je einem Schrägscheibenpaar 16 unterstützt. Die Scheiben 16 sind auf einem im Maschinengestell der Höhe nach bewegbaren Bock 17 gelagert, der die Verstellbewegung des Ambosses im gleichen Masse mitmacht. Um dies zu erreichen, ist die Verstellspindel 9 mit je einem weiteren Gewindeteil 18 mit an Drehung gehinderter Mutter 19 versehen.
An Querzapfen der Mutter 19 greifen Kurbelarme 20 an, die auf einer im Bock 17 einerseits und mit exzentrischen Zapfen 21 im Maschinengestell anderseits gelagerten Welle 22 sitzen. Sobald sich die Mutter 19 durch Drehung der Spindel 9 verschiebt, werden die Kurbelarme 20 verschwenkt und zufolge der besonderen Lagerung der Wellen 22 die Böcke 17 gehoben oder gesenkt.
Gemäss Fig. 5 liegt an der einen Phase des Speisestromkreises des Antriebsmotors 5 die eine Wicklung eines als Transformator ausgebildeten Umformers U, dessen Sekundärseite durch einen regelbaren Widerstand Rl überbrückt ist. Die Sekundärspannung des Umformers U ist der Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 5 proportional. Mit Hilfe des Widerstandes R1 ist es nun möglich, den Proportionalitätsfaktor zu beeinflussen und so den für die weitere Steuerung heranzuziehenden Spannungsmittelwert zu bestimmen.
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ten des Motors 7 in entgegengesetzter Richtung zur Folge hat.
Bei Beginn des Schmiedevorganges sind dieRelaisD,D und damit auch die Hilfsrelais Cl'C2 abgefallen, und die Kontakte cl'c2 befinden sich in der dargestellten Lage, so dass der Schalter Sl in Funktion ist und ein Anheben des Ambosses 6 über den Motor 7, die Verstellspindel 9, 10 und die Keile 11 erfolgt.
Der schlagende Hammer 2 trifft auf das Werkstück bzw. die Schiene 3 und beginnt die Verformungsarbeit, wodurch die Leistungsaufnahme des Motors 5 steigt. Ist die durch den Vorwiderstand R2 eingestellte untere
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Motor 7 ist abgeschaltet, und es findet keine Verstellbewegung statt.
Steigt nun im Laufe des Schmiedevorganges die Leistungsaufnahme des Motors 5 so weit an, dass die
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rend des Schmiedens unter die untere Grenze des Regelbereiches, so fällt auch das Relais D1 ab, und es folgt der dem Schmiedebeginn entsprechende Regelvorgang.
Den Relais D D müssen nicht unbedingt die Hilfsrelais C, C nachgeordnet sein, es könnten die
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erstgenannten Relais vielmehr unmittelbar auf die Kontakte c, c einwirken. An Stelle der aus je einem Ruhe- und einem Arbeitskontakt bestehenden Doppelkontakte c, c konnten auch jeweils einfache Umschaltkontakte vorgesehen werden. Der Verstellmotor 7 braucht kein Elektromotor zu sein, es wäre auch möglich, hiefür einen Hydraulikmotor oder ein anderes Antriebsaggregat zu verwenden, in welchem Falle statt der Schalter Ss Magnet-Hydraulikschieber od. dgl. anzuordnen wären.
Schliesslich ist die Regeleinrichtung nach Fig. 5 nicht nur zur Verstellung des Ambosses verwendbar, es könnte auf die gleiche Weise auch die Hublage der Hämmer unmittelbar gesteuert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schmiedemaschine, insbesondere zum Überschmieden abgefahrener Schienen, mit wenigstens einem elektromotorisch angetriebenen, in seiner Hublage relativ zum Werkstück mittels einer Verstelleinrichtung einstellbaren Hammer, gekennzeichnet durch eine mit dem Speisestromkreis des Antriebsmotors (5) gekoppelte Regeleinrichtung, die innerhalb veränderbarer Grenzen auf einen Mittelwert der Leistungsaufnahme des Motors eingestellt ist und die Verstelleinrichtung (7-11) bei Überschreiten dieser Grenzen im Sinne einer Verminderung bzw. Vergrösserung der Hammereindringtiefe in das Werkstück selbständig betätigt.