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Vorrichtung zum Stopfen des Schotters von Eisenbahngleisen
Es sind derzeit verschiedene Bauarten von Gleisstopfmaschinen zum Stopfen des Schotters unter den
Schwellen von Eisenbahngleisen bekannt. Der Schotter wird unter die Schwellen gebracht und durch die Wirkung der Stopfwerkzeuge verdichtet, wobei diese Verdichtung durch das Schliessen zweier gegenüberstehender Werkzeuge von geeigneter Formgebung oder einer gewissen Anzahl gegenüberstehender Werkzeugpaare, von denen jedes je auf einer Seite eines Schwellenquerschnittes arbeitet, erzielt wird. Das Öffnen und Schliessen der genannten Werkzeuge wird durch mechanische Vorrichtungen oder mittels eines Druckmittels erzielt, wobei die Stopfwerkzeuge gleichzeitig einer Schliessbewegung und einer Vibrationsbewegung, die dem Schotter eine gewisse Kompaktheit verleiht, unterworfen sind.
Die Stcpfgeschwindigkeit hängt insbesondere, ausser von der Frequenz der Schwingungen des Werk- zeuges. von der Amplitude dieser Schwingungen ab.
Man hat jedoch festgestellt, dass eine zu grosse Amplitude der Schwingungen, die von den Stopfwerkzeugen auf den Schotter übertragen werden, insbesondere gegen das Ende der Schliessbewegung der genannten Stopfwerkzeuge, nicht nur für die Stopfwerkzeuge oder für die zugehörigen Steuerorgane schädlich sein kann, sondern auch ein Anheben der Schwellen und damit der Schienen zufolge der zu starken Verdichtung des Schotters, die die Nivellierung des Gleises gefährdet, bewirken kann.
Zu grosse Schwingungsamplituden der Werkzeuge können ausserdem auch ein Auseinanderfallen des Schotters bewirken und die bereits geleistete Verdichtungsarbeit gefährden.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stopfen des Schotters von Eisenbahngleisen mit Hilfe mindestens eines Paares vibrierender und sich während des Stopfganges schliessender Stopfwerkzeuge, die auf als zweiarmige Hebel ausgebildeten Werkzeugträgern angeordnet sind, wobei die Amplitude der Schwingungen der Stopfwerkzeuge während des Stopfvorganges derart veränderlich ist, dass sie am Ende eines Arbeitshubes geringer ist als zu Beginn desselben.
Diese Vorrichtung ist, um die eingangs genannten Fehler zu vermeiden dadurch ausgezeichnet, dass sie einen Kniehebel-Mechanismus aufweist, der an seinen Endpunkten mit je einem Ende der Werkzeugträger und an seinem Zentralpunkt mit einem Schwingungserreger verbunden ist, der in der Richtung der Symmetrieachse dieses Mechanismus und der Werkzeugträger wirkt, wobei ein Verschiebemotor vorgesehen ist, der den Zentralpunkt während des Arbeits-Zyklus der Werkzeuge in der genannten Symmetrieachse verschiebt, wodurch die Amplitude der Schwingungen dieser Werkzeuge während ihres Arbeitshubes verkleinert wird.
DieZeichnungen zeigen schematisch beispielsweise fünf Ausführungsformen der Erfindung, wobei jede der Fig. l - 5 je einer besonderen Ausführungsform entspricht.
In den verschiedenen Figuren ist der bewegliche Rahmen, an dem die Stopfvorrichtung angebracht ist, schematisch durch ein Rechteck mit strichpunktierten Linien angedeutet und V veranschaulichtschematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Vibrationen, nachfolgend Schwingungserreger genannt. AB und AB'stellen zwei Stangen eines Kniehebel-Mechanismus dar, die eine gemeinsame gelenkige Verbindung
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im Zentral-Punkt A besitzen, welch letzterer (direkt oder indirekt) die vom Schwingungserreger V erzeugten Schwingungen in Richtung der durch den Punkt A verlaufenden Symmetrieachse dieses Mechanismus übernimmt. Die beiden Stangen AB, AB'sind symmetrisch in bezug auf diese Achse angeordnet.
Im Beispiel gemäss Fig. 1 sind B und B' die beiden dem gemeinsamen Gelenkpunkt A entgegengesetzten Endpunkte der Stangen AB bzw. AB', an denen die beiden Hebel BCE bzw. BICIEI ange- lenkt sind. Diese Hebel sind um die Punkte C bzw. C'schwenkbar. Diese Punkte sind fest in bezug auf den beweglichen Rahmen und die Hebel tragen je ein Stopfwerkzeug D bzw. DI.
X stellt schematisch einen Verschiebemotor dar, der sich gegen den genannten beweglichen Rahmen abstützt und der zum Verschieben des Punktes A im einen oder andern Sinne längs der Symmetrieachse der StopfvorrichtUng dient. All bezeichnet die Stellung des Gelenkpunktes Ader beiden Stangen AB und AB', wenn die beiden Stangen senkrecht oder beinahe senkrecht zur Symmetrieachse stehen, sie also auf einer Geraden BA 11 BI fluchten. M, dargestellt durch zwei parallele Linien zwischen zwei schraffierten Flächen, ist eine Führung für den Punkt A auf der Symmetrieachse der Stopfvorrichtung.
a ist der von den Achsen der beiden Stangen AB und AB'auf derjenigen Seite des Gelenkpunktes A eingeschlossene Winkel, auf dem sich die Werkzeuge D und D'befinden, wobei dieser Winkel grosser oder kleiner als 180 oder auch gleich diesem Betrag sein kann. Das Rechteck F stellt den Querschnitt einer einfachen Schwelle des Gleises dar.
Das Schwingungssystem, das vom Erreger V und von den beiden im Punkt A gelenkig verbundenen Stangen gebildet wird, ist in der gleichen Ebene dargestellt wie die Werkzeugträger, aber die Ebene, die das genannte Schwingungssystem enthält, kann auch verschieden sein von der Ebene, in der sich die genannten Werkzeugträger befinden.
Die beiden in ihrem gemeinsamen Punkt A gelenkig miteinander verbundenen Stangen bilden, was die Übertragung von beliebigen Verschiebungen des Punktes A in Richtung der Symmetrieachse der Stopfvorrichtung auf die Werkzeugträger anbetrifft, ein Kniegelenk-System, das gestattet, die Amplitude der Vibrationsbewegungen der Werkzeugträger in Abhängigkeit von der Stellung des Gelenkes A zu variieren, und demzufolge auch den Winkel Cl. den die beiden genannten Stangen miteinander im Punkt A bilden.
Im besonderen erzeugen die durch den Schwingungserreger V dem Punkt A in der angegebenen Richtung aufgedruckten Vibrationsbewegungen eine Schwingung des Stopfwerkzeuges um die Punkte C bzw. C', deren Winkelamplitude im Beispiel nach Fig. 1 von der Grösse des Winkels a
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von der Amplitude der vom ErregerAmplitudenbereich).
Das Organ X bewirkt somit die Schliessbewegung der Werkzeuge D, D'und gleichzeitig damit die Verminderung der Amplitude der auf diese Werkzeuge übertragenen Schwingungen während des Arbeitshubes der Werkzeuge.
In den andern Beispielen wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1, um die in dieser Figur entsprechenden Teile zu bezeichnen.
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erzeugt wird, der auf die Werkzeugträger in einer Richtung senkrecht zur Symmetrieachse desKniehebelsystems wirkt. In diesem Falle folgt der Verschiebemotor nicht den Bewegungen des KniehebelMechanismus ; hingegen bestimmt er die Bewegung des Zentral-Punktes A längs der Führung M durch das Vergrössern und Verkleinern des Abstandes zwischen den Endpunkten B, BI des genannten Mechanismus. Dabei ist es wichtig, dass die Stangen AB und AB'am Ende des Arbeitshubes nicht vollständig gestreckt werden, um ein Blockieren der Werkzeuge zu vermeiden. Der Winkel Cl wird deshalb in diesem Beispiel stets kleiner als 1800 sein.
Hier sind es also ebenfalls dieselben Mittel W, die gleichzeitig das Schliessen und Öffnen der Werkzeuge und die Veränderung der Amplitude der Schwingungen der Werkzeuge bewirken.
Im Beispiel der Fig. 3 ist es, wie in Fig. 1, ein Verstellmotor X, der gleichzeitig die Schliess- undÖffnungs-BewegungderWerkzeuge und die Verminderung der Amplitude derauf die Werkzeugewährend ihres Arbeitshubes übertragenen Schwingungen bewirkt. Aber hier ist die Anordnung derart getroffen, dass der Schotter nach Belieben unter einfachen Schwellen F oder unter doppelten Schwellen G gestopft werden kann.
Zu diesem Zweck besitzt er noch die folgenden zusätzlichen Organe : Eine Vorrichtung. die schematisch in R angedeutet ist, und die es erlaubt, den Abstand der beiden Schwenkpunkte C und C'der Werkzeugträger BCE und BICIEI in einer Richtung senkrecht zur Sym-
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metrieachse der Stopfvorrichtung einzustellen, eine Führung U, veranschaulicht durch zwei parallele
Linien zwischen schraffierten Feldern senkrecht zur Symmetrieachse der Stopfvorrichtung, für die Punkte
C und C' und eine zweifache Vorrichtung T, T', die eine Veränderung der Länge der beiden Stangen
AB und AB'erlaubt.
Im Beispiel nach Fig. 4 sind die Mittel, die das Schliessen und Öffnen der Werkzeuge bewirken, in S angedeutet, während die Mittel, die zum Verändern der Amplitude der auf die Werkzeuge übertragenen
Schwingungen dienen, mit Q bezeichnet sind. Es sind dies zwei Verschiebemotoren, die unabhängig voneinander arbeiten, wovon der erste S auf die Stangen BE, BlEI in einer Richtung senkrecht zur
Symmetrieachse des Kniehebel-Mechanismus einwirkt. Der zweite Q wirkt in der Richtung dieser
Achse.
In diesem Beispiel schwingen die Werkzeugträger BE und BlEI während der Schliessbewegung um die Punkte C und C'. Der Kniehebel-Mechanismus ACC'ist in diesem Falle mit den Werkzeugträ- gern in den Punkten C und C'verbunden, welch letztere bei der Schliessbewegung im allgemeinen an
Ort bleiben. Sie bewegen sich nur im Ausmass der von dem am Punkt A angreifenden Schwingungser- reger V aufgedrückten Schwingungen. Die Amplitude dieser Schwingungen kann durch Verschieben des
Punktes A eingestellt werden. Das Organ Q ist für diesen Zweck vorgesehen. Es kann durch bekann- te und in der Zeichnung nicht gezeigte Mittel in Abhängigkeit von der Stellung der Werkzeuge gesteuert werden, so z. B. durch Anschlag-Steuerung. Die Lageveränderung der Schwenkpunkte C und C'kann mit dem Schliessmotor S kompensiert werden.
Das letzte Beispiel, dargestellt in Fig. 5, unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 4 durch den Umstand, dass zusätzliche Mittel T, T'zum Regeln der LängederStangen AC, ACI des Kniehebel-
Mechanismus vorgesehen sind, um das Festhalten der Punkte C, C'am selben Ort sicherzustellen, wenn es sich darum handelt, den Schotter unter einer einfachen Schwelle F oder unter einer Doppelschwelle G zu stopfen.
Die bei allen beschriebenen Beispielen bestehende Möglichkeit, die Amplitude der Vibrationen der Werkzeuge während des Arbeitshubes der letzteren zu verändern, ergibt sich aus dem Umstand, dass die Vibrationsbewegungen, die durch ein schwingendes mechanisches System, wie z. B. eine Exzenterscheibe oder ein Schwungrad mit Unwucht, oder durch hydraulische, elektrische oder elektronische Systeme erhalten werden, direkt weder auf die Werkzeuge noch auf die Hebel, an denen die Werkzeuge durcirgendwelche Mittel befestigt werden können, übertragen werden, sondern die Übertragung der Schwingungen über den Kniehebel-Mechanismus erfolgt.
Wenn auf der Maschine mehrere Stopfwerkzeuge vorhanden sind, können sämtliche dieser Paare oder ein Teil derselben von einem gleichen Organ wie die beschriebenen Organe gesteuert werden. Die Werkzeuge und die gesamte oder ein Teil ihrer Steuereinrichtung sind dann auf einem oder mehreren beweglichen Rahmen senkrecht zu der vom Gleis gebildeten Ebene am Ort der Stopfung angeordnet, wobei die Bewegung des beweglichen Rahmens das Eintauchen der Stopfwerkzeuge in den Schotter zu Beginn des Stopfvorganges und das Herausziehen derselben am Ende des Stopfvorganges bewirkt. Das Schliessen und Öffnen der Werkzeuge eines Paares kann entweder durch den Druck der Stopfwerkzeuge auf den Schotter oder durch eine mechanische oder elektrische Bewegung des Hubes ausgelöst werden.
Die beschriebenen Einrichtungen weisen folgendevorteile auf : Der Grad der Veränderung der Amplitude der Schwingungen der Stopfwerkzeuge kann in gewissen Bereichen reguliert werden, u. zw. sowohl im Stillstand der Maschine als auch während des Stopfens.
Man kann eine praktisch verschwindende Schwingungsamplitude der Stopfwerkzeuge erhalten, wenn der Abstand der genannten Werkzeuge eines Werkzeugpaares einen bestimmten Wert am Ende der Schliessbewegung erreicht hat.
Die Veränderung der Schwingungsamplitude der Werkzeuge ist abhängig vom Abstand der genannten Werkzeuge eines Paares. Die Veränderung der Schwingungsamplituden der Stopfwerkzeuge jedes Paares, oder der verschiedenen Werkzeugpaare, die Bestandteile derselben Maschine sind, kann indirekt durch den vom Schotter auf die Stopfwerkzeuge bei der Schliessbewegung ausgeübten Gegendruck gesteuert werden. Die Veränderung der Schwingungsamplituden der Stopfwerkzeuge kann unabhängig von der gegenseitigen Grösse des Weges der genannten Werkzeuge gesteuert werden.
Die beschriebenen Einrichtungen erlauben es, die eingangs erwähnten Nachteile, die den Stopfmaschinen, deren Werkzeuge erzwungenen Schwingungen ausgesetzt sind, innewohnen, auszuschalten. Sie erlauben auch den folgenden Nachteil, der den Stopfmaschinen, deren Werkzeuge freien Schwingungen unterworfen sind, innewohnt, zu vermeiden : bei diesen letztgenannten Stopfmaschinen geht das Eindringen der Werkzeuge in den Schotter und seine Verdichtung langsam vor sich wegen der Tatsache, dass die
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Schwingungsamplitude der Werkzeuge abnimmt, sobald sie einem Gegendruck von Seiten des Schotters ausgesetzt sind.
Man erkennt, dass dies bei den beschriebenen Einrichtungen deswegen nicht der Fall ist, weil die Schwingungsamplitude der Werkzeuge immer genau bestimmt und gesteuert ist, u. zw. für jede Werkzeugstellung.
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:gebildeten Werkzeugträgern angeordnet sind, wobei die Amplitude der Schwingungen der Stopfwerkzeuge während des Stopfvorganges derart veränderlich ist, dass sie am Ende eines Arbeitshubes geringer ist als zu Beginn desselben, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einenKniehebel-Mechanismus aufweist, der an seinen Endpunkten mit je einem Ende der Werkzeugträger und an seinem Zentralpunkt mit einem Schwingungserreger verbunden ist, der in der Richtung der Symmetrieachse dieses Mechanismus und der Werkzeugträger wirkt, wobei ein Verschiebemotor vorgesehen ist,
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